Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Udostępnij materiał Zapisz jako PDF

Za pogodę na Ziemi odpowiedzialne jest Słońce. Bez niego nie byłoby wiatru, deszczu, śniegu czy burz. Wszystkie te zjawiska możliwe są wyłącznie dzięki temu, że promienie słoneczne utrzymują powietrze w ciągłym ruchu. Za chwilę dowiemy się, jaki jest związek Słońca z powstawaniem wiatru.

R1VGtiwW4eufS1
Skala Beauforta jest popularnym i wygodnym sposobem opisywania siły wiejącego wiatru
Już wiesz
  • o czym informuje nas ciśnienie atmosferyczne;

  • że zmiany ciśnienia zwiastują zmianę pogody;

  • jak posługiwać się barometrem.

Nauczysz się
  • wyjaśniać, jak powstaje wiatr;

  • wyjaśniać, jak i dlaczego zmienia się temperatura powietrza w ciągu doby;

  • budować prosty wiatromierz i za jego pomocą ustalać kierunek i siłę wiatru.

iliUbxaTzq_d5e149

1. Jak powstaje wiatr?

Polecenie 1

Jakiej barwy ubrania lepiej jest nosić latem? Jasne czy ciemne? Uzasadnij swój wybór.

Sprawdźmy, czy ogrzewanie powietrza wpływa na jego ruch.

Ciśnienie a temperatura
Obserwacja 1

Sprawdzenie, jak zmiana temperatury wpływa na ruch powietrza.

Co będzie potrzebne
  • nożyczki,

  • karton,

  • sznurek,

  • igła,

  • świeca.

Instrukcja
  1. Narysuj na kartonie spiralę, a następnie ją wytnij.

  2. Przebij igłą środek spirali, a przez otwór przeciągnij sznurek.

  3. Zapal świeczkę.

  4. Chwyć za nitkę i umieść spiralę nad świeczką. Co udało ci się zaobserwować?

Podsumowanie

Jeśli spirala zaczyna się obracać, to znaczy, że coś musiało wprawić ją w ruch. Jest to skutek ogrzewania się powietrza. W efekcie występują różnice temperatur. Powietrze cieplejsze się unosi, a na to miejsce napływa chłodniejsze.

R1LHIXsMDWtxt1
Płomień świecy nagrzewa powietrze, które przemieszcza się do góry. W ten sposób porusza ono spiralą

Promienie Słońca najpierw ogrzewają powierzchnię Ziemi – dopiero od niej nagrzewa się powietrze. Zjawisko to zachodzi nierównomiernie:

  • skały nagrzewają się szybciej niż las czy woda;

  • podłoże ciemne nagrzewa się szybciej niż jasne;

  • woda ogrzewa się wolniej od lądu, ale dłużej zatrzymuje ciepło.

Nierównomierne nagrzewanie się powierzchni Ziemi powoduje występowanie różnic temperatur. Dzięki temu dochodzi do zmian ciśnienia atmosferycznego. Powietrze ciepłe wywiera bowiem na powierzchnię Ziemi inne ciśnienie niż powietrze chłodne chłodne.

RnQ91ZmIcJ3Yf1
Ilustracja przedstawia zmiany temperatury w ciągu 24 godzin. Wykres liniowy zbudowany jest z dwóch osi: oś pozioma przedstawia kolejne godziny od 6 rano pierwszego dnia do 6 rano następnego dnia. Oś pionowa wskazuje wysokość temperatury w skali co 2 stopnie Celsjusza. W tle wykresu umieszczone są 4 przylegające do siebie ilustracje obrazujące zmiany aktywności Słońca i jego wpływ na wysokość temperatury. Na pierwszej ilustracji przedstawiony jest wschód Słońca. Temperatura we wczesnych godzinach porannych wynosi około 4 stopnie. Druga ilustracja przedstawia stopniowy wzrost temperatury o 8 stopni gdy jest górowanie Słońca. Na trzeciej ilustracji temperatura spada o kilka stopni ponieważ słońce zachodzi. Po godzinie 21.00 zapada noc i jest pełnia księżyca. Temperatura spada ponownie do 4 stopni o godzinie 2 w nocy. Po czym powoli wzrasta do godziny 6 rano.
Ciepło pochłonięte przez podłoże w dzień, jest oddawane nocą do atmosfery. Powietrze stopniowo schładza się aż do świtu. Dlatego wieczorem po zachodzie Słońca jest cieplej niż o świcie

Duży wpływ na temperaturę powietrza mają chmury. W ciągu dnia ograniczają dostęp promieni słonecznych, zaś nocą zatrzymują ciepło. Dlatego w określonej porze roku pochmurne noce są cieplejsze w porównaniu z nocami pogodnymi, a pochmurne dni są chłodniejsze niż te, kiedy niebo jest czyste. Temperatura zależy też od wysokości Słońca nad horyzontem – dlatego latem jest cieplej niż zimą, a w krajach tropikalnych jest cieplej niż w Polsce.

W miejscu, gdzie powietrze się unosi, nieco zmniejsza się ciśnienie powietrza, a tam, gdzie opada – rośnie. Zatem przepływ powietrza odbywa się z miejsca o wyższym ciśnieniu do miejsca o ciśnieniu niższym. Taki poziomy przepływ powietrza to wiatrwiatrwiatr. Jeśli chcemy opisać wiatr, powinniśmy podać jego kierunek i prędkość.

Ciekawostka

W gorących obszarach powstają cyklony tropikalne. Mają postać olbrzymich wirów tworzących się w masach ciepłego i wilgotnego powietrza nad oceanami. Środkiem wiru jest tzw. oko cyklonu, gdzie pogoda jest bezchmurna i niemal bezwietrzna. Dookoła jednak, w promieniu kilkuset kilometrów, wieje huraganowy wiatr (z prędkością powyżej 100 km/h), występują silne burze i bardzo intensywne opady deszczu. Kiedy cyklon przemieści się nad kontynent, traci impet i w końcu przestaje istnieć.

R10UAvJchbCh41
Cyklony tropikalne mają szerokość setek kilometrów. O ich ogromie można się przekonać, oglądając zdjęcia satelitarne
iliUbxaTzq_d5e263

2. Kierunek i prędkość wiatru

Znając rozkład obszarów o ciśnieniu wysokim i niskim oraz pamiętając, że wiatr wieje zawsze od wyżu do niżu, można przewidzieć, w którą stronę będzie wiał. Ważne jest przy tym, by pamiętać, że podając kierunek wiatru, mówimy, z której strony on wieje. Jeśli na przykład wiatr wieje z zachodu na wschód, jest to wiatr zachodni. Jeżeli jest odchylony od kierunków głównych (N, E, S, W), to można na przykład określić kierunki pośrednie: NE – północno‑wschodni, NW – północno‑zachodni, SE – południowo‑wschodni lub SW – południowo‑zachodni.
Prędkość wiatru jest tym większa, im większa jest różnica ciśnień. Do pomiaru kierunku i prędkości wiatru służy przyrząd zwany wiatromierzemwiatromierzwiatromierzem.

Ro92A5dEYE5Wi1
Zestaw ilustracji przedstawia zastosowanie energii wiatru przez człowieka. Na pierwszej ilustracji znajduje się żaglowiec szkolny. Statek może płynąć dzięki sile wiatru, która napiera na rozłożone żagle w kształcie prostokątów, trójkątów lub trapezów. Im większa liczba żagli, tym szybciej płynie żaglowiec.Druga ilustracja przedstawia elektrownię wiatrową. Specjalne metalowe wiatraki, zwane turbinami wiatrowymi. Turbiny to wysokie metalowe wieże dochodzące do wysokości prawie 200 metrów. Na samej górze zamontowane są wirniki o średnicy przekraczającej 160 metrów.Fotografia numer trzy przedstawia dyscypliny sportowe takie jak Windsurfing oraz paralotniarstwo. W windsurfingu siłę wiatru wykorzystuje się poprzez przymocowany pionowo żagiel do poziomej deski. W paralotni siłę wiatru wykorzystuje się dzięki spadochronowi, który unosi paralotniarza. Na ilustracji numer cztery widoczny jest balon, który unosi się dzięki wiejącemu wiatrowi. Na ostatniej ilustracji znajduje się szybowiec. Pojazd wyposażony w skrzydła, kadłub tak jak w samolocie ale nie ma silnika.
Badanie kierunku i prędkości wiatru
Obserwacja 2

Zbudowanie prostego wiatromierza i określenie za jego pomocą kierunku i prędkości wiatru.

Co będzie potrzebne
  • patyk,

  • pinezka,

  • tasiemka,

  • kompas,

  • kreda.

Instrukcja
  1. Przygotuj prosty kijek o długości ok. 1 m.

  2. Na końcu patyka pinezką przymocuj tasiemkę lub wstążkę o długości nieco krótszej od kijka.

  3. Na dworze, w otwartym terenie, ustaw patyk, wbijając go w ziemię na 10–15 cm.

  4. Narysuj na ziemi odchodzące od kijka linie oznaczające kierunki świata, posługując się przy tym kompasem. Pamiętaj, by je oznaczyć.

  5. Obserwuj koniec tasiemki: w którą stronę się wychyla i jak wysoko się unosi.

Podsumowanie

1. Tasiemka odchylona w określoną stronę wskazuje nam, w którą stronę wieje wiatr. Dzięki temu możemy określić kierunek wiatru. Należy pamiętać, że podając kierunek wiatru, mówimy, z której strony wieje.
2. Odchylenie tasiemki od patyka pozwala orientacyjnie ocenić, czy prędkość wiatru jest duża czy mała.

R2AcxP4n5zx3q1
Zdjęcie przedstawia wiatromierz, czyli prosty patyk wbity pionowo w ziemię. Obok patyka znajduje się krzyżyk zrobiony z 2 narysowanych linii. Na końcu jednej z linii znajduje się papierek z literą N, która wskazuje północ. Do górnej części patyka przywiązana jest czerwona wstążka o długości około 1 metra. Wstążka swobodnie powiewa na wietrze. Drugie zdjęcie przedstawia ten sam wbity patyk w ziemię. Tym razem zdjęcie jest zrobione z góry. Powiewająca wstążka wskazuje wyraźnie kierunek wiatru. Patrząc z góry widać dwie narysowane linie wraz z literą N wskazującą kierunek północny. W ten sposób można z łatwością sprawdzić kierunek wiatru.
Na prostym wiatromierzu powiewająca tasiemka wskazuje kierunek wiatru
iliUbxaTzq_d5e358

3. Skala Beauforta

W 1806 roku irlandzki fizyk, admirał Francis Beaufort (czytaj: bofort), na podstawie obserwacji powierzchni wody i kształtu żagli, opracował skalę siły wiatru. Skala ta, nazwana na jego cześć skalą Beaufortaskala Beaufortaskalą Beauforta, została potem przystosowana do dokonywania pomiarów na lądzie. Do dzisiaj jest popularnym i wygodnym sposobem opisywania prędkości wiejącego wiatru.

Ciekawostka

Największa odnotowana prędkość wiatru w Polsce została zmierzona w 1990 roku na górze Śnieżce w Sudetach i wyniosła w porywach około 345 km/h. Natomiast największa, odnotowana przez człowieka prędkość wiatru na świecie wyniosła około 408 km/h. Pomiaru tego dokonano na australijskiej wyspie Barrowa podczas huraganu w 1996 roku. Niektóre źródła podają nawet większe wartości.

iliUbxaTzq_d5e399

Podsumowanie

  • Wiatr to poziomy ruch powietrza spowodowany różnicą ciśnienia atmosferycznego.

  • Prędkość wiatru jest tym większa, im większa jest różnica ciśnienia atmosferycznego.

  • Podając kierunek wiatru, ustalamy, skąd wieje.

  • Wiatr może być wykorzystywany jako napęd statków żaglowych i turbin wiatrowych.

Praca domowa
Polecenie 2.1

Temperatura powietrza jest najwyższa nie w samo południe, ale między 13.00 a 15.00. Zastanów się i odpowiedz, dlaczego tak jest.

Polecenie 2.2

Spróbuj wyjaśnić, dlaczego w niektórych portach, z których odpływają statki wycieczkowe, zamieszcza się informacje, że rejsy mogą być odwołane przy wietrze wiejącym z siłą powyżej 8 stopni w skali Beauforta.

Zobacz także

Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:

iliUbxaTzq_d5e476

Słowniczek

skala Beauforta
skala Beauforta

trzynastostopniowa skala określająca siłę wiatru, używana głównie na morzu, ustalona na podstawie obserwacji stanu wody i rodzaju fal, a na lądzie – na podstawie obserwacji drzew

wiatr
wiatr

poziomy ruch powietrza wymuszony różnicą ciśnienia atmosferycznego, spowodowaną zmiennym nagrzewaniem się powietrza nad różnymi obszarami

wiatromierz
wiatromierz

przyrząd służący do pomiaru kierunku i prędkości wiatru

iliUbxaTzq_d5e550

Zadania

Ćwiczenie 1
R1FXxODIAAAwn1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
RLxHwReGlTp201
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
RJVWASe1D0wyX1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
RZ7K6Xw2Bu7NI1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.