Природничі науки. 6 клас. Рудич

§ 42. Рух повітря внаслідок його нагрівання й охолодження. Вітер

Поміркуйте

• Як вітер може бути пов'язаний з атмосферним тиском?

Пригадайте

• Чи змінюються температура повітря й атмосферний тиск із висотою?
• Як повітря може тиснути на поверхню Землі?
• Що таке вітер?
• Як людство використовує силу вітру?

Природнича загадка

В одному зі своїх творів Леся Українка написала такі рядки:

Рудий Хамсін в пустині розгулявся,

Жагою палений, мчить у повітрі,

Черкаючи пісок сухими крильми,

І дише густим полум'ям пекучим.

Яке природне явище описала видатна українська поетеса й письменниця?

Рух повітря в атмосфері

У 5 класі ми говорили про те, що з підвищенням температури збільшується швидкість руху молекул речовин. Це призводить до того, що повітря розширюється, а його густина зменшується. Повітря з меншою густиною починає підійматися вгору (як дерев’яне або пінопластове тіло у воді). Там, де тепле повітря підіймається вгору, атмосферний тиск знижується. Якщо повітря холодне, то відбувається зворотний процес: густина повітря збільшуються, холодне повітря опускається вниз. Рух холодного повітря вниз призводить до підвищення атмосферного тиску.

Такі рухи повітря, пов’язані зі зміною його температури, відбуваються в природі в межах окремого регіону, континенту та Землі в цілому.

Утворення вітру

Якщо атмосферу можна порівняти з повітряним океаном, то вітер — це невидима річка, де замість води — повітря. У початковій школі ви дізналися, що вітер — це горизонтальний рух повітря. Але звідки й куди воно рухається?

Рух потоку повітря здійснюється внаслідок різниці атмосферного тиску в різних ділянках атмосфери. Отже, вітер — це рух повітря із зони високого атмосферного тиску в зону низького тиску в горизонтальному або близькому до нього напрямку (мал. 42.1).

Мал. 42.1. Напрям руху потоку повітря

Для визначення напряму вітру люди здавна використовують флюгер (мал. 42.2 на с. 115).

Мал. 42.2. Флюгер

Оскільки вітри характеризують за швидкістю, силою, рідше тривалістю, необхідно в певний спосіб їх виміряти. Для цього використовують анемометр — прилад для вимірювання швидкості й напряму вітру (мал. 42.3 на с. 115).

Мал. 42.3. Анемометр

Силу вітру вимірюють у балах, а швидкість — у метрах за секунду або кілометрах за годину. 1 бал приблизно дорівнює 2 м/с.

Сила вітру залежить від різниці атмосферного тиску між областями: чим різниця більша, тим більша сила вітру.

Від 1874 року для візуальної оцінки сили вітру використовують 12-бальну шкалу Бофорта. Найчастіше її використовують у морській і повітряній навігації.

Шкала Бофорта

Море Співдружності, що розташоване біля берега Георга V в Антарктиді, уважають найбільш вітряним місцем на планеті. Швидкість вітру тут сягає 320 км/год.

Дослідження

Для визначення сили вітру без спеціальних приладів скористайтеся шкалою Бофорта. Проаналізуйте дію вітру, яка відбувається у природі в момент дослідження, та знайдіть найбільш схожий опис цієї дії в таблиці. З’ясуйте, яка сила вітру йому відповідає.

Постійні та місцеві вітри

На планеті утворюються постійні та місцеві вітри. Постійні потоки круглий рік дмуть в одному напрямку. До прикладу, постійні вітри, що дмуть у помірних широтах, отримали назву Західні вітри. До постійних вітрів також відносять пассати. Вони переважають у тропічних широтах і дмуть від тропіків до екватора.

У природі є місця, де формуються так звані місцеві вітри. До них належать, зокрема, бризи. Бриз — це вітер, що утворюється на узбережжі морів і двічі на добу змінює свій напрям. Він є результатом того, що берег і вода в морі нагріваються по-різному. Вода нагрівається дуже повільно, тому в один і той самий час доби повітря над берегом виявляється теплішим, ніж над морем. Як наслідок, над морем формується область більш високого тиску. Повітря починає рухатися в бік суходолу, де тиск нижчий. Так утворюється денний бриз, який приносить на узбережжя прохолоду з моря. Уночі все відбувається навпаки, оскільки остигає вода також повільніше, ніж суходіл. Тому повітря над морем уночі тепліше, ніж над берегом. Так утворюється нічний бриз, що дме із суходолу в море (мал. 42.4).

Мал. 42.4. Бриз

Напрям вітру в горах також змінюється відповідно до часу доби: удень вітер дме з долин у бік гір, а вночі — з гір у долини. Такі вітри називають гірськодолинними (мал. 42.5).

Мал. 42.5. Гірськодолинні вітри

Запитання і завдання

1. Завдяки чому відбувається рух повітря в атмосфері?

2. Чи завжди вітер однаковий? Від чого це залежить?

3. Поясніть, як використовують шкалу Бофорта для визначення сили вітру.

4. Чи можна механізм дихання людини порівняти з механізмом утворення вітру?

5. Існує велика кількість прислів'їв і приказок про вітер. Проілюструйте одну з них у будь-який спосіб (малюнок, графіка, комікс, аніме, комп'ютерна графіка тощо). Для натхнення перегляньте в інтернеті картини японського художника Кацусіко Хокусая.

6. Як можна зорієнтуватися в пустелі Наміб, де переважають південні вітри, та знайти шлях у бік Атлантичного океану, якщо у вас немає компаса?

Ключова ідея

В атмосфері відбувається постійний рух повітря. Рух потоку повітря від області високого тиску до області низького тиску називають вітром. Силу вітру визначають за шкалою Бофорта.

Дізнайтеся більше

Іноді пасажири літаків можуть почути попередження: «Обережно, літак потрапив у зону турбулентності. Просимо пристебнути ремені безпеки». Турбулентність — це хаотичний рух невеликих мас повітря, які мають різну швидкість, у загальному потоці вітру. Через невпорядковані вихрові рухи виникає так звана «бовтанка».