știința Pământului

aerul cald crește, creând o zonă de joasă presiune; se scufundă aerul rece, creând o zonă de înaltă presiune.

cum briza mării și a Pământului Climate de coastă moderate?

în sud-vestul Statelor Unite, aerul umed relativ rece aspirat din Golful Mexic și Golful California întâlnește aerul care a fost încălzit de temperaturile arzătoare ale deșertului.cel mai important muson din lume are loc în fiecare an pe subcontinentul Indian. Peste două miliarde de locuitori din India și Asia de Sud-Est depind de ploile musonice pentru apa lor de băut și de irigare. În zilele navelor cu vele, schimbările sezoniere ale vânturilor musonice transportau mărfuri înainte și înapoi între India și Africa.

briza de munte și Vale

diferențele de temperatură dintre munți și văi creează briza de munte și vale. În timpul zilei, aerul de pe versanții munților este încălzit mai mult decât aerul la aceeași altitudine peste o vale adiacentă. Pe măsură ce ziua progresează, aerul cald se ridică și atrage aerul rece din vale, creând o briză de vale. Noaptea, pârtiile montane se răcesc mai repede decât valea din apropiere, ceea ce face ca o briză de munte să curgă în jos.

vânturile Katabatice

vânturile Katabatice se deplasează în sus și în jos pe versanți, dar sunt brize mai puternice de munte și vale. Vânturile katabatice se formează pe o suprafață înaltă, ca un platou înalt. Platoul este de obicei înconjurat pe aproape toate părțile de munți. Iarna, platoul se răcește. Aerul de deasupra platoului se răcește și se scufundă de pe platou prin goluri în munți. Vitezele vântului depind de diferența de presiune a aerului peste platou și peste împrejurimi. Vânturile katabatice se formează pe multe zone continentale. Vânturile katabatice extrem de reci suflă peste Antarctica și Groenlanda.

vânturile Chinook (vânturile Foehn)

vânturile Chinook (sau vânturile Foehn) se dezvoltă atunci când aerul este forțat să urce peste un lanț muntos. Acest lucru are loc, de exemplu, când vânturile de vest aduc aer din Oceanul Pacific peste munții Sierra Nevada din California. Pe măsură ce aerul relativ cald și umed se ridică peste partea de vânt a munților, se răcește și se contractă. Dacă aerul este umed, acesta poate forma nori și poate cădea ploaie sau zăpadă. Când aerul se scufundă pe partea sub vânt a munților, formează o zonă de înaltă presiune. Partea de vânt a unui lanț muntos este partea care primește vântul; partea sub vânt este partea în care se scufundă aerul.

aerul descendent se încălzește și creează vânturi puternice și uscate. Vânturile Chinook pot ridica temperaturi mai mari de 20 de centimi C (36 de centimi F) într-o oră și scad rapid umiditatea. Zăpada de pe partea sub vânt a muntelui dispare se topește repede. Dacă precipitațiile cad pe măsură ce aerul se ridică peste munți, aerul va fi uscat pe măsură ce se scufundă pe dimensiunea sub vânt. Acest aer uscat și scufundat provoacă un efect de umbră de ploaie (figura de mai jos), care creează multe dintre deșerturile lumii.

vânturile Santa Ana

vânturile Santa Ana sunt create la sfârșitul toamnei și iernii, când Marele Bazin de la est de Sierra Nevada se răcește, creând o zonă de înaltă presiune. Forțele de înaltă presiune vânturi în jos și în sensul acelor de ceasornic (din cauza Coriolis). Presiunea aerului crește, astfel încât temperatura crește și umiditatea scade. Vânturile suflă peste deșerturile sud-vestice și apoi aleargă în jos și spre vest spre ocean. Aerul este forțat prin canioane care taie Munții San Gabriel și San Bernardino (figura de mai jos).

vânturile Santa Ana ajung adesea la sfârșitul sezonului lung de secetă de vară din California. Vânturile calde și uscate usucă peisajul și mai mult. Dacă începe un incendiu, acesta se poate răspândi rapid, provocând devastări pe scară largă (figura de mai jos).

vânturile deșertului

temperaturile ridicate de vară din deșert creează vânturi puternice, care sunt adesea asociate cu furtunile musonice. Vânturile deșertului ridică praful, deoarece nu există atât de multă vegetație pentru a ține murdăria și nisipul. (Figura de mai jos). Un haboob se formează în downdrafts pe partea din față a unei furtuni.

