Dari mana angin panas bertiup? Mengapa angin bertiup? Kenapa berangin?

Angin ialah udara bergerak berbanding dengan permukaan bumi; dan ia bergerak kerana turun naik dalam tekanan atmosfera. Jika tidak, tidak akan ada angin. Perbezaan tekanan wujud di kawasan di mana matahari memanaskan permukaan bumi secara tidak rata.

Di atas permukaan yang hangat, udara juga menjadi panas dan meningkatkan isipadu, dan tekanannya meningkat dengan sewajarnya berbanding dengan kawasan yang lebih sejuk.

Udara boleh dianggap sebagai lapisan antara permukaan pada tekanan malar (kanan), dengan lapisan paling padat di bahagian bawah. Apabila udara tidak berubah, lapisannya licin dan rata, seperti di peringkat 1. Tetapi jika salah satu kawasan (peringkat 2, kuning) menyerap jumlah tertentu panas, kemudian udara mengembang, tekanannya meningkat, dan lapisan tekanan udara juga mengembang dan menjadi bengkok.

Udara kemudian mula bergerak dari kawasan tekanan tinggi ke kawasan tersebut tekanan rendah, menyebabkan angin timbul tinggi di atas tanah (peringkat 3). Lebih besar amplitud turun naik suhu - dan, dengan itu, tekanan - antara dua kawasan, lebih kuat angin bertiup di antara mereka.

Pemanasan tidak sekata. Matahari memanaskan titik B, menyebabkan suhu udara di atasnya meningkat (kanan). Udara bertambah dalam isipadu dan naik, dan tekanannya meningkat.

Perolakan menyebabkan angin

Tekanan udara meningkat dengan peningkatan suhu. Oleh itu, jika jisim udara panas bersempadan dengan jisim udara yang lebih sejuk, maka tekanan dalam kedua-dua jisim ini akan berbeza. Perbezaan ini menyebabkan arus perolakan (peringkat 1-4), yang menjana angin antara dua zon.

Keseimbangan. Suhu di titik A dan B (di sebelah kiri) adalah sama, seperti tekanan di atasnya. Oleh itu, tiada angin antara titik-titik ini.

Kuasa kreatif. Perbezaan tekanan udara di atas titik A dan B mewujudkan daya kecerunan yang menggerakkan udara dari kawasan tekanan tinggi ke kawasan tekanan rendah. Ia juga membawa sebahagian udara di atas titik B ke titik A, menyebabkan angin atmosfera atas (anak panah merah) ke arah yang sama.

Angin permukaan. Udara di titik A menyebabkan tekanan meningkat, manakala di titik B ia turun. Ini menghasilkan angin permukaan yang mengalir ke arah yang bertentangan dengan angin atmosfera atas. Aliran ke bawah dalam A dan aliran ke atas dalam B melengkapkan kitaran.

Apabila menyusun peta cuaca, saintis bergantung pada khayalan permukaan atmosfera, yang dipanggil permukaan tekanan malar (satah melengkung, atas). Pada setiap titik pada permukaan ini tekanan adalah malar. Apabila satah khayalan selari dengan Bumi (garisan merah) memotong permukaan tekanan malar, ahli meteorologi melukis garis - isobar - memisahkan kawasan tekanan udara yang berbeza. Jisim udara antara isobar (segmen biru tua) diarahkan oleh daya kecerunan (anak panah hijau) ke kawasan yang bertekanan lebih rendah.

Isobar bulat

Di kawasan yang mempunyai tekanan yang berbeza, arah angin juga ditentukan oleh daya emparan. Di atmosfera atas, daya kecerunan tekanan, daya putaran, dan daya emparan berada dalam keseimbangan jika angin bertiup mengikut arah jam di sekitar kawasan tekanan tinggi (paling kiri, atas) dan lawan jam di sekitar kawasan tekanan rendah (kiri, atas). Di atas permukaan, geseran memusingkan angin keluar-ke atas (jauh kiri, bawah) dan dalam-ke bawah (jauh kiri, bawah).

Lebih daripada tiga ratus tahun yang lalu, Halley, yang dikenali terutamanya disebabkan oleh komet yang ditemuinya, mencadangkan untuk menerangkan kejadian angin dengan tindakan kuasa Archimedean akibat perubahan suhu: udara panas dan ringan naik, udara berat dan sejuk turun.

Sekumpulan penyelidik antarabangsa, termasuk pekerja Institut Fizik Nuklear St. Petersburg, mencadangkan mekanisme fizikal yang asasnya baharu untuk pembentukan angin di atmosfera bumi.

