Конкурса «Молодёжь и наука»

Анисимова София Валерьевна

МОУ Балахтинская средняя общеобразовательная школа №2, 4 класс

Почему дует ветер?

Кожуховская Наталья Петровна, МОУ Балахтинская средняя общеобразовательная школа №2, учитель начальных классов

В исследовательской работе представлены основные причины возникновения ветра: перепады атмосферного давления, различная температура воздуха и перепады температур между жаркими экваториальными и холодными полярными областями Земли. Работа содержит наблюдения и опыты, доказывающие причины возникновения ветра. В работе рассмотрены различные виды ветров и их влияние на жизнь человека, на живую и неживую природу.

Я считаю, что выбранная мною тема актуальна. Меня давно интересовал вопрос о том, почему дует ветер, как он образуется, для чего он нужен. В своём исследовании я попыталась ответить на все эти вопросы. Ветры всегда влияли на человеческую цивилизацию, они вдохновляли на мифологические рассказы, влияли на исторические действия, поставляли энергию для разнообразных механизмов производства энергии и отдыха. Благодаря парусным суднам, которые плыли за счет ветра, впервые появилась возможность преодолевать большие расстояния по морям и океанам. Воздушные шары, которые тоже двигались с помощью ветра, впервые позволили отправляться в воздушные путешествия, а современные летательные аппараты используют ветер для увеличения подъемной силы и экономии топлива. Однако, ветры могут быть и небезопасными, так колебания ветра могут вызвать потерю контроля над самолетом, быстрые ветры, а также вызванные ими большие волны (цунами), на больших водоемах часто приводят к разрушению штучных построек, а в некоторых случаях ветры способны увеличивать масштабы пожара.

Ветры могут влиять и на формирование рельефа, вызывая эоловые отложения, которые формируют различные виды грунтов (например, лес) или эрозию. Они могут переносить пески и пыль из пустынь на большие расстояния. Ветры разносят семена растений и помогают передвижению летающих животных, которые приводят к расширению видов на новой территории. Связанные с ветром явления разнообразными способами влияют на живую природу.[4]

Разработанность проблемы.

Загадка ветра, пожалуй, наиболее сложная для понимания не только детей, но и взрослых, поэтому многие из нас так и не могут толком объяснить, почему же дует ветер и что это такое? [1]

Воздушный океан окружает нашу планету, заполняет все пустоты на земле, находится в воде в растворённом виде.

Неравномерное нагревание воздуха над поверхностью Земли приводит в движение воздушные массы и вызывает ветер. Тёплый, более лёгкий, воздух поднимается вверх над сушей или морем, холодный, более тяжёлый, с верхних слоёв опускается вниз.

Каждое мгновение в голубом океане Земли рождаются и умирают воздушные течения - ветры и ветерки.

Там, где воздух нагрелся сильнее, он поднимается вверх, более холодный и тяжёлый воздух опускается вниз. Мы говорим, дует ветер. [6] с.12

На самом деле ветер образуется в результате неравномерного распределения давления в атмосфере и направляется от зоны высокого давления к низкому. Можно сравнить ветер с элементарными функциями организма. Каждый из нас вдыхает и может дуть (создавать ветер) при выдохе, поэтому на подобном примере довольно просто передать представление о ветре как таковом. При вдохе человек вдыхает воздух, затем его задерживает в легких, где создается зона высокого атмосферного давления, затем человек выдыхает сдавленный воздух наружу, где в данный момент кислород прибывает под низким давлением – это приводит к тому, что в воздухе создается движение, которое и называется ветер. Подобных примеров можно приводить довольно большое количество.

Атмосферные массы постоянно двигаются, поэтому на различных территориях возникает ветер, который может иметь разную скорость. Скорость ветра может зависеть от различных погодных условий. Например, на некоторых континентах ветра не прекращаются на протяжении долгого времени. В этих местах живут люди, которые привыкли к смене климатических условий и могут адаптироваться к изменению давления в воздухе. Как и вода, воздух имеет обыкновение перетекать из области повышенного давления в область пониженного, чтобы заполнить пустоту более разреженного воздуха. Этот процесс вызывает возникновение ветра. Вот как образуется ветер у морского побережья. Стоит погожий солнечный денек. Солнечные лучи согревают берег и воду океана. Но вода нагревается намного медленнее, чем берег, потому что поверхностные теплые слои воды немедленно смешиваются с более холодными глубокими слоями. В результате воздух над берегом имеет более высокую температуру, чем воздух над океаном. [2]

Новизна исследования.

Новизной исследования является то, что я опытным путём установила влияние различных температур на движение воздуха, доказала одну из причин возникновения ветра.

-изучить и проанализировать литературу по данной теме;

-провести наблюдения, опыт;

-сопоставить результаты опыта.

Причины появления ветра можно рассматривать по-разному. Во-первых, можно рассматривать ветер применительно к своему району и, во-вторых, применительно ко всей поверхности Земли.

1. Перепады давления. Без солнца не было бы и ветра. Солнце нагревает воздух. Горячий воздух поднимается. Из-за этого в той области Земли, где воздух прогрет, атмосферное давление понижается. Возникает циклон. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, воздух остывает и начинает опускаться, создавая область повышенного давления. Такие области называют антициклонами. Из центра антициклона воздух растекается к окраинам и перемещается в область пониженного давления – циклон. [2]

2. Тепло и холод. Еще одна причина, по которой возникают ветра, – периодическое изменение температуры в каком-либо месте. В любой местности существует разница давления, поэтому в данном районе дует ветер. На морском побережье это можно наблюдать каждый день. В течение дня суша нагревается, воздух, находящийся над землей, поднимается вверх, а холодный ветер с моря занимает его место. Ночью земля остывает, вода же остается теплой, теплый воздух, находящийся над водой, поднимается вверх, и бриз уже дует с берега, занимая место теплого поднимающегося воздуха. Возникает перепад давления, и ветер начинает дуть по направлению к земле: это морской бриз. После захода солнца суша быстро остывает. Поэтому ветер дует с берега. Морской бриз начинает дуть около 10 часов утра. А береговой бриз – после захода солнца. [2]

Ночью воздух на склонах гор охлаждается, вследствие охлаждения скальных пород и стекает в долину; так возникает горный ветер.

Воздух, нагревающийся днём на горных склонах, поднимается вверх, а внизу его замещает прохладный воздух: дует низинный ветер.[6] c.13

Мною был проведён опыт. Я поставила зажженную свечу на уровне двери в нижней части. При открывании двери пламя свечи отклонилось в сторону тёплого помещения. Это произошло, потому что холодный воздух поступает в комнату снизу.

Поднеся свечу к верхней части образовавшейся щели, можно увидеть, как пламя свечи отклоняется в сторону из тёплой комнаты в сторону холодного помещения. Можно сделать вывод, что тёплый воздух находится вверху.

Если поднести свечу к средней части щели, пламя немного колеблется, но не отклоняется. Из этого следует, что здесь нет заметного движения воздуха.

Из проведённого опыта можно сделать вывод: одной из причин появления ветра является движение воздуха в результате различия его температуры.

3. Вечный ветер. Землю постоянно продувают так называемые господствующие ветры. На экваторе воздух нагревается и поднимается. Он растекается в направлении тропиков. Так образуется ветер антипассат. Остыв, воздух возвращается к экватору. Такой ветер называют пассатом. Ветры возникают и у полюсов Земли. Холодный воздух перемещается от них к экватору. А потом поднимается и возвращается к полюсам. Кроме того, господствующие ветры возникают в верхних слоях атмосферы Земли. Они называются струйными течениями. Эти ветры дуют зимой. Они возникают из-за сильного перепада температур между жаркими экваториальными и холодными полярными областями Земли.

Скорость, иначе говоря, сила ветра зависит от высоты, на которой дует ветер, и от атмосферного давления. Сила ветра измеряется специальным прибором – анемометром.

Единица измерения силы ветра – метры в секунду или баллы по шкале Бофорта. 1 балл равен 1 морской миле в час; 1 миля равна 1852 метрам. То есть, если ветер дует со скоростью 1 метр в секунду, его сила равна 2 баллам. А ветер силой 12 баллов считается ураганным.[2]

На Земле самым теплым местом является экватор. Поэтому в этой полосе теплый воздух постоянно поднимается вверх. Этот воздух направляется в сторону полюсов, на север и юг. Затем на определенных широтах, так называемых «конских широтах», он опускается вниз и продолжает свое движение, но уже в двух направлениях — к полюсам и экватору.

Если бы не было вращения Земли, существовали бы только северные и южные ветры. Но из-за вращения Земли все ветры в Северном полушарии сдвигаются вправо, в Южном полушарии — влево. Ветры, дующие с «конских широт» в сторону полюсов — «весты».

В других частях земного шара также существуют свои «доминирующие ветры». Ветры ниоткуда не берутся, причина их появления — в различной степени нагревания поверхности Земли в разных ее регионах. В Европейской части России юго-западные ветры приносят потепление, облачность, осадки; а северо-восточные — похолодание, сухую, ясную погоду. Важно также знать преобладающее, наиболее часто повторяющееся в данной местности направление ветра. Это имеет большое значение при планировке городов, устройстве на их территории больниц, школ и других общественных и жилых объектов, которые следует располагать с наветренной стороны по отношению к промышленным предприятиям, загрязняющим воздух дымом и газами.[3]

В Европейской части России более сильные ветры наблюдаются зимой, в Восточной Сибири — летом.

Необходимость ветра состоит в том, что он способствует проветриванию городских улиц, дворов и усилению естественной вентиляции в помещениях.

Движение воздуха является третьим метеорологическим фактором, который действует совместно с температурой и влажностью на тепловой обмен человека. В жаркое время года ветер усиливает отдачу тепла, улучшая самочувствие, а в холодное, унося от тела, более нагретые слои воздуха, способствует охлаждению организма.[5]

Изучив и проанализировав литературу по теме исследования, можно сделать следующий вывод: ветры оказывают большое влияние на жизнь человека, живую и неживую природу, причём это влияние может быть как положительным, так и отрицательным. С одной стороны, ветры положительно влияют на развитие цивилизации, на размножение некоторых видов растений и летающих животных, с другой- имеет разрушительную силу, например, цунами, торнадо и смерчи.

Проведя наблюдения и опыты, я доказала одну из причин появления ветра и пришла к выводу, что он возникает в результате различия температуры воздушных масс.

Сопоставив результаты проведённого мною опыта можно сделать следующий вывод: тёплые воздушные массы легче холодных, поэтому они поднимаются вверх, а холодные опускаются вниз.

Обобщая выше сказанное, можно сделать вывод, что основными причинами возникновения ветра являются:

-изменение температуры воздуха в каком-либо месте, районе;

-перепады давления;

-перепады температур между жаркими экваториальными и холодными полярными областями Земли.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. http://www.potomy.ru/world/437.htmlТося

2.http://www.voprosy-kak-i-pochemu.ru/pochemu-duet-veter/

3.http://www.otvetim.info/detskie-voprosy/107

4. http://www.bibliotekar.ru/425/10.htm

5.http://ru.wikipedia.org/wiki/

6. Зигфрид Ауст «Что есть что? Погода»,изд. «Слово», 48с.

7. Н.Я.Дмитриева, И.П. Товпинец. Естествознание: учебник-хрестоматия для 2 кл. –М.: Просвещение,1996.-239с.

Приложение 1

СЛОВАРИК