diavolii de praf, numiți și vârtejuri, se formează pe măsură ce pământul devine atât de fierbinte încât aerul de deasupra lui se încălzește și se ridică. Aerul curge în presiune scăzută și începe să se rotească. Diavolii de praf sunt mici și de scurtă durată, dar pot provoca daune.

circulația atmosferică

deoarece mai multă energie solară lovește ecuatorul, aerul se încălzește și formează o zonă de joasă presiune. În partea de sus a troposferei, jumătate se deplasează spre Polul Nord și jumătate spre Polul Sud. Pe măsură ce se mișcă de-a lungul vârfului troposferei, se răcește. Aerul rece este dens și când ajunge într-o zonă de înaltă presiune se scufundă la sol. Aerul este aspirat înapoi spre presiunea scăzută la ecuator. Aceasta descrie celulele de convecție la nord și la sud de Ecuator.

dacă Pământul nu s-ar roti, ar exista o celulă de convecție în emisfera nordică și una în sud cu aerul în creștere la ecuator și aerul care se scufundă la fiecare pol. Dar pentru că planeta se rotește, situația este mai complicată. Rotația planetei înseamnă că efectul Coriolis trebuie luat în considerare. Efectul Coriolis a fost descris în capitolul oceanelor Pământului.

să ne uităm la circulația atmosferică în emisfera nordică ca urmare a efectului Coriolis (figura de mai jos). Aerul se ridică la ecuator, dar pe măsură ce se deplasează spre Polul din vârful troposferei, deviază spre dreapta. (Amintiți-vă că pare doar să se abată spre dreapta, deoarece pământul de sub el se mișcă.) La aproximativ 30 de latitudine N de la 30 la sută, aerul de la ecuator întâlnește aerul care curge spre ecuator de la latitudini mai mari. Acest aer este rece, deoarece a venit de la latitudini mai mari. Ambele loturi de aer coboară, creând o zonă de înaltă presiune. Odată ajuns pe sol, aerul revine la ecuator. Această celulă de convecție se numește celula Hadley și se găsește între 0 și 30 de Centimetre N.

există încă două celule de convecție în emisfera nordică. Celula Ferrell este cuprinsă între 30 și 50 de la 50 la 60 de la 60 de la N. această celulă împarte partea sa sudică, descendentă, cu celula Hadley la sud. Membrul său nordic în creștere este împărțit cu celula polară situată între 50 N și 60 N și Polul Nord, unde coboară aerul rece.

există trei celule de circulație a imaginilor în oglindă în emisfera sudică. În acea emisferă, efectul Coriolis face ca obiectele să pară deviate spre stânga.

centurile eoliene globale

vânturile globale suflă în centurile care înconjoară planeta. Centurile eoliene globale sunt enorme, iar vânturile sunt relativ constante (figura de mai jos). Aceste vânturi sunt rezultatul mișcării aerului în partea de jos a celulelor majore de circulație atmosferică, unde aerul se deplasează orizontal de la presiune ridicată la joasă.

centurile eoliene globale

să ne uităm la centurile eoliene globale din emisfera nordică.

• în celula Hadley aerul ar trebui să se deplaseze de la nord la sud, dar este deviat spre dreapta de Coriolis. Deci aerul suflă de la nord-est la sud-vest. Această centură este vânturile comerciale, așa-numitele pentru că în momentul navelor de navigație erau bune pentru comerț.
• în celula Ferrel, aerul ar trebui să se deplaseze spre sud spre nord, dar vânturile suflă de fapt din sud-vest. Această centură este vânturile de Vest sau westerlies. De ce credeți că un zbor peste Statele Unite de la San Francisco la New York City durează mai puțin timp decât călătoria inversă?
• în celula polară, vânturile călătoresc din nord-est și sunt numite polar easterlies

centurile de vânt sunt numite pentru direcțiile din care vin vânturile. Vânturile de vest, de exemplu, suflă de la vest la est. Aceste nume sunt valabile și pentru vânturile din centurile de vânt ale emisferei sudice.

