Tuuli on jatkuvasti läsnä oleva voima. Miellyttävästä tuulesta kylmään arktiseen räjähdykseen se muodostaa jatkuvasti maisemaa ja säätä. Mutta mistä tuuli tulee?
Asiaan liittyvä sisältö
- Kysy Smithsonianilta: Miksi aivastamme?
- Kysy Smithsonianilta: Kuinka värit vaikuttavat mielialaamme?
- Kysy Smithsonianilta: Mikä on pisamus?
Yksinkertaisesti sanottuna tuuli on ympärillämme olevan ilman liike, joka syntyy paine-eroista maan ilmakehässä. Ilma on neste, ja aivan kuten vesi, se noudattaa nesteiden dynamiikan lakeja. Se pyrkii virtaamaan korkeamman paineen alueelta alhaisemman paineen alueelle, sanoo meteorologi Chris Maier, joka työskentelee kansallisen merenkulku- ja ilmakehän hallinnon kansallisen sääpalvelun kanssa.
Maan ilman täytetyssä ilmakehässä on jatkuvasti, mutta epätasaisesti paine, korkeissa ja matalissa paikoissa, jotka johtuvat maan pinnan epätasaisesta kuumenemisesta auringon vaikutuksesta. Pohjoisen tai etelänavan ilma on kylmempää ja tiheämpää, kun taas päiväntasaajan ilma on lämpimämpää ja nousee helpommin. Kylmempi, paineistetumpi polaari-ilma yrittää jatkuvasti siirtyä päiväntasaajalle korvaamaan lämmin, nouseva ilma.
Se luo Maan maailmanlaajuisen levityksen, Maier sanoo. On tuulivöitä, jotka kiertävät planeettaa leveysviivoja pitkin, jokaisella on erityiset ominaispiirteet ja joka luo erityiset sääkuviot.
Yksi näistä bändeistä on päiväntasaajan lähellä sijaitseva intertrooppinen konvergenssivyöhyke, missä kaupalliset tuulet kohtaavat. Merimiehet nimittivät kaupalliset tuulet, jotka navigoivat heillä heidän melko luotettavan käytöksensä takia.
Pohjoisella pallonpuoliskolla kaupalliset tuulet syntyvät, kun lämmin ilma siirtyy pois päiväntasaajasta ja on taipunut hiukan oikealle maan pyörimisen takia. Tätä kutsutaan Coriolis-ilmiöksi. Lämmin ilma työntyy koillisesta lounaaseen taaksepäin päiväntasaajaa kohti laskevan polaarisen ilman ansiosta. Sama asia tapahtuu eteläisellä pallonpuoliskolla, kun kaupalliset tuulet työntyvät kaakosta luoteeseen.
Kun pohjoisen ja eteläisen kaupan tuulet lähentyvät päiväntasaajan lähellä, ne luovat vyöhykkeen, jossa tuulta on vähän tai ei ollenkaan ja taipumus lyhytaikaisiin voimakkaisiin myrskyihin, jotka ovat täynnä sadetta. Merimiehet ovat kutsuneet tätä vyöhykettä ikävyyksiksi.
Vierekkäisessä Yhdysvalloissa Westerlies-niminen yhtye on tuulen ja sään takana ensisijainen voima, ja useimmat myrskyt seuraavat länestä itään, sanoo Maier.
Suihkuvirrat auttavat myös ohjaamaan tuulen ja ilmastokuvioita. Suihkuvirrat, joita on ainakin useita, ovat 25 000 - 50 000 jalkaa maan yläpuolella ja "ovat periaatteessa nopeasti virtaavia ilmajoita", Maier sanoo.
Ne auttavat muodostamaan rajoja - vastavoimaa polaariselle ilmalle, joka kulkee kohti päiväntasaajaa ja lämpimään ilmaan, joka siirtyy pois päiväntasaajasta, hän sanoo. Suihkuvirrat voivat muuttaa kurssia, nopeutta tai korkeutta päivästä toiseen. Lentoyhtiöt ja armeija käyttävät virtauksia usein nopeuden lisäämiseen käyttämättä enemmän polttoainetta.
Yhdysvalloissa nykyinen El Niño-sääkuvio - jossa lämpimämpi Tyynenmeren vesi Perun ja Ecuadorin ulkopuolella luo lämpimämmän, vähemmän paineistetun ilman kuplan, joka sitten liikkuu pohjoiseen - ajaa Pohjois-Amerikan tavanomaista suihkuvirtaa pohjoiseen ja laajentaa toisen suihkun virtauksen poikki Amerikan eteläosa. Se tuo enemmän lunta ja sadetta Kaliforniaan, märkää säätä Persianlahden rannikolla ja lievempiä lämpötiloja itään.
Tuuli on havaittavissa myös paikallisemmalla tasolla. Talvella ilma on kylmempää, tiheämpää ja paineellisempaa. Kylmempi ilma kulkee sisään oven avautuessa lämmitetystä, vähemmän paineistetusta talosta. Ihmiset, jotka asuvat lähellä vuoria, huomaavat, että päivän aikana laakson lämpenemisen jälkeen lämmin ilma nousee rinteille, kun taas illalla kylmempi, tiheämpi ilma työntyy takaisin alas laaksoon.
Rannalla tiheämpi ilma on kylmän veden yläpuolella, kun taas matalapaineinen ilma on lämpimämmän maan yläpuolella. Kylmempi ilma pyrkii liikkumaan sisämaahan paineen tