Skąd się bierze wiatr?
Za pogodę na Ziemi odpowiedzialne jest Słońce. Bez niego nie byłoby wiatru, deszczu, śniegu czy burz. Wszystkie te zjawiska możliwe są wyłącznie dzięki temu, że promienie słoneczne utrzymują powietrze w ciągłym ruchu. Za chwilę dowiemy się, jaki jest związek Słońca z powstawaniem wiatru.
o czym informuje nas ciśnienie atmosferyczne;
że zmiany ciśnienia zwiastują zmianę pogody;
jak posługiwać się barometrem.
wyjaśniać, jak powstaje wiatr;
wyjaśniać, jak i dlaczego zmienia się temperatura powietrza w ciągu doby;
budować prosty wiatromierz i za jego pomocą ustalać kierunek i siłę wiatru.
1. Jak powstaje wiatr?
Jakiej barwy ubrania lepiej jest nosić latem? Jasne czy ciemne? Uzasadnij swój wybór.
Sprawdźmy, czy ogrzewanie powietrza wpływa na jego ruch.
Sprawdzenie, jak zmiana temperatury wpływa na ruch powietrza.
nożyczki,
karton,
sznurek,
igła,
świeca.
Narysuj na kartonie spiralę, a następnie ją wytnij.
Przebij igłą środek spirali, a przez otwór przeciągnij sznurek.
Zapal świeczkę.
Chwyć za nitkę i umieść spiralę nad świeczką. Co udało ci się zaobserwować?
Jeśli spirala zaczyna się obracać, to znaczy, że coś musiało wprawić ją w ruch. Jest to skutek ogrzewania się powietrza. W efekcie występują różnice temperatur. Powietrze cieplejsze się unosi, a na to miejsce napływa chłodniejsze.
Promienie Słońca najpierw ogrzewają powierzchnię Ziemi – dopiero od niej nagrzewa się powietrze. Zjawisko to zachodzi nierównomiernie:
skały nagrzewają się szybciej niż las czy woda;
podłoże ciemne nagrzewa się szybciej niż jasne;
woda ogrzewa się wolniej od lądu, ale dłużej zatrzymuje ciepło.
Nierównomierne nagrzewanie się powierzchni Ziemi powoduje występowanie różnic temperatur. Dzięki temu dochodzi do zmian ciśnienia atmosferycznego. Powietrze ciepłe wywiera bowiem na powierzchnię Ziemi inne ciśnienie niż powietrze chłodne chłodne.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DzvgBEdHa
Duży wpływ na temperaturę powietrza mają chmury. W ciągu dnia ograniczają dostęp promieni słonecznych, zaś nocą zatrzymują ciepło. Dlatego w określonej porze roku pochmurne noce są cieplejsze w porównaniu z nocami pogodnymi, a pochmurne dni są chłodniejsze niż te, kiedy niebo jest czyste. Temperatura zależy też od wysokości Słońca nad horyzontem – dlatego latem jest cieplej niż zimą, a w krajach tropikalnych jest cieplej niż w Polsce.
W miejscu, gdzie powietrze się unosi, nieco zmniejsza się ciśnienie powietrza, a tam, gdzie opada – rośnie. Zatem przepływ powietrza odbywa się z miejsca o wyższym ciśnieniu do miejsca o ciśnieniu niższym. Taki poziomy przepływ powietrza to wiatrwiatr. Jeśli chcemy opisać wiatr, powinniśmy podać jego kierunek i prędkość.
W gorących obszarach powstają cyklony tropikalne. Mają postać olbrzymich wirów tworzących się w masach ciepłego i wilgotnego powietrza nad oceanami. Środkiem wiru jest tzw. oko cyklonu, gdzie pogoda jest bezchmurna i niemal bezwietrzna. Dookoła jednak, w promieniu kilkuset kilometrów, wieje huraganowy wiatr (z prędkością powyżej 100 km/h), występują silne burze i bardzo intensywne opady deszczu. Kiedy cyklon przemieści się nad kontynent, traci impet i w końcu przestaje istnieć.
2. Kierunek i prędkość wiatru
Znając rozkład obszarów o ciśnieniu wysokim i niskim oraz pamiętając, że wiatr wieje zawsze od wyżu do niżu, można przewidzieć, w którą stronę będzie wiał. Ważne jest przy tym, by pamiętać, że podając kierunek wiatru, mówimy, z której strony on wieje. Jeśli na przykład wiatr wieje z zachodu na wschód, jest to wiatr zachodni. Jeżeli jest odchylony od kierunków głównych (N, E, S, W), to można na przykład określić kierunki pośrednie: NE – północno‑wschodni, NW – północno‑zachodni, SE – południowo‑wschodni lub SW – południowo‑zachodni.
Prędkość wiatru jest tym większa, im większa jest różnica ciśnień. Do pomiaru kierunku i prędkości wiatru służy przyrząd zwany wiatromierzemwiatromierzem.
Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DzvgBEdHa
Zestaw ilustracji przedstawia zastosowanie energii wiatru przez człowieka. Na pierwszej ilustracji znajduje się żaglowiec szkolny. Statek może płynąć dzięki sile wiatru, która napiera na rozłożone żagle w kształcie prostokątów, trójkątów lub trapezów. Im większa liczba żagli, tym szybciej płynie żaglowiec.Druga ilustracja przedstawia elektrownię wiatrową. Specjalne metalowe wiatraki, zwane turbinami wiatrowymi. Turbiny to wysokie metalowe wieże dochodzące do wysokości prawie 200 metrów. Na samej górze zamontowane są wirniki o średnicy przekraczającej 160 metrów.Fotografia numer trzy przedstawia dyscypliny sportowe takie jak Windsurfing oraz paralotniarstwo. W windsurfingu siłę wiatru wykorzystuje się poprzez przymocowany pionowo żagiel do poziomej deski. W paralotni siłę wiatru wykorzystuje się dzięki spadochronowi, który unosi paralotniarza. Na ilustracji numer cztery widoczny jest balon, który unosi się dzięki wiejącemu wiatrowi. Na ostatniej ilustracji znajduje się szybowiec. Pojazd wyposażony w skrzydła, kadłub tak jak w samolocie ale nie ma silnika.
Zbudowanie prostego wiatromierza i określenie za jego pomocą kierunku i prędkości wiatru.
patyk,
pinezka,
tasiemka,
kompas,
kreda.
Przygotuj prosty kijek o długości ok. 1 m.
Na końcu patyka pinezką przymocuj tasiemkę lub wstążkę o długości nieco krótszej od kijka.
Na dworze, w otwartym terenie, ustaw patyk, wbijając go w ziemię na 10–15 cm.
Narysuj na ziemi odchodzące od kijka linie oznaczające kierunki świata, posługując się przy tym kompasem. Pamiętaj, by je oznaczyć.
Obserwuj koniec tasiemki: w którą stronę się wychyla i jak wysoko się unosi.
1. Tasiemka odchylona w określoną stronę wskazuje nam, w którą stronę wieje wiatr. Dzięki temu możemy określić kierunek wiatru. Należy pamiętać, że podając kierunek wiatru, mówimy, z której strony wieje.
2. Odchylenie tasiemki od patyka pozwala orientacyjnie ocenić, czy prędkość wiatru jest duża czy mała.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DzvgBEdHa
3. Skala Beauforta
W 1806 roku irlandzki fizyk, admirał Francis Beaufort (czytaj: bofort), na podstawie obserwacji powierzchni wody i kształtu żagli, opracował skalę siły wiatru. Skala ta, nazwana na jego cześć skalą Beaufortaskalą Beauforta, została potem przystosowana do dokonywania pomiarów na lądzie. Do dzisiaj jest popularnym i wygodnym sposobem opisywania prędkości wiejącego wiatru.
Największa odnotowana prędkość wiatru w Polsce została zmierzona w 1990 roku na górze Śnieżce w Sudetach i wyniosła w porywach około 345 km/h. Natomiast największa, odnotowana przez człowieka prędkość wiatru na świecie wyniosła około 408 km/h. Pomiaru tego dokonano na australijskiej wyspie Barrowa podczas huraganu w 1996 roku. Niektóre źródła podają nawet większe wartości.
Podsumowanie
Wiatr to poziomy ruch powietrza spowodowany różnicą ciśnienia atmosferycznego.
Prędkość wiatru jest tym większa, im większa jest różnica ciśnienia atmosferycznego.
Podając kierunek wiatru, ustalamy, skąd wieje.
Wiatr może być wykorzystywany jako napęd statków żaglowych i turbin wiatrowych.
Temperatura powietrza jest najwyższa nie w samo południe, ale między 13.00 a 15.00. Zastanów się i odpowiedz, dlaczego tak jest.
Spróbuj wyjaśnić, dlaczego w niektórych portach, z których odpływają statki wycieczkowe, zamieszcza się informacje, że rejsy mogą być odwołane przy wietrze wiejącym z siłą powyżej 8 stopni w skali Beauforta.
Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:
Ciśnienie atmosferyczneCiśnienie atmosferyczne
Jak działa termometr?Jak działa termometr?
Słowniczek
trzynastostopniowa skala określająca siłę wiatru, używana głównie na morzu, ustalona na podstawie obserwacji stanu wody i rodzaju fal, a na lądzie – na podstawie obserwacji drzew
poziomy ruch powietrza wymuszony różnicą ciśnienia atmosferycznego, spowodowaną zmiennym nagrzewaniem się powietrza nad różnymi obszarami
przyrząd służący do pomiaru kierunku i prędkości wiatru
Zadania
Wskaż zdanie prawdziwe.
- Pochmurne noce są cieplejsze niż pogodne o danej porze roku.
- Woda nagrzewa się szybciej od lądu.
- Powierzchnia ciemna nagrzewa się wolniej niż jasna.
- Powietrze zimne wywiera mniejsze ciśnienie niż ciepłe.
W których dziedzinach gospodarki człowiek obecnie wykorzystuje wiatr? Wskaż dwie poprawne odpowiedzi.
- żegluga
- budownictwo
- transport
- energetyka
Uzupełnij puste miejsca, wybierając brakujące elementy z listy.
lżejsze, chmury, nocą, szybsze, chmury, bezbarwne, szybko, woda, powietrze, wodę, powietrze, powierzchnia Ziemi, w ruchu, czasem, słabo, powierzchnię Ziemi
Po świcie promienie słoneczne najpierw ogrzewają ...................................... , a dopiero od niej ogrzewa się .......................................
Ogrzane powietrze unosi się, ponieważ jest .......................................
Zmagazynowane w ciągu dnia ciepło oddawane jest ...................................... do atmosfery.
Nierównomierne nagrzewanie się powierzchni Ziemi powoduje
- wyrównanie różnic temperatur.
- występowanie różnic ciśnienia.
- wyraźny spadek temperatur.