această prelegere video discută modelul cu 3 celule al circulației atmosferice și centurile eoliene globale rezultate și curenții de vânt de suprafață (5a):http://www.youtube.com/watch?v=HWFDKdxK75E (8:45).

vânturile globale și precipitațiile

pe lângă efectul lor asupra centurilor eoliene globale, zonele de înaltă și joasă presiune create de cele șase celule de circulație atmosferică determină într-un mod general cantitatea de precipitații pe care o primește o regiune. În regiunile cu presiune scăzută, unde aerul crește, ploaia este frecventă. În zonele cu presiune ridicată, aerul scufundat provoacă evaporarea și regiunea este de obicei uscată. Mai multe efecte climatice specifice vor fi descrise în capitolul despre climă.

fronturi polare și fluxuri de Jet

Frontul polar este joncțiunea dintre celulele Ferrell și Polar. În această zonă de joasă presiune, aerul relativ cald și umed al celulei Ferrell intră în aer relativ rece și uscat al celulei polare. Vremea în care se întâlnesc aceste două este extrem de variabilă, tipică pentru o mare parte din America de Nord și Europa.

fluxul de jet polar se găsește sus în atmosfera în care cele două celule se reunesc. Un flux de jet este un râu de aer care curge rapid la granița dintre troposferă și stratosferă. Fluxurile de Jet se formează acolo unde există o diferență mare de temperatură între două mase de aer. Acest lucru explică de ce fluxul polar jet este cel mai puternic din lume (figura de mai jos).

fluxurile de Jet se mișcă sezonier la fel cum unghiul soarelui pe cer se mișcă spre nord și spre sud. Polar jet stream, cunoscut sub numele de „jet stream”, se deplasează spre sud în timpul iernii și spre nord în timpul verii între aproximativ 30 și 50 și 75.

Rezumatul lecției

• vânturile suflă din zonele de înaltă presiune în zonele de joasă presiune. Zonele de presiune sunt create atunci când aerul din apropierea solului devine mai cald sau mai rece decât aerul din apropiere.
• vânturile locale pot fi găsite într-o vale de munte sau în apropierea unei coaste.modelele globale de vânt sunt vânturi constante pe termen lung care predomină în jurul unei mari părți a planetei.locația centurilor eoliene globale are o mare influență asupra vremii și climatului unei zone.

întrebări de revizuire

1. desenați o imagine a unei celule de convecție în atmosferă. Etichetați zonele de joasă și înaltă presiune și unde este vântul.
2. în ce condiții vor fi vânturile foarte puternice?având în vedere ceea ce știți despre celulele de convecție la scară globală, unde ați călători dacă ați fi interesați să experimentați ploi calde și abundente?
3. descrieți circulația atmosferică pentru două locuri în care este probabil să găsiți deșerturi și explicați de ce aceste regiuni sunt relativ calde și uscate.
4. cum ar putea musonii indieni să fie reduși în mărime? Ce efect ar avea o reducere a acestor musoni importanți asupra acelei părți a lumii?
5. De ce este numele „mâncător de zăpadă” o descriere adecvată a vânturilor Chinook?
6. De ce efectul Coriolis face ca aerul să pară că se mișcă în sensul acelor de ceasornic în emisfera nordică? Când efectul Coriolis face ca aerul să pară că se mișcă în sens invers acelor de ceasornic?
7. marinarii s-au referit odată la o porțiune a oceanului drept doldrums. Aceasta este o regiune în care nu există frecvent vânt, astfel încât navele ar deveni calmate zile sau chiar săptămâni. În cazul în care credeți că deprimat ar putea fi în raport cu celulele de circulație atmosferice?
8. Imaginați-vă că fluxul de jet este situat mai la sud decât de obicei pentru vară. Care este vremea ca în regiunile doar la nord de jet stream, în comparație cu o vară normală?
9. oferiți o descriere generală a modului în care se formează vânturile.

lecturi suplimentare/link-uri suplimentare

• sisteme de înaltă și joasă presiune animații, Biroul de Meteorologie, guvernul Australianhttp://www.bom.gov.au/lam/Students_Teachers/pressure.shtml

puncte să ia în considerare

• cum vânturile locale afectează vremea într-o zonă?
• cum afectează centurile eoliene globale clima dintr-o zonă?
• care sunt principiile principale care controlează modul în care circulă atmosfera?