Aliran gas berlaku disebabkan oleh perbezaan tekanan (gradients). Tekanan udara berkurangan dengan ketinggian, membentuk kecerunan menegak tekanan, tetapi ia tidak menghasilkan angin. Kerja yang dilakukan oleh kecerunan tekanan ini apabila udara bergerak betul-betul diimbangi oleh kerja graviti tanda bertentangan, dan udara berada dalam keadaan keseimbangan.

Apabila udara lembap naik, ia menyejuk dan wap air terkondensasi. Oleh itu, tekanan wap air berkurangan dengan ketinggian lebih cepat daripada yang diperlukan oleh keadaan keseimbangan. Dalam kes ini, kerja yang dilakukan oleh kecerunan tekanan ke atas udara lembap semasa ia meningkat adalah beberapa kali lebih besar daripada kerja graviti yang bertindak ke atas wap air. Perbezaan inilah yang menghasilkan angin di atmosfera bumi. Taburan menegak bukan keseimbangan wap air boleh dibandingkan dengan spring termampat, yang meluruskan apabila udara lembap naik, menjadikannya bergerak. Oleh itu, kuasa pemeluwapan yang berkaitan dengan kenaikan menegak udara, mengikut undang-undang pemuliharaan tenaga, ditukar kepada kuasa angin mendatar.

Kekuatan peredaran atmosfera ditentukan oleh kadar pemeluwapan tempatan dan, oleh itu, kerpasan. Anggaran kuantitatif kuasa peredaran udara global yang diperoleh berdasarkan teori baru adalah dalam persetujuan yang sangat baik dengan data pemerhatian terkumpul (kuasa peredaran angin boleh dinilai secara bebas daripada kecerunan tekanan mendatar dan kelajuan angin yang diperhatikan).

Zon muncul di kawasan pemeluwapan tekanan darah rendah, menarik udara dari kawasan bersebelahan. Di darat, zon stabil tekanan rendah seperti itu dicipta oleh hutan yang luas: kelembapan disimpan di dalam tanah hutan, menyejat dari permukaan tanah dan daun, dan terpeluwap di atas kanopi hutan. Dalam kes ini, angin timbul, membawa kelembapan dari lautan.

Teori baru menyebabkan perdebatan hangat di komuniti saintifik. Artikel diserahkan kepada jurnal Kimia Atmosfera dan Fizik(“Kimia dan Fizik Atmosfera”), telah disemak selama lebih daripada dua setengah tahun. Akibatnya, lembaga editorial majalah menyediakan ulasan editor (teks penuh artikel: ms 1039–1056, ulasan editor boleh dibaca pada ms 1054). Ia menekankan bahawa penerbitan "pandangan baru sepenuhnya pada daya penggerak di sebalik dinamik atmosfera" harus dilihat sebagai "seruan untuk perkembangan selanjutnya» peruntukan yang dibentangkan oleh pengarang.

Perolakan. Udara panas naik, dan udara sejuk yang lebih berat mengalir di tempatnya dari semua sisi. Malah perbezaan mudah dalam pencahayaan kawasan jiran rupa bumi kadang-kadang cukup untuk menyebabkan yang tempatan.

Di pantai laut terdapat angin berterusan yang dipanggil bayu. Oleh kerana kapasiti haba air yang besar, permukaan laut dipanaskan oleh pancaran matahari lebih teruk daripada permukaan, jadi angin pada masa ini bertiup ke arah darat. Pada waktu malam, bagaimanapun, permukaan laut, yang telah menjadi panas pada siang hari, membebaskan haba terkumpul, jadi angin malam dihalakan ke arah laut.

Dalam bahasa India dan Barat Lautan Pasifik fenomena seperti bayu berlaku pada skala yang lebih besar. Monsun adalah angin yang diarahkan ke darat pada musim panas dan ke arah lautan pada musim sejuk. Musim panas musim panas membawa bersama mereka bilangan yang besar kelembapan, menyebabkan hujan lebat di kawasan tropika dan boleh menyebabkan banjir.

Perolakan juga berlaku pada skala planet. Udara sejuk dari utara dan kutub selatan terus bergerak ke arah khatulistiwa yang dipanaskan matahari. Disebabkan oleh putaran Bumi, angin planet ini, yang dipanggil angin perdagangan, tidak diarahkan terus dari utara ke selatan, tetapi seolah-olah berpusing ke barat. Di seluruh benua, aliran angin perdagangan terganggu kerana bentuk muka bumi yang tidak rata, tetapi di lautan, angin tersebut sentiasa menghairankan.

Tidak seperti lautan, di mana arus lebih kurang tetap, arah aliran udara di atmosfera sentiasa berubah. Khususnya, disebabkan pergerakan ini, vorteks udara yang besar secara berkala timbul, di tengah-tengahnya tekanan sama ada diturunkan (dalam hal ini ia dipanggil siklon) atau meningkat (dalam hal ini ia dipanggil antisiklon).

Siklon menyebabkan cuaca lembap dan mendung dengan perbezaan suhu yang kecil di seluruh kawasannya. Antisiklon - sebaliknya, membawa kekeringan, fros musim sejuk dan panas musim panas. Oleh itu, kajian vorteks ini adalah asas untuk ramalan cuaca yang betul, dan penemuan mereka yang boleh dianggap sebagai permulaan meteorologi yang teratur.

Video mengenai topik

Sebelum hujan lebat, sebelum ribut petir, ada angin bertiup kencang. Kadang-kadang ia boleh menimbulkan banyak masalah kepada orang ramai - kemusnahan bangunan dan pokok tumbang, nahas kapal terbang.

Hubungan antara hujan dan angin

Untuk memahami mengapa angin bertiup sebelum hujan, anda perlu memahami terlebih dahulu apa itu. fenomena alam seperti hujan. Menyejat dari permukaan takungan atau bumi, air naik ke atas dalam bentuk wap, kemudian menyejuk dan terpeluwap menjadi titisan kecil, membentuk awan. Jika ini tidak berlaku di langit, tetapi berhampiran permukaan bumi, kabus boleh diperhatikan. Apabila titisan menjadi berat, banyak wap terkumpul di awan dan ia bertukar menjadi awan, yang kemudiannya hujan.

Angin ialah pergerakan udara dari kawasan yang tinggi ke kawasan yang bertekanan rendah. Sejak udara hangat mempunyai kepekatan molekul yang kurang padat dan lebih ringan, ia naik (berkat ini mereka terbang belon). Apabila ia menyejuk, udara seolah-olah memampat, menjadi lebih padat dan lebih berat. Disebabkan ini, ia tenggelam dan menggantikan udara hangat, menyebabkan ia naik lebih cepat. Pergerakan udara panas dan sejuk inilah yang menyebabkan angin. DALAM kawasan yang berbeza Udara planet ini dipanaskan secara tidak rata. Di mana ia lebih panas dan kurang tumpat, tekanannya rendah. Dan apabila udara sejuk, yang mempunyai tekanan lebih tinggi, menggantikan udara hangat, angin bertiup.

Punca angin kuat

Angin kencang sebelum hujan berpunca daripada beberapa faktor. Pertama, angin itu sendiri membawa hujan, kerana hujan lebat berlaku di sempadan hadapan atmosfera, yang membawa awan. Kedua, aliran udara ke bawah merebak ke atas permukaan bumi, dan ini berlaku disebabkan oleh titisan hujan yang jatuh ke bawah, yang membawa zarah udara bersamanya.

Hujan lebat berpunca daripada ribut petir yang besar awan kumulus apabila jisim udara terbawa-bawa selepas hujan. Udara ini, bertemu dengan permukaan bumi, dengan kelajuan tinggi bergerak di sepanjang laluan ribut petir (awan petir). Ini mewujudkan zon aliran mendatar yang kuat - hadapan tiupan. Semakin kuat ribut petir, semakin tinggi tahap tiupan. Inilah rahsia ribut sebelum ribut petir.

Contoh fenomena yang diterangkan ialah Geneva Jet d'eau yang luar biasa, yang mempunyai ketinggian lebih daripada seratus meter Mendekati kakinya di tempat air jatuh, anda boleh merasakan tiupan angin yang kuat, tanpa mengira cuaca yang. hari.

Bumi, seperti banyak benda angkasa lain, dikelilingi oleh atmosfera - cangkang gas yang dipegang di sekeliling planet oleh graviti, atau daya tarikan.


Molekul individu gas yang membentuk atmosfera bergerak dalam arah yang berbeza dengan pada kelajuan yang berbeza. Atmosfera bumi seberat lima kuadrilion tan, dan tekanan udara berbeza-beza di bahagian yang berlainan. Ia adalah kerana perbezaan tekanan atmosfera bahawa fenomena semula jadi seperti angin timbul.

Suhu udara dan tekanan atmosfera

Kawasan udara tertentu di atmosfera mempunyai suhu yang berbeza. Dalam arus panas, molekul bergerak pada kelajuan tinggi dan terbang terpisah lebih cepat dalam arah yang berbeza. ia adalah untuk sebab ini bahawa ia lebih jarang, beratnya dikurangkan, dan tekanan atmosfera berkurangan.

Di kawasan atmosfera dengan udara yang lebih sejuk, fenomena sebaliknya berlaku: molekul membentuk kelompok dengan ketumpatan tinggi, berat kawasan tersebut meningkat, dan oleh itu, tekanan atmosfera juga meningkat.

Udara sentiasa bergerak keluar dari sesuatu kawasan tekanan darah tinggi ke kawasan penurunan. Untuk memahami mekanisme ini, cukup untuk membayangkan bagaimana empangan berfungsi: jika anda membuka pintu masuk antara bahagian dengan ketinggian 7 dan 5 meter, maka air akan mengalir ke tempat parasnya pada mulanya lebih rendah, iaitu, ke bahagian. dengan ketinggian yang lebih rendah. Dan pergerakan ini akan berterusan sehingga tahap di kedua-dua kawasan adalah sama.

Pergerakan berlaku dengan cara yang sama. jisim atmosfera, yang seterusnya mencipta fenomena seperti angin.

Angin, monsun, angin perdagangan

Bayangkan hari yang cerah dan cerah berhampiran pantai laut. Matahari menjejaskan kedua-dua air dan pantai, tetapi pemanasan air yang cepat terhalang oleh pergerakannya: lapisan atas, lebih panas, sentiasa bercampur dengan lapisan bawah yang lebih sejuk. Ini menghalang air daripada menjadi panas secepat pantai menjadi panas.

Udara di atas pantai ternyata lebih panas daripada di atas laut. Dan udara hangat ini mengembang agak cepat, jarak antara molekul di dalam kawasan ini meningkat, dan tekanan berkurangan. Akibatnya, udara dengan lebih banyak tekanan tinggi(iaitu, udara dari laut) bergerak ke tempat yang tekanannya lebih rendah, iaitu ke arah darat, dan membawa kesejukan ke pantai.

Pada waktu malam, semuanya berlaku sebaliknya: air menjadi lebih perlahan daripada daratan, dan angin mula bertiup dari darat ke laut, udara di atasnya lebih panas daripada di atas pantai. Angin ini dipanggil angin - siang dan malam. Dengan cara ini, arah angin di pergunungan juga berubah mengikut waktu siang: pada siang hari angin bertiup dari lembah ke arah pergunungan, dan pada waktu malam - dari gunung ke lembah.

Angin bertukar arah dua kali sehari. Terdapat angin yang menukar arah dua kali setahun - pada musim panas dan musim sejuk; angin ini dipanggil monsun. Prinsip menukar arah adalah serupa dengan prinsip yang mengikutnya angin terbentuk: di atas tanah yang dipanaskan pada musim panas, tekanan udara rendah, dan udara sejuk bergerak dari lautan.


Pada musim sejuk, monsun bertiup dari pantai yang cepat menyejukkan ke arah air yang masih mengekalkan haba. Perubahan monsun juga memerlukan perubahan cuaca: bukannya kering dan sebahagian mendung, ia menjadi hujan. Monsun adalah tipikal untuk bahagian timur tanah besar - di mana pantai bersentuhan dengan jalur lautan yang luas.

Sebagai tambahan kepada pembolehubah, Bumi juga mempunyai angin malar - angin perdagangan dan angin barat. Sepanjang tahun, angin bertiup berhampiran permukaan Bumi, diarahkan dari latitud pada tahun 30-an dengan tekanan tinggi ke arah khatulistiwa, di mana tekanannya lebih rendah. Tetapi, memandangkan planet berputar mengelilingi paksinya, angin ini kelihatan berpusing dalam lingkaran: di Hemisfera Utara - ke barat daya dari timur laut, di Selatan - dari tenggara ke barat laut.

Angin barat terbentuk kerana pergerakan jisim udara dari 30 latitud ke kutub. Angin perdagangan yang membawa udara kering ke Sahara, dan angin barat yang membawa cuaca basah dan hujan dari Atlantik ke Eropah.

Kelajuan, kekuatan dan arah angin

Para saintis mencirikan angin dengan kelajuan dan kekuatannya. Kelajuan diukur dalam mata atau meter sesaat (satu titik adalah kira-kira dua meter sesaat). Kekuatan angin bergantung pada perbezaan tekanan atmosfera antara kawasan yang berbeza: semakin besar perbezaan, semakin kuat angin.

