Vântul este definit ca mișcarea orizontală a aerului dintr-un loc în altul. În timp ce vânturile slabe sunt mai puțin vizibile, cele puternice din timpul vremii nefavorabile sunt greu de ignorat.
Ce cauzează mult vânt în unele zile și aproape deloc în altele? Cum este prezis și măsurat? Aici explorăm răspunsurile, precum și modul în care schimbările climatice afectează puterea vântului.
Ce cauzează vântul?
Vântul există din cauza diferențelor de presiune a aerului, care încep cu soarele. Pe măsură ce lumina soarelui lovește Pământul, nu încălzește suprafața în mod uniform. Lovește diferite locuri sub unghiuri diferite, creând grade unice de încălzire.
În locurile care se încălzesc mai repede, energia termică este transferată moleculelor de aer, determinându-le să devină mai active, să se răspândească și să se ridice. Acest transfer este observat ca o scădere a presiunii sau ca formarea unui centru de presiune joasă.
Între timp, moleculele din buzunarele mai reci de aer sunt mai strâns împachetate și coboară, exercitând o presiune mare asupra aerului de dedesubt. Acestea sunt cunoscute sub numele de centre de presiune înaltă.
Moleculele de aer din regiunile de presiune înaltă se deplasează întotdeauna către regiunile de presiune joasă, umplând spațiul lăsat de aerul cald care se ridică. Meteorologii numesc forța care împinge aerul orizontal între regiunile de presiune înaltă și joasă „forța gradientului de presiune”. Graba rezultată a aerului între aceste două locații este vântul pe care îl experimentăm. Aceasta este și originea vânturilor de altitudine, inclusiv a vânturilor dominante din straturile superioare ale atmosferei.
Ce sunt vânturile dominante?
Vânturile dominante sunt centuri globale de vânt care suflă din aceeași direcție peste aceleași părți ale Pământului pe tot parcursul anului. Vânturile dominante suflă continuu deoarece dezechilibrele termice care le creează există mereu.
Viteza vântului este determinată de cât de mare este diferența de presiune. Cu cât diferența dintre presiuni este mai mare, cu atât aerul se deplasează mai rapid către zona de presiune joasă.
Direcția vântului este determinată de poziția presiunii înalte și joase, dar și de forța Coriolis.
Ce este forța Coriolis
Forța Coriolis este tendința aerului de a devia ușor spre dreapta traiectoriei sale în emisfera nordică. Este adesea numită o forță „aparentă”, deoarece nu implică o împingere reală. Este mai degrabă o mișcare percepută datorată rotației estice a Pământului.
Direcția vântului este întotdeauna exprimată în funcție de direcția din care suflă. De exemplu, dacă vânturile suflă de la nord spre sud, ele sunt „vânturi nordice” sau vânturi care vin din nord.
Rafalele de vânt
Pe măsură ce vântul suflă, mai mulți factori pot întrerupe mișcarea aerului și pot varia viteza acestuia, cum ar fi copacii, munții și clădirile. Ori de câte ori aerul este obstrucționat astfel, frecarea—o forță care se opune mișcării—crește, iar viteza vântului scade. După ce vântul trece de obiect, curge din nou liber, iar viteza sa crește brusc, într-un impuls scurt cunoscut sub numele de rafală.
Schimbarea vântului
Vântul bate la toate nivelurile atmosferei, iar schimbările în viteza și direcția vântului la înălțimi mai mari generează schimbări ale vântului. Aceste schimbări violente de viteză sau direcție produc mișcări de turbulență și vârtejuri care pot contribui la vreme severă, inclusiv la mesocicloanele din furtuni, care pot genera tornade.
Schimbarea vântului poate crea un mediu ostil pentru uragane și cicloane tropicale, deoarece aceste vânturi pot distruge partea superioară a acestor furtuni, permițând aerului uscat să pătrundă în mijlocul lor.
