باد

باد چیست ؟

باد عبارت است از حرکت نسبی افقی هوا بر روی سطح زمین.

جهت وزش باد و سرعت آن مشخصه های مهم باد را تشکیل می دهند. جهت باد نسبت به شمال حقیقی سنجیده می شود، واحدهای مورد استفاده برای بیان اندازه سرعت باد «گره»، «متر بر ثانیه» و «کیلومتر بر ساعت» است.

اندازه گیری سرعت و جهت باد

اندازه گیری باد در خشکی:

ارتفاع استاندارد برای اندازه گیری سرعت باد 10 متر بالای سطح است.

برای اندازه گیری سرعت و جهت باد از یک بادنما و یک بادسنج چرخان بر روی یک محور قائم در محلی که باد آزادانه می وزد، نصب شده اند، استفاده می شود.

بادنما با فشار ناشی از باد عمل می کند، بدین صورت که فشار وارد بر صفحه A باعث چرخش میله B به طور آزادانه در سطح شده، بادنما را در جهت باد قرار می دهد. سر دیگر بادنما (اشاره گر) جهت وزش باد را نشان می دهد.

موقعیت اشاره گر بادنما به صورت عدد و یا به صورت عقربه ای نشان داده شده و می تواتد به صورت پیوسته بر روی یک نقشه درج شود.

بادسنج چرخان نیز از سه فنجان نیمکره ای که به طور قائم بر روی سه بازوی مساوی، که با یکدیگر زوایه 120 درجه می سازند و بر روی یک محور مرکزی نصب شده اند، تشکیل شده است.

ساختمان فنجان ها طوری است که جریان هوای آزاد را دریافت می کنند. در نتیجه از آن جا که فشار باد در قسمت گرد فنجان زیادتر از قسمت برآمده آن است باعث چرخش بادسنج می شود.

چرخش مولد الکتریکی داخل بادسنج تولید یک جریان الکتریکی می کن، اندازه این جریان متناسب با سرعت چرخش بادسنج و در نتیجه متناسب با سرعت باد است. بنابراین سرعت باد نیز همانند بادنما می تواند اندازه گیری و ثبت شود.

اندازه گیری باد در دریا:

در قرن نوزدهم مقیاس بیوفورت توسط آدمیرال بیوورت وضع شد. این مقیاس که از صفر تا 12 درجه بندی شده است، درجه نیرو نام دارد، به طوری که هر درجه به یک محدوده از سرعت باد نسبت داده می شود.

معیار شناسایی دریا «بادموج» یعنی امواجی که توسط باد ایجاد می شوند، است. البته باد تنها عامل موثر بر حالت دریا نیست و عواملی چون جزر و مد، جریان های دریایی، عمق آب و بارندگی نیز بر تغییر حالت دریا موثرند.

مدی که بر خلاف جهت باد اتفاق بیفتد باعث افزایش ظاهری ارتفاع موج شده و تخمینی ناصحیح از سرعت باد را به وجود می آورد. در مقابل باران های سنگین باعث هم سطح شدن سطح دریا شده، سرعت باد را کم تر از آن چه هست نشان می دهد. جهت باد را نیز می توان با مشاهده جهت پیشروی امواج تخمین زد.

عوامل موثر در ایجاد باد:

باد نتیجه اختلاف فشار هوا در سطح افقی است.

در این جا حرکت افقی هوا را که باد نامیده می شود، توضیح می دهیم: به طور معمول هوا از ناحیه ی با فشار بالاتر به ناحیه ی با فشار کمتر جریان می یابد.

باد در اطراف زمین در نتیجه گرم شدن نابرابر نقاط مختلف زمین است که با تابش نابرابر خورشید روی سطح زمین رخ می دهد.

اگر زمین نمی چرخید و اصطکاک وجود نداشت، هوا به طور مستقیم از ناحیه فشار بالاتر به طرف ناحیه با فشار پایین جریان می یافت؛ اما با توجه به این که موارد یاد شده وجود دارند، می توان گفت که باد با ترکیب از نیروهایی از قبیل: نیروی گرادیان فشار، نیروی کوریولیس و نیروی اصطکاک کنترل می شود.

نیروی ناشی از گرادیان فشار:

برای اینک ه چیزی را شتاب دهیم باید نیرویی خالص به آن وارد کنیم. نیرویی که جریان باد را ایجاد می کند ناشی از اختلاف فشار افقی در یک ناحیه است.

هوای محصور بین دو ناحیه فشار زیاد و فشار کم تعادل خود را از دست داده به حرکت در می آید. هر چه این اختلاف فشار زیادتر باشد سرعت جریان هوا (باد) زیادتر خواهد بود.

تغییرات در فشار هوا بر روی سطح زمین، توسط فشارسنج ها در صدها ایستگاه هواشناسی اندازه گیری می شود.

این اندازه گیری های فشار بر روی نقشه های هواشناسی به صورت هم فشار ها که از به هم وصل کردن نقاط هم فشار به دست می آیند، نشان داده می شوند.

فاصله های بین هم فشارها میزان تغییرات فشار را در فاصله معین نشان می دهد.

این تغییرات در واحد فاصله را گرادیان فشار می نامند. هر چه هم فشارها به هم نزدیک تر باشند، گرادیان فشاری بزرگ تر و در نتیجه نیرویی بزرگ تر و باد شدیدتر خواهد بود.

شکل روبرو ارتباط بین فاصله ها هم فشارها و سرعت باد را نشان می دهد. باید خاطر نشان کرد که بزرگ ترین گرادیان های فشار در راستای قائم اتفاق می افتند زیرا با افزایش ارتفاع، فشار به شدت کاهش می یابد؛ در نتیجه انتظار می رود که یک جریان قوی هوا به طرف بالا داشته باشیم، ولی در عمل چنین اتفاقی مشاهده نمی شود.

مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه: فاطمه گودرزی - تنظیم: یگانه داودی