Untuk menilai kekuatan angin, skala Beaufort telah dibangunkan pada abad ke-19, dan sejak 1874 ia telah diterima pakai untuk digunakan dalam Amalan Sinoptik Antarabangsa. Selama beberapa dekad, perubahan dan penambahan telah dibuat pada skala, dan hari ini angin dinilai menggunakan sistem 12 mata.

Sebagai contoh, ketiadaan angin, atau tenang, sepadan dengan 0 mata. Angin lemah dinilai pada 3 mata, segar - pada 5, kuat - pada 6 mata. Angin dengan kekuatan 9 sudah menjadi ribut, dan pada 12 ia adalah taufan. Skala Beaufort digunakan secara aktif hari ini, terutamanya dalam navigasi maritim.

Mana-mana angin juga dicirikan dari segi arahnya. Arah ditentukan bergantung pada sisi ufuk dari mana angin bertiup: jika dari utara, maka angin adalah utara, jika dari selatan, maka selatan. Arah angin bergantung bukan sahaja pada perbezaan tekanan atmosfera, tetapi juga pada putaran Bumi di sekeliling paksinya.


Angin ialah arus udara yang besar, bersama-sama dengan mana jisim besar molekul gas atmosfera bergerak. Aliran ini boleh meliputi beribu-ribu kilometer dan terbang mengelilingi seluruh bumi, atau ia boleh mempunyai skala tempatan, "tempatan", seperti angin yang diterangkan di atas di laut dan di kaki gunung.

Udara hanya kelihatan tidak berat bagi kita; Untuk memahami bahawa atmosfera benar-benar mempunyai ketumpatan, cukup untuk meletakkan tangan anda di luar tingkap kereta yang bergerak - anda akan segera merasakan bagaimana udara mengalir di sekitar tangan anda.

Seperti beberapa planet lain sistem suria Bumi dikelilingi oleh lapisan gas. Lapisan ini dipanggil atmosfera. Atmosfera bumi terutamanya terdiri daripada nitrogen dan oksigen.

Molekul gas individu sentiasa bergerak pada kelajuan tinggi dalam arah yang berbeza. Semua bersama-sama mereka terikat kuat dengan Bumi oleh daya gravitinya.

Apakah angin?

Angin ialah pergerakan sendi dalam satu arah jisim besar molekul gas atmosfera. Aliran molekul sedemikian yang bergerak serentak boleh bersiul, bertiup melintasi bangunan tinggi, dan merobek topi orang yang lalu lalang, tetapi jika terdapat seluruh sungai molekul, dan bahkan beberapa kilometer lebarnya, maka angin seperti itu boleh terbang mengelilingi seluruh planet.

Dalam ruang tertutup, di mana udara hampir tidak bergerak, anda juga boleh melupakan kewujudannya. Tetapi jika anda meletakkan tangan anda di luar tingkap kereta yang bergerak, ia menjadi jelas bahawa udara wujud, dan walaupun ia tidak kelihatan, ia memberikan tekanan yang ketara. Sesungguhnya, kita sentiasa mengalami tekanan udara yang kelihatan tidak lama dan tanpa berat. Tetapi sebenarnya, keseluruhan atmosfera Bumi mempunyai berat tidak kurang daripada 5 kuadrilion tan.

Angin berlaku kerana tekanan atmosfera berbeza sedikit di bahagian atmosfera yang berbeza. Mengapakah perbezaan tekanan menyebabkan angin? Bayangkan sebuah empangan. Ketinggian paras air di sebelah adalah 6 meter, di sebelah yang lain - 3. Jika anda membuka pintu air empangan, air akan cepat mengalir ke arah di mana paras air 3 meter, dan akan mengalir sehingga air. tahap adalah sama. Sesuatu yang serupa berlaku dengan udara.

Bahan berkaitan:

Mengapa Bulan berubah bentuk? Fasa bulan

Tekanan di bahagian atmosfera yang berbeza adalah berbeza kerana kawasan ini mempunyai suhu yang berbeza. Dalam udara panas, molekul bergerak lebih cepat dan cenderung untuk terbang berasingan dalam arah yang berbeza, jadi udara panas lebih jarang, beratnya berkurangan, dan tekanan yang dihasilkannya berkurangan. Dalam udara sejuk, molekul berkumpul dalam kelompok yang lebih ketat, berat udara sedemikian lebih besar, dan oleh itu tekanannya lebih tinggi daripada udara panas.