Vântul joacă un rol important în vremea Pământului. Cea mai rapidă viteză oficială a vântului de 253 mile pe oră a avut loc în 1996 în timpul ciclonului Olivia din Australia. Cel mai rapid vânt neoficial, de 318 mile pe oră, calculat de radarul Doppler, s-a întâmplat în timpul unei tornade lângă Oklahoma City în 1999. Înțelegerea cauzelor vântului, în special a acestor vânturi distructive, începe cu înțelegerea modului în care Soarele încălzește suprafața Pământului.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Vântul este generat atunci când aerul se deplasează de la un sistem de presiune înaltă la un sistem de presiune scăzută. Cu cât diferența de presiune este mai mare, cu atât vântul este mai puternic. Diferențele de temperatură determină aceste diferențe de presiune.
Energia din Soare
Energia Soarelui încălzește atmosfera Pământului inegal. La ecuator încălzirea este relativ consistentă, în timp ce energia Soarelui se extinde pe o zonă din ce în ce mai mare pe măsură ce crește latitudinea. Această diferență în distribuția energiei creează modele globale ale vântului.
Pe măsură ce atmosfera se încălzește, aerul mai cald crește, ceea ce creează zone cu presiune mai mică. Aerul mai rece și mai dens care formează sisteme adiacente de înaltă presiune se deplasează pentru a umple spațiul lăsat de aerul mai cald în creștere. Aerul cald se răcește atunci când se apropie de vârful troposferei și se scufundă înapoi spre suprafața Pământului, creând curenți de convecție în atmosferă.
Sistemele meteorologice de înaltă presiune rezultă în mod obișnuit din tiparele de aer mai rece, în timp ce sistemele meteorologice de joasă presiune rezultă în general din modelele de aer mai cald.
Efectul Coriolis și direcția vântului
Dacă Pământul nu se învârtea, curenții de convecție din atmosferă ar putea dezvolta vânturi care ar sufla din poli până la ecuator. Cu toate acestea, rotația Pământului în jurul axei sale provoacă Efectul Coriolis. Pământul care se rotește deviază vântul de la o linie dreaptă la o curbă. Cu cât vântul este mai puternic, cu atât curba este mai mare.
În emisfera nordică deviația se curbează spre dreapta. În emisfera sudică deviația se curbează spre stânga. O altă modalitate de a lua în considerare direcția efectului Coriolis este din perspectiva unui astronaut care plutește direct deasupra polului nord. Un balon de heliu eliberat la nord de ecuator ar călători în sens invers acelor de ceasornic.
Dacă astronautul ar fi deasupra polului sud și balonul ar fi eliberat la sud de ecuator, balonul ar părea să călătorească în sensul acelor de ceasornic.
Vânturi comerciale, Westerlies și Easter Polar
Între timp, revenind la ecuator, aerul de răcire din partea de sus a coloanei de aer în creștere este împins deoparte și începe să cadă înapoi la suprafața Pământului. Efectul Coriolis răsucește aerul care crește și cade cel mai apropiat de ecuator în modelul vântului numit vântul aliziei. În emisfera nordică vânturile alizee curg de la nord-est la sud-vest, în timp ce în emisfera sudică vânturile alice curg de la sud-est la nord-vest.
Modelul vântului în latitudinile medii curge în direcția opusă, în general spre vest spre est. Modelele meteo din SUA se deplasează de pe coasta de vest spre coasta de est. Aceste vânturi sunt numite vestice.
Peste 60 ° N și sub 60 ° S latitudine vântul încearcă să sufle spre ecuator, dar efectul Coriolis răsucește vântul în modelul numit estul polar.
Primii exploratori au aflat despre aceste tipare generale și le-au folosit pentru a explora lumea. Aceste modele de vânt au furnizat o sursă constantă de propulsie pentru navele cu vele care călătoreau din Europa și Africa în Lumea Nouă și înapoi.
Temperatura, presiunea aerului și vântul
Diferențele de presiune care fac ca vântul să se producă sunt cauzate de diferențele de temperatură. Modelele locale ale vântului pot părea că încalcă modelele globale ale vântului, până când sunt examinate mai detaliat.
Brize terestre și marine
Zonele terestre se încălzesc și se răcesc mai repede decât apa. În timpul zilei, pământul se încălzește, ceea ce încălzește aerul deasupra pământului. Aerul cald care se ridică deasupra pământului trage aer mai rece din apă. Noaptea are loc procesul invers.
Apa menține temperatura mai mult decât pe uscat, astfel încât aerul mai cald crește, atrăgând aer mai rece de pe uscat. Acest model de coastă apare cu diferențiale de presiune la nivel local sau ușoare. Sistemele de presiune mai puternice anulează ușoara diferență sol-apă care provoacă aceste adiere.
Vânturi de munte și vale
Un fenomen local similar are loc în zonele montane. Soarele încălzește solul care încălzește aerul adiacent. Aerul încălzit crește și aerul mai rece mai departe de pământ se mută, împingând aerul mai cald pe munte. Noaptea, răcirea solului răcorește aerul adiacent solului.
Aerul mai rece și mai dens curge pe munte. Acest flux de aer poate deveni briza concentrată în canioane denumite drenaj de aer rece.
Tornade și uragane
Vânturile extreme ale tornadelor și uraganelor rezultă, de asemenea, din diferențele de presiune. Distanța extrem de mică dintre stratul exterior de înaltă presiune și miezul de joasă presiune poate genera viteze ale vântului care depășesc 200 mph. Scala de vânt Beaufort evaluează aceste vânturi pe baza fenomenelor observate. (A se vedea referințele pentru scara de vânt Beaufort)