Get Adobe Flash player
Follow us on Twitter

Powstawanie wiatru

Atmosfera ziemi może być postrzegana jako pompa cieplna, w której masy powietrza w następstwie ogrzania (energią słoneczną) bądź schładzania, transportują potenciał energii. Wynikiem procesu zmiany energii cieplnej na energię kinetyczną jest transport masy, który objawia się podmuchem wiatru.

Wiatry globalne

Wiatry globalne występujące na wysokościach powyżej 1000 m  n.p.m. są w kontekscie energii wiatrowej ważne, ponieważ to one decydują o głównym kierunku wiatru w danej lokalizacji. Nad równikiem masy powietrza zostają szczególnie mocno nagrzewane, przybierają na wysokości, po czym poruszają sie w górnych warstwach atmosfery w kierunku północnym, jak i południowym.

1_1___Lufttemperatur___eLSEE.gif

Od szerokości geograficznej 30o siła Coriolisa uniemożliwia dalszy przepływ mas powietrza do obu półkul Ziemi.
Ponieważ powietrze nad równikiem wznosi się ku górze, w okolicach gruntu buduje się obszar niskiego ciśnienia, który przyciąga wiatry z północy i południa. Nad biegunem w wyniku schładzania powierza znajduje się obszar wysokiego ciśnienia. Poprzez wyrównanie ciśnień oraz siłę Coriolisa można rozróżnić następujące główne kierunki wiatru:

Szerokość 90o-60o N 60o-30o N 30o-0o N 0o-30o S 30o-60o S 60o-90o S
Kierunek NE SW NE SE NW SE

Polska leży między 49o-55o N, tak więc główny kierunek wiatru to południowo-zachodni.

Wiatry lokalne

Wiatry lokalne podlegają oddziaływaniu tzw. klasy szorstkości terenu. Klasa szorstkości oznacza właściwości terenu, które pośrednio lub bezpośrednio mogą oddziaływać na parametry wiatru. Nie tylko rzeźba terenu w postaci drzew lub gór definiuje odpowiednie klasy szorstkości, również wysokie budynki wpływają na zakłócenie przepływu mas powietrza i powstawanie tzw. turbulencji.
Wiatry ze względu na okoliczności powstawania można podzielić na:

  • wiatry morskie
  • wiatry górskie

Pomimo faktu, iż wiatry górskie są bardzo złożonym i interesującym fenomenem, większośc farm wiatrowych powstają w rejonach nadbrzeżnych, a więc w ramach tego opracowania skupimy się tylko na wiatrach morskiech.
Przyczyna powstawania wiatrów morskich leży, także w tym przypadku, w energii promieniowania słońca. W ciągu dnia masy powietrza nad powierzchnią gruntu są szybciej nagrzewane niż te znajdujące się bezpośrednio nad powierzchnią wody. Ciepłe powietrze rozciąga się i unosi wskutek kurczącej się gęstości. W to "opuszczone miejsce" ze strony morza wtłaczane jest schłodzone a przez to ciężkie powietrze, które potocznie nazywane jest morską bryzą.
Z nadejściem nocy, opisywany wyżej proces, przebiega odwrotnie. Powietrze nad gruntem schładza się szybciej niż ogrzane morze, ulega zagęszczeniu i zaczyna przepływać w kierunku morza - wieje wówczas chłodny wiatr ze strony lądu.

Uogólniając można stwierdzić, że wiatr jest formą energii słonecznej. Poprzez różnorodne nagrzanie powierzchni Ziemi powstają w atmosferze różne stany ciśnienia zwane w meteorologiii obszaren ciśnienia wysokiego i odpowiednio obszarem ciśnienia niskiego.
Linie łączące obszary tego samego ciśnienia atmosferycznego nazywamy isobarami. Wiatr wieje przy tym generalnie równolegle do przebiegu isobarów. Gdyby nie ruch Ziemi, i tym samym nie istniałaby siła Coriolisa, obszary ciśnienia permanentnie by się umacniały. A że tak nie jest, masy powietrza przebiegają od strefy wysokiego, do strefy niskiego ciśnienia, nie bezpośrednio tworząc znaną nam dobrze pogodę.

Poniższe ilustracje pokazują korelację pomiędzy układem ciśnienia atmosferycznego a siłą i kierunkem wiatru.

Luftdruck.gif

wind.gif

 

  • Klasy szorstkości
  • Klasyfikacja wiatru według normy IEC
  • Pomiary wiatru
  • Energia wiatru, którą możemy wykorzystać 

 
PWE CC on Facebook
Joomla Templates and Joomla Extensions by JoomlaVision.Com