Cum este măsurat vântul
Deoarece aerul este un gaz invizibil, vântul nu poate fi măsurat în același mod ca ploaia sau zăpada. Mai degrabă, trebuie măsurat prin forța pe care o exercită asupra obiectelor.
Un anemometru este un instrument de măsurare a vântului format din trei cupe conice sau emisferice montate pe o tijă lungă. Pe măsură ce vântul bate, aerul umple cupele, punând roata în mișcare. Pe măsură ce roata cu cupe se rotește, aceasta întoarce tija, care este conectată la un mic generator din interiorul anemometrului. Prin numărarea rotațiilor, generatorul calculează viteza corespunzătoare a vântului, exprimată în metri pe secundă (m/s) sau mile pe oră (mph).
Un alt instrument meteorologic numit giruetă este folosit pentru a măsura direcția vântului. Giruetele constau într-un elice cu un indicator și o coadă, precum și un marker direcțional. Poziția cozii indică direcția de unde bate vântul, în timp ce indicatorul arată direcția în care bate.
Manșoanele de vânt sunt un alt tip de giruetă. Acestea indică, de asemenea, viteza relativă a vântului și pot arăta dacă vânturile sunt calme, ușoare sau puternice.
Utilizarea vântului în prognoza meteo
Vânturile sunt, de asemenea, un instrument de prognoză în sine. De exemplu, dacă vânturile bat dinspre nord, acesta poate fi un indiciu că aerul rece și uscat se deplasează într-o zonă. În mod similar, vânturile dinspre sud pot indica sosirea aerului cald și umed.
Meteorologii folosesc, de asemenea, măsurătorile vântului pentru a determina cât de repede se deplasează sistemele meteorologice, ceea ce le permite să prezică cât de curând vor ajunge într-o locație specifică. De fapt, vânturile din jet stream sunt responsabile pentru ghidarea sistemelor de furtuni de-a lungul Statelor Unite și în întreaga lume.
Ce sunt jet stream-urile?
Jet stream-urile sunt benzi de vânturi de mare viteză care curg de la vest la est deasupra suprafeței Pământului. Ele apar la granița dintre masele de aer cald și rece, unde aerul cald se ridică și aerul rece coboară pentru a-l înlocui, creând un curent de aer. Vânturile din jet stream pot atinge viteze foarte mari.
Vânturile nu doar conduc mișcarea sistemelor meteorologice și a furtunilor severe, ci transportă și poluarea aerului dintr-o parte a lumii în alta. De exemplu, alizeele au transportat un nor de praf din nordul Africii pe o distanță de aproape 5.000 de mile peste Oceanul Atlantic până în Golful Mexic.
Așa cum arată scalele Fujita îmbunătățită și Saffir-Simpson, vânturile sunt, de asemenea, utilizate pentru a măsura intensitatea și potențialul de daune al tornadelor și uraganelor.
Vântul și schimbările climatice
Deoarece vânturile sunt generate de încălzirea inegală a atmosferei, se așteaptă ca încălzirea climatică să influențeze apariția lor. Cu toate acestea, nu este încă clar cum vor afecta schimbările climatice circulațiile la scară largă și vânturile locale.
Teoretic, pe măsură ce temperaturile globale cresc, vânturile ar trebui să slăbească. Dar rezultatele cercetărilor nu susțin această teorie în mod constant. Anterior, oamenii de știință credeau că vânturile globale au scăzut ușor începând cu anii 1980—un fenomen cunoscut sub numele de „liniștirea globală”. Totuși, în 2019, un studiu a arătat că această liniștire s-a inversat în 2010 și că, de atunci, viteza medie a vântului la nivel global a crescut de la 7 mph la 7.4 mph.
Pe baza acestor descoperiri, este posibil ca ciclurile climatice naturale să acționeze în cadrul modelului mai mare de încălzire pe termen lung, declanșând trecerea de la vânturi mai lente la vânturi mai rapide la fiecare câteva decenii. Și, dacă acest lucru se dovedește adevărat, ar putea determina variații regionale și sezoniere ale modelelor de vânt în Statele Unite.
