Mikä aiheuttaa tuulen aiheuttamia paine-eroja?

Korkeapainevyöhykkeiltä matalapainevyöhykkeille virtaava ilma aiheuttaa tuulta, aivan kuten tapa, jolla ilma puhaltaa puhkaistusta renkaasta tai ilmapallosta. Epätasainen lämmitys ja konvektio aiheuttavat paine-eroja; samat suuntaukset synnyttävät virtauksia kattilassa olevalla vedenlämmityskattilassa. Ero tässä tapauksessa on, että konvektiovirrat tuulia aiheuttavat tapahtuvat paljon suuremmassa mittakaavassa.

Lämmin ilma laajenee ja muuttuu vähemmän tiheäksi, jolloin se nousee, kun taas kylmä ilma supistuu ja tiheytyy, jolloin se uppoaa. Alueilla, joissa ilma on lämmin, se nousee ja kylmä ilma ryntää sen alle ottamaan paikkansa. Lämpimän ilman noustessa se jäähtyy ja uppoaa lopulta takaisin maahan toisessa paikassa. Näiden taipumusten luomia virtauksia kutsutaan konvektiovirroiksi.

Maan pinta lämpenee epätasaisesti auringosta. Maan pyörimisakseli on kallistettuna kiertoradalleen nähden; aurinkoa osoittava pallonpuolisko kokee kesän, kun taas toinen pallonpuolisko kerää talven. Päiväntasaajan lähellä olevat alueet saavat enemmän auringonvaloa vuoden aikana kuin mikään muu alue. Tämä epätasainen lämmitys luo jättimäisiä konvektiovirtoja, jotka kuljettavat lämpöä pohjoiseen ja etelään pois päiväntasaajasta; näitä virtauksia kutsutaan Hadley-soluiksi ja niiden tuottamia tuulia kutsutaan kauppatuuliksi.

Toinen tärkeä tekijä on valtameren ja maan välinen ero. Maa lämpenee ja jäähtyy nopeammin kuin meri. Tämä luo päivittäin niin sanottuja meri-tuulia. Päivällä maa lämpenee nopeasti, joten maan yläpuolella ilma nousee ennen virtaamista mereen, kun taas viileä ilma meren yläpuolella uppoaa ennen kuin se virtaa takaisin takaisin maahan. Tuloksena on viileä "merituuli", joka puhaltaa sisämaahan merestä. Yön aikana meri on sitä vastoin maata lämpimämpää, joten kuvio on päinvastainen ja tuuli puhaltaa nyt takaisin mereen.

Pitkäkestoisemmilla mittakaavoilla meren ja maan välinen ero ajaa laajamittaisia ​​tuulimalleja, kuten mussoonit. Kesällä meri on viileämpi kuin maa, ja kostea ilma virtaa merestä rannikolle, mikä aiheuttaa usein rankkasateita. Talvella kuvio on päinvastainen, kuten päivittäisen meri-tuulen kanssa. On olemassa monia muita mielenkiintoisia paikallisia ja alueellisia tuulimalleja, jotka kehittyvät, mutta niillä kaikilla on tämä yhteinen: Ne johtuvat maapallon epätasaisesta lämmityksestä auringossa.