Rodzaje wiatrów

Wiatry okresowo zmienne powstają na obszarach kontaktu powierzchni lądowych i wodnych w wyniku różnicy w szybkości nagrzewania się i od­dawania ciepła przez wodę i ląd.

Powierzchnia lądowa szybko się nagrzewa, dlatego latem i w ciągu dnia ma wyższą temperaturę — wytwarza się nad nią ośrodek niskiego ciśnienia. Ląd równie szybko traci ciepło, co jest przyczyną powstawania nad nim ośrodków wyżowych w okresie zimy i nocy. Natomiast woda ma znacznie większą pojemność cieplną- wolno się nagrzewa i długo utrzymuje ciepło. Latem i w ciągu dnia jest więc chłodniejsza od lądu, dlatego powstaje nad nią strefa podwyższonego ciśnienia; natomiast zimą lub w ciągu nocy jest cieplejsza i tworzą się nad nią ośrodki niżowe.

Wiatry okresowo-zmienne zmieniają cyklicznie kierunek w zależności od położenia ośrodków wysokiego i niskiego ciśnienia. Latem lub w ciągu dnia wieją w kierunku lądu, zimą lub w ciągu nocy w kierunku zbiornika wodnego. Za wiatry okresowo-zmienne uznaje się:

• bryzę - zmieniającą kierunek na przeciwny w cyklu dobowym, po­wstającą wzdłuż wybrzeży morskich i innych większych zbiorników wodnych, mającą zasięg kilku lub kilkunastu kilometrów,

• monsun - wiatr zmieniający kierunek w rytmie rocznym obejmujący ogromne obszary kontynentalne i oceaniczne. W klasycznej postaci występują w Azji południowej i wschodniej. Według najnowszych badań przyczyną powstawania monsunów nie jest jedynie różnica temperatur (tak jak w przypadku bryzy), lecz są one częścią ogólnej cyrkulacji atmosfery (patrz: rozdz. Ogólna cyrkulacja atmosfery). Za potwierdzenie tej tezy uznaje się brak w cyrkulacji monsunowej gór­nych prądów powietrza.

• wiatry górskie i dolinne - zmieniają swój kierunek w rytmie dobowym i są wywołane różnicą ciśnień powstałą na skutek różnicy temperatur powietrza przylegającego do stoku i zalegającego w dnie doliny. W ciągu dnia powietrze na stokach nagrzewa się szybciej i jako lżejsze unosi się do góry, a w jego miejsce napływa chłodniejsze powietrze z dna doliny - wiatr dolinny. Nocą wiatr zmienia kierunek, ponieważ powietrze na stoku ulega silnemu wychłodzeniu i jako ciężkie spływa wzdłuż stoku w dół - wiatr górski.

Wiatry dolinne i górskie w niektórych klasyfikacjach zalicza się także do wiatrów lokalnych, do których należą również:

• fen - wiatr powstający wtedy, gdy na drodze powietrza przemieszczają­cego się od ośrodka wysokiego ciśnienia w stronę niżu, znajduje się bariera górska. Powietrze musi wtedy wznosić się do góry wzdłuż stoku. W trakcie wznoszenia para wodna w nim zawarta ulega kon­densacji, a temperatura spada średnio o 0,6°C na 100 m (adiabata wilgotna), tworzą się chmury i powstaje opad atmosferyczny. Po przekroczeniu bariery górskiej powietrze jest już suche i zimne. Opada zatem w dół, ogrzewając się suchoadiabatycznie średnio o 1°C na każde 100 m. Opadający w dół wiatr fenowy jest suchy, ciepły i porywisty. Wiatry tego typu r3sząróżne nazwy, np. w Alpach - fen, w Tatrach - halny, w Górach Skalistych - chinook, w Andach - zonda.

• wiatry spływowe - powstają, gdy nad obszarami niezbyt wysokich gór zalega zimne i ciężkie powietrze, które spływa ku niżej położonym, cieplejszym obszarom. Wiatry spływowe są chłodne i bardzo silne. Noszą różne nazwy, np. bora na wybrzeżu Adriatyku, mistral w dolinie Rodanu, cierzo w Hiszpanii, koszawa na Nizinie Węgierskiej, nyk na Alasce.

• cyklony tropikalne - nazywane regionalnie: tajfunami, huraganami i willy-willy. Powstają nad obszarami oceanicznymi o temperaturze powyżej 25°C, w niskich szerokościach geograficznych (do 25°), w wyniku gwałtownego spadku ciśnienia. W centralnej części tworzy się tzw. oko cyklonu o średnicy 20 - 30 km, bardzo niskim ciśnieniu (ok. 960 hPa) i bardzo silnych prądach wstępujących. Różnica ciśnień między okiem cyklonu a jego skrajnymi obszarami wynosi kilkadziesiąt hPa, co powoduje niezwykle silny wiatr. Cyklony tropikalne prze­suwają się z prędkością 10-20 km/godz. i po dotarciu do lądu naj­częściej zanikają.

• trąby (wiry) powietrzne - tworzą się w niskich i umiarkowanych szerokościach geograficznych. Są krótkotrwałym zjawiskiem o nie­wielkich rozmiarach przestrzennych (kilkaset metrów średnicy). Różnica ciśnienia między centrum i skrajem wiru dochodzi do 100 hPa, co powoduje powstanie silnego ruchu wirowego powietrza i wiatru o bardzo dużej prędkości. Wiry powietrzne mogą tworzyć się nad obszarami lądowymi - (trąby powietrzne) i morskimi - (trąby wodne). Katastrofalnym dla człowieka wiatrem tego typu jest tornado po­wstające w Ameryce Północnej.

Ruch powietrza w ośrodkach barycznych

W ośrodkach wysokiego i niskiego ciśnienia powietrze znajduje się w ciągłym ruchu. 

Są to ruchy:

• pionowe - wstępujące w niżu barycznym lub zstępujące w ośrodku wyżowym,

• poziome - wywołane różnicą ciśnienia istniejącą między centrum układu barycznego i jego peryferycznymi obszarami.

Ponieważ po­wietrze dąży do wyrównania różnicy ciśnienia, stąd w wyżu atmos­ferycznym przemieszcza się od centrum na zewnątrz układu, w niżu odwrotnie.
Poziomy ruch powietrza w ośrodkach barycznych pozostaje pod wpły­wem siły Coriolisa, która powoduje skręt przepływających strumieni po­wietrza w prawo lub w lewo.

Poziomy ruch powietrza spowodowany wyrównywaniem różnicy ciśnienia atmosferycznego nazywamy wiatrem. Dążność powietrza atmosferycznego do stanu równowagi powoduje, że wiatr wieje zawsze od ciśnienia wyższego w kierunku ciśnienia niższego. Ze względu na miejsce powstawania wiatru wyróżniamy:

• wiatry cyklonalne - wiejące w obrębie niżu barycznego,

• wiatry antycyklonalne - powstające w ośrodkach wysokiego ciśnienia,

• wiatry wiejące z ośrodków wyżowych w kierunku ośrodków niskiego ciśnienia.

Ostatni z wymienionych rodzajów wiatrów można podzielić na kilka typów w zależności od kierunku wiatru, tzn. kierunku z którego wiatr wieje na:

• okresowo-zmienne - zmieniające okresowo swój kierunek na prze­ciwny, wiejące w cyklu dobowym lub rocznym,

• zmienne - nazywane inaczej lokalnymi, zmieniające swój kierunek zależnie od lokalnych układów ciśnienia,

• stale - nie zmieniające kierunku w ciągu całego roku.

Prędkość wiatru zależy od różnicy ciśnienia -jest tym większa im wyższa jest różnica ciśnień.
Prędkość wiatru mierzy się w stopniach skali Beauforta, która może mieć 10°, jeśli odnosi się do stanu morzą, lub 12°, gdy uwzględnia prędkość wiatru na lądzie.