Vind spiller en viktig rolle i jordens vær. Den offisielle raskeste vindhastigheten på 253 miles i timen skjedde i 1996 under syklonen Olivia i Australia. Den uoffisielle raskeste vinden, 318 miles i timen, beregnet av Doppler-radaren, skjedde under en tornado nær Oklahoma City i 1999. Å forstå hva som forårsaker vind, spesielt disse destruktive vindene, begynner med å forstå hvordan solen varmer jordoverflaten.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Vind genereres når luft beveger seg fra et høytrykkssystem til et lavtrykkssystem. Jo større trykkforskjellen er, desto sterkere blir vinden. Temperaturforskjeller forårsaker disse trykkforskjellene.
Energi fra solen
Solens energi varmer jordens atmosfære ujevnt. Ved ekvator er oppvarmingen relativt jevn, mens solens energi spres over et større og større område når breddegraden øker. Denne forskjellen i energidistribusjon skaper globale vindmønstre.
Når atmosfæren varmes opp, stiger den varmere luften som skaper områder med lavere trykk. Den kaldere, tettere luften som danner tilgrensende høytrykkssystem beveger seg for å fylle ut rommet som den stigende varmere luften etterlater. Den varme luften avkjøles når den nærmer seg toppen av troposfæren og synker tilbake mot jordoverflaten, og skaper konveksjonsstrømmer i atmosfæren.
Høytrykks værsystemer skyldes vanligvis kaldere luftmønstre mens lavtrykksværsystemer vanligvis skyldes varmere luftmønstre.
Coriolis-effekt og vindretning
Hvis jorden ikke snurret, kunne konveksjonsstrømmene i atmosfæren utvikle vind som ville blåse fra polene helt til ekvator. Jordens rotasjon rundt sin akse forårsaker imidlertid Coriolis effekt. Den roterende jorden avbøyer vinden fra en rett linje til en kurve. Jo sterkere vinden er, jo større er kurven.
På den nordlige halvkule bøyer avbøyningen seg til høyre. På den sørlige halvkule bøyer avbøyningen seg til venstre. En annen måte å vurdere retningen til Coriolis-effekten er fra perspektivet til en astronaut som flyter rett over Nordpolen. En heliumballong frigitt nord for ekvator ville bevege seg mot klokken.
Hvis astronauten i stedet var over Sydpolen og ballongen ble løslatt sør for ekvator, ser det ut til at ballongen beveger seg med urviseren.
Passatvind, vestlig og polar påsken
I mellomtiden, tilbake til ekvator, skyves kjøleluften på toppen av kolonnen med stigende luft til side og begynner å falle tilbake til jordoverflaten. Coriolis-effekten vrir den stigende og fallende luften nærmest ekvator inn i vindmønsteret som kalles passatvindene. På den nordlige halvkule flyter passatvindene fra nordøst til sørvest, mens på den sørlige halvkule flyter passatvindene fra sørøst til nordvest.
Vindmønsteret på midtbredder flyter i motsatt retning, generelt vest mot øst. Værmønstre i USA beveger seg fra vestkysten mot østkysten. Disse vindene kalles vestlige kamper.
Over 60 ° N og under 60 ° S breddegrad prøver vinden å blåse mot ekvator, men Coriolis-effekten vrir vinden i mønsteret som kalles polar østlige kamper.
Tidlige oppdagelsesreisende lærte om disse generelle mønstrene og brukte dem til å utforske verden. Disse vindmønstrene ga en jevn kilde til fremdrift for seilskuter som reiste fra Europa og Afrika til den nye verden og tilbake igjen.
Temperatur, lufttrykk og vind
Trykkforskjellene som gjør at vind skjer, er forårsaket av temperaturforskjeller. Lokale vindmønstre kan synes å bryte de globale vindmønstrene, til de blir undersøkt nærmere.
Land og sjøbris
Landområder varmes opp og avkjøles raskere enn vann. I løpet av dagen varmes land opp som varmer luften over landet. Den varme luften som stiger over landet trekker kjøligere luft inn fra vannet. Om natten skjer den omvendte prosessen.
Vann holder temperaturen lenger enn land, så den varmere luften stiger og trekker kjøligere luft fra landet. Dette kystmønsteret oppstår med lokalt gradvise eller små trykkforskjeller. Sterkere trykksystemer negerer den svake forskjellen mellom land og vann som forårsaker disse brisene.
Fjell og dalvind
Et lignende lokalt fenomen forekommer i fjellområder. Sol varmer bakken som varmer opp den tilstøtende luften. Den oppvarmede luften stiger og kaldere luft lenger fra bakken beveger seg inn og skyver den varmere luften oppover fjellet. Om natten kjøler kjøling ned luften ved siden av bakken.
Den kaldere, tettere luften strømmer nedover fjellet. Denne luftstrømmen kan bli den konsentrerte brisen i kløfter som kalles kaldluftdrenering.
Tornadoer og orkaner
De ekstreme vindene av tornadoer og orkaner skyldes også trykkforskjeller. Den ekstremt lille avstanden mellom høytrykks ytre lag og lavtrykkskjernen kan generere vindhastigheter som overstiger 200 mph. Beaufort Wind Scale vurderer disse vindene basert på observerte fenomener. (Se referanser for Beaufort vindskala)
