Чому дме вітер?

Чому дме вітер?
Більше трьохсот років тому Галлей, відомий головним чином завдяки відкритій їм кометі, запропонував пояснювати виникнення вітру дією сили Архімеда при перепаді температури: теплий і легкий повітря піднімається, важкий і холодний опускається. Міжнародна група дослідників, до якої увійшли співробітники Петербурзького інституту ядерної фізики, запропонувала принципово новий фізичний механізм утворення вітру в земній атмосфері.

Потоки газів виникають при перепадах (градієнтах) тиску. Тиск повітря зменшується з висотою, утворюючи вертикальний градієнт тиску, однак він не створює вітру. Роботу, вироблену при русі повітря цим градієнтом тиску, в точності компенсує протилежна за знаком робота сили тяжіння, і повітря перебуває в рівноважному стані. Вологе повітря, піднімаючись, охолоджується, і водяна пара конденсується.

Тому тиск водяної пари з висотою падає швидше, ніж цього вимагає умова рівноваги. При цьому робота, що здійснюються градієнтом тиску над вологим повітрям при його підйомі, в кілька разів перевищує роботу сили тяжіння, що діє на водяну пару. Саме ця різниця і створює вітер у земній атмосфері. Неравновесное вертикальний розподіл водяної пари можна порівняти із стислою пружиною, яка розпрямляється при підйомі вологого повітря, приводячи його в рух. Тому конденсаційна потужність, пов’язана з вертикальним підйомом повітря, відповідно до закону збереження енергії переводиться в потужність горизонтальних вітрів.

Потужність атмосферної циркуляції визначається локальною швидкістю конденсації і, отже, опадами. Кількісна оцінка потужності глобальної циркуляції повітря, отримана на основі нової теорії, прекрасно збіглася з накопиченими даними спостережень (про потужність вітрової циркуляції можна незалежно судити по спостережуваних горизонтальним градиентам тиску і швидкостям вітру).

В області конденсації виникає зона зниженого тиску, що затягує повітря з прилеглих областей. На суші такі стійкі зони зниженого тиску створюються великими лісами: волога зберігається в лісовому грунті, випаровується з поверхні грунту та листя і конденсується над пологом лісу. При цьому виникає вітер, що приносить вологу з океану. Найважливіше наслідок нового механізму формування вітру переосмислення ролі лісів в перенесенні вологи з океану на сушу.

Це перенесення компенсує річковий стік води назад в океан. Знищення лісів призводить до зневоднення і опустелювання суші і являє собою набагато більшу загрозу для клімату, ніж передбачає сучасна кліматологія (про це див також Наука і життя). Нова теорія викликала бурхливу дискусію в науковому співтоваристві. Стаття, відправлена в журнал Atmospheric Chemistry and Physics (Атмосферна хімія і фізика), перебувала на рецензуванні більше двох з половиною років. У підсумку редакційна колегія журналу прийняла до друку статтю, забезпечивши її коментарем редактора.

У ньому підкреслюється, що публікацію абсолютно нового погляду на рушійну силу атмосферної динаміки слід розглядати як заклик до подальшого розвитку представлених авторами положень.

Чому дме вітер?

Сподобалася стаття? Поділися нею з друзями!




Добавить комментарий