Angin adalah aliran udara yang bergerak, secara umum, ke arah mendatar dari zon tekanan atmosfera tinggi ke zona rendah. Sifat utamanya adalah arah, kekuatan dan jangka masa.
Bagaimana angin terbentuk?
Penyebab utama pembentukan angin adalah penyebaran tekanan atmosfera yang tidak rata. Sinaran matahari, mencapai permukaan Bumi, memanaskan lautan dan daratan. Lebih-lebih lagi, suhu di pelbagai bahagian planet kita meningkat tidak sekata.
Contohnya, zon khatulistiwa dan tali pinggang yang sesuai dipanaskan. Suhu perairan laut meningkat kurang intensif daripada suhu darat, bagaimanapun, badan air mengekalkan panas lebih lama.
Oleh itu, jisim udara juga dipanaskan secara tidak rata. Zon dengan bentuk tekanan yang berbeza, mengakibatkan peredaran udara. Oleh itu, aliran yang dipanaskan (menaik) dari zon tekanan rendah naik. Sementara itu, udara yang disejukkan (downdraft) turun dan bergegas ke kawasan tekanan rendah.
Suasana Bumi tidak berhenti sekejap. Proses peredaran udara bersifat global. Ketika aliran udara panas dan sejuk yang besar bertembung, angin yang berlainan intensiti timbul.
Klasifikasi kelajuan angin dalam titik pada skala Beaufort
Di dunia, adalah kebiasaan untuk membezakan angin dengan kelajuan dan kekuatan dalam titik dari 0 hingga 12. Untuk ini, skala Beaufort, yang dikembangkan oleh pelaut Ireland, kartografer dan laksamana tentera, Francis Beaufort, digunakan.
Beaufort mempunyai banyak kelebihan dan bakat, tetapi dia mendapat kemasyhuran di seluruh dunia berkat skala ini. Semasa berkhidmat di Angkatan Laut, Francis melakukan pemerhatian angin secara berkala. Dia menuliskan data dalam buku harian. Di masa depan, pemerhatian membantunya mengembangkan skala, yang secara resmi disetujui pada tahun 1838.
Fakta menarik: Untuk memberi penghormatan kepada jasa Francis Beaufort yang terkenal, dia diberi nama setelah laut, pulau Antartika, dan tanjung di utara Kanada.
Pada abad ke-20, skala Beaufort diselesaikan: sistem 12 mata diperluas menjadi 17 sehingga angin kencang, seperti taufan, dapat diklasifikasikan. Tetapi versi lanjutan hanya digunakan di kawasan di mana taufan seperti itu sering terjadi (China, Taiwan, dll.).
Menurut skala Beaufort, kekuatan angin ditentukan oleh 2 kriteria:
- kegembiraan di laut terbuka;
- kesan angin pada objek darat.
Oleh itu, terdapat 2 jadual: satu untuk darat, satu lagi untuk lautan terbuka. Jadual untuk tanah menunjukkan kekuatan dan kelajuan angin dalam meter sesaat. Pada pilihan kedua, kelajuan angin diberikan dalam simpulan. Kedua-dua skala menunjukkan ciri umum yang dapat menentukan kekuatan aliran udara.
Arah angin
Arah angin bergantung terutamanya pada perbezaan tekanan atmosfera dan putaran Bumi. Telah diperhatikan bahawa di kutub planet angin timur berlaku. Di zon sederhana kedua belahan, angin bertiup ke arah barat.
Di zon tropika, terdapat arus udara ke arah timur. Terdapat juga kawasan besar di mana angin bergerak secara menegak, memerhatikan peraturan tekanan atmosfera rendah dan tinggi. Ini adalah zon subtropika dan subpolar.
Dalam klimatologi dan meteorologi terdapat konsep naik angin. Ini adalah gambarajah jenis vektor yang memaparkan rejim angin di kawasan tertentu, berdasarkan pemerhatian berterusan.
Angin naik adalah poligon yang sinarnya menyimpang dari tengah rajah. Dengan panjang setiap rasuk, anda dapat menilai seberapa sering angin bertiup ke arah tertentu. Maklumat ini diambil kira semasa pembinaan kemudahan infrastruktur (jalan raya, jalur pendaratan, dll.) Dan di banyak industri lain.
Fakta menarik: naik angin sebenar semestinya mempunyai sinar yang berbeza. Sekiranya semua sinar dalam gambar diedarkan secara merata, ini hanyalah gambaran grafik titik kardinal.
Jenis angin
Menurut klasifikasi utama, angin dibahagikan kepada berterusan (atau dominan) dan bermusim.
Angin kekal dipanggil yang tidak mengubah arahnya. Mereka terbentuk kerana sentuhan zon tekanan tinggi dan rendah. Angin bermusim, dengan demikian, mengubah arahnya bergantung pada musim semasa.
Kategori yang terpisah juga dibuat oleh angin tempatan. Ini adalah jisim udara yang hanya beredar di kawasan tertentu di planet ini. Lebih-lebih lagi, mereka menentukan keadaan iklim zon ini.
Kekal
Varieti angin yang berlaku:
- angin perdagangan;
- Barat
- timur.
Angin dagang - angin bertiup dari timur antara kawasan tropika dan bergegas ke khatulistiwa. Mereka dipisahkan oleh jalur tanpa angin. Angin dagang inilah yang mengarahkan siklon tropika ke arah barat.
Angin barat laut beriklim mewakili arus udara yang berlaku pada garis lintang sederhana - antara 35 dan 65 darjah utara dan selatan. Mereka bergerak dari barat ke timur.
Angin timur kawasan kutub diarahkan dari zon tekanan tinggi ke zon tekanan rendah.
Bermusim
Angin bermusim diwakili oleh satu kategori - monsun. Mereka telah bertiup di kawasan tropika selama beberapa bulan. Pada masa yang sama, dua kali setahun, monsun mengubah arah mereka dengan tajam.
Pada musim panas, udara mengalir dari lautan ke darat, dan pada musim sejuk, sebaliknya - dari daratan ke lautan. Monsun membawa sejumlah besar hujan pada musim panas. Pembentukan angin berlaku di timur dan tenggara Asia.
Tempatan
Angin tempatan adalah yang paling pelbagai. Antaranya, jenis berikut dapat dibezakan:
- Breeze adalah aliran udara yang hangat di persimpangan badan air laut dan garis pantai. Menukar arah dua kali sehari. Pada siang hari, angin bertiup dari laut ke darat, pada waktu malam - dari pantai menuju ke laut.
- Samum adalah angin kering gurun yang membawa banyak pasir. Ia dijumpai di padang pasir Afrika dan di Semenanjung Arab.
- Sirocco - udara mengalir ke Afrika Utara dan Mediterranean, yang mempunyai arah selatan-barat dan selatan.
- Bora - angin terbentuk di kawasan di mana gunung bersempadan dengan laut. Suhu sungai bergantung pada musim. Arahnya adalah dari gunung ke laut.
- Fönn - tiupan angin yang bertiup dari pergunungan menuju lembah. Ia dicirikan oleh kekeringan dan timbul kerana perbezaan ketinggian di kawasan kecil. Diagihkan di kawasan pergunungan di Amerika Utara, Eurasia.
- Angin kering - berlaku di zon sederhana di atas padang rumput dan padang pasir. Udara kering dan panas.
- Norder adalah angin yang diperhatikan di Teluk Mexico dan bertiup dari utara.
- Zuyd - namanya merujuk kepada angin selatan yang ditemui di kutub utara.
- Marshmallows - aliran udara di bahagian timur Mediterranean yang berlaku pada musim panas.
Terdapat juga jenis angin yang tidak biasa, seperti angin puting beliung (taufan yang terdapat di Amerika Utara), habub (ribut pasir Afrika), badai salju (ribut salji Kanada seperti ribut salji Siberia), hamsin (gale panas di Arab Saudi yang berlangsung sekitar 50 hari) dan lain-lain .
Bagaimana kelajuan angin diukur?
Untuk mengukur kelajuan angin, alat khas yang disebut anemometer diciptakan. Mereka mekanikal, ultrasonik dan termal. Mekanikal dibahagikan kepada cawan dan baling-baling.
Anemometer cawan dianggap paling biasa. Peranti sedemikian terdiri daripada mangkuk hemisfera dan rotor. Dalam kes ini, mangkuk dipasang di rotor dan ketika angin bertiup, mereka mula berputar.
Asas kaedah pengukuran ini adalah perbezaan tekanan yang dihasilkan angin pada sisi cembung dan cekung mangkuk. Kelajuan rotor sepadan dengan kelajuan angin.
Apa yang menentukan kelajuan dan kekuatan angin?
Kelajuan angin bergantung pada seberapa besar perbezaan tekanan atmosfera antara wilayah. Oleh itu, semakin cepat angin bergerak, semakin besar indikator kekuatannya, dengan aliran tersebut bertindak pada objek di sekitarnya.
Sebagai contoh, kita dapat mengambil tiga wilayah: pada satu barometer menunjukkan 765 mm lajur merkuri, di yang lain - 760, di ketiga - 750. Angin yang bertiup dari wilayah pertama akan lebih kuat dan lebih cepat di ketiga daripada di kedua kerana perbezaan tekanan yang lebih besar .
Angin apa yang menyebabkan pembentukan pelbagai arus?
Arus laut adalah aliran air yang kuat yang bergerak secara berterusan atau timbul secara berkala di laut dan lautan. Arus timbul kerana pelbagai sebab, salah satunya ialah angin.
Disebabkan oleh angin, arus terbahagi kepada dua jenis:
- Drift - terbentuk hanya di bawah pengaruh angin.
- Angin (gabungan) - timbul bukan hanya kerana kekuatan angin, tetapi digabungkan dengan ketumpatan air yang berbeza, lereng permukaan laut.
Arah aliran bergantung pada arah mana aliran udara bergerak. Arus angin selalu dangkal. Yang paling kuat di antaranya ialah Angin Barat, yang panjangnya kira-kira 30,000 km, dan juga arus South Passat.
Fakta menarik: Aliran angin Barat atau circumpolar Antartika adalah satu-satunya aliran air yang melewati semua meridian.
Oleh itu, arus laut menyebabkan monsun, angin perdagangan dan angin barat.
Mengapa tekanan musim sejuk lebih tinggi di darat daripada di lautan, dan sebaliknya pada musim panas?
Pada musim sejuk, daratan sejuk lebih cepat daripada perairan lautan. Oleh itu, udara sejuk di daratan, dan tahap tekanan meningkat. Di atas lajur air, udara lebih panas, dan tekanannya lebih rendah.
Pada musim panas, keadaan sebaliknya diperhatikan. Permukaan bumi memanaskan dengan lebih cepat, sehingga kawasan tekanan rendah terbentuk di atasnya. Di atas lautan sejuk - tekanan tinggi.
Ini juga menentukan arah monsun pada waktu yang berlainan dalam setahun. Monsun musim panas bertiup ke daratan, dan monsun musim sejuk menuju ke lautan.
Manusia menggunakan angin
Angin adalah sumber tenaga asas, yang lebih mesra alam. Dan pemuliharaan ekologi adalah salah satu tugas utama umat manusia semasa. Menariknya, tenaga angin telah lama melayani orang.
Sebelum ini, ini adalah peranti termudah seperti kilang. Loji tenaga angin bersepadu sedang dalam pembinaan, dengan bantuan tenaga angin diubah menjadi elektrik.
Tenaga angin boleh ditukar menjadi jenis tenaga berikut:
- kinetik - untuk pergerakan kapal layar (pada masa lalu), penerbangan belon;
- mekanikal - untuk pemasangan mengepam air dan mengisar gandum (kaedah usang);
- elektrik - untuk pengeluaran elektrik.
Secara berpotensi, tenaga angin berada di tempat keenam dalam senarai sumber yang mungkin berlaku setelah sinaran matahari, arang batu, uranium, minyak dan gas asli. Jadi, jumlah elektrik yang mungkin diperoleh dari loji tenaga angin adalah sekitar 25-700 TW per tahun.
Fakta menarik: Menurut perhitungan Majlis Tenaga Angin Global, pengembangan tenaga angin secara aktif akan mengurangkan jumlah karbon dioksida yang dipancarkan ke atmosfera sebanyak 1.5 bilion tan per tahun.
Negara-negara terkemuka dalam tenaga angin (2015):
- China - 115,000 MW.
- Amerika Syarikat - 65,000 MW.
- Jerman - 39,000 MW.
- Sepanyol - 22,000 MW.
- India - 22,000 MW.
- Great Britain - 12,000 MW.
- Kanada - 10,000 MW.
- Perancis - 9,000 MW.
- Itali - 8,000 MW.
- Brazil - 6,000 MW.
Di Rusia, tenaga angin kurang berkembang dan terdapat beberapa sebab untuk ini. Pertama, kelajuan angin rata-rata di seluruh wilayah adalah sekitar 5 m / s (pengiraan tahunan). Ini adalah petunjuk yang tidak mencukupi untuk pemasangan standard, jadi kos peralatan tambahan ditambahkan.
Kedua, lebih baik memilih sumber tenaga yang stabil yang bebas dari pelbagai faktor (khususnya semula jadi). Tenaga angin di negara kita dikaitkan dengan banyak kekurangan lain, terutama dalam jumlah kecil. Contohnya, kos peralatan yang tinggi, operasi yang bermasalah, penyelenggaraan sistem, dll.
Nilai di alam
Angin adalah faktor semula jadi yang paling penting yang mempengaruhi komponen alam: keadaan iklim, proses geologi, tumbuhan, haiwan, dll.
Kesan utama angin:
- Kemunculan arus laut yang kuat yang menentukan iklim kawasan sekitarnya.
- Hakisan tanah disebabkan tiupan zarah-zarah kecil.
- Pembentukan bentuk muka bumi baru. Sebagai contoh, pemindahan dan peletakan pasir oleh angin menyebabkan kemunculan bukit pasir.
- Pengangkutan gurun dan pencemaran udara. Contohnya, pada musim panas, angin sepoi-sepoi angin di Hemisfera Utara bertiup. Pada masa yang sama, mereka secara beransur-ansur menghampiri kawasan gurun subtropika. Akibatnya, debu dari Sahara sepanjang musim mencapai bahagian tenggara Amerika Utara.
- Penyebaran kebakaran. Angin adalah salah satu faktor utama yang mempengaruhi penyebaran kebakaran yang cepat, terutamanya kebakaran hutan.
- Kesan pada tanaman. Aliran udara menyebarkan benih beberapa tanaman, membatasi pertumbuhan pokok, dan juga dapat menyebabkan kerosakan mekanikal oleh zarah pepejal yang diangkut.
- Kesan pada haiwan. Angin semakin sejuk dalam kombinasi dengan suhu rendah - ini adalah aspek utama kesannya terhadap dunia binatang. Contohnya, penguin, burung, serangga terpaksa menyesuaikan diri dengan pengaruh angin. Pergerakan massa udara bermanfaat bagi beberapa spesies - rusa mengenali pemangsa dari jauh kerana deria bau yang akut.
Fakta menarik: tumbuhan yang paling terkenal yang merebak berkat angin adalah dandelion, maple, tumbleweed. Pendebungaan banyak tumbuhan berlaku kerana pemindahan debunga.
Mengapa angin bertiup dari laut ke darat pada siang hari, dan sebaliknya pada waktu malam?
Faktor yang mendasari adalah suhu dan tekanan atmosfera yang sepadan, seperti halnya musim sejuk / musim panas. Tetapi angin yang terbentuk di sempadan darat dan takungan laut mempunyai namanya sendiri - angin.
Pada siang hari, tanah memanaskan lebih cepat daripada air, sehingga angin bertiup ke zon tekanan rendah. Pada waktu malam, permukaan bumi sejuk lebih cepat dan air tetap hangat, sehingga angin berubah arah dan bertiup ke arah laut.
Di Luar Bumi
Di luar planet kita, beberapa jenis angin dibezakan:
- solar;
- planet;
- makhluk asing.
Angin suria bukanlah pergerakan arus udara, tetapi plasma yang dipancarkan oleh atmosfera suria. Fenomena ini berlaku pada kelajuan sekitar 400 km / s. Heliosfera adalah bahagian besar ruang antara bintang yang mengelilingi sistem suria dan dibentuk oleh angin suria.
Fakta menarik: Medan magnet bumi menghalang angin memasuki atmosfera. Tetapi kadang-kadang kilatan di Matahari sangat kuat sehingga angin matahari menerobos perlindungan ini dan menyebabkan aurora, ribut magnetik.
Angin planet adalah pergerakan gas di atmosfera atas planet ini. Kerana ini, planet ini kehilangan keupayaan untuk berinteraksi dengan zarah gas lain. Sekiranya proses sedemikian berterusan selama bertahun-tahun, planet ini mungkin kehilangan atmosfernya, bekalan air, dll.
Di planet lain, terdapat juga angin yang berbeza. Di Venus, mereka bertiup dengan kecepatan 83 m / s dan dapat terbang mengelilingi planet ini dalam beberapa hari Bumi. Pada Musytari, angin mencapai 100 m / s atau lebih. Aliran terkuat di Saturnus sekitar 375 m / s.
Fakta menarik: diketahui bahawa di Marikh terdapat beberapa jenis angin. Contohnya, angin puting beliung dan angin yang bertiup dari tiang dengan kelajuan kira-kira 110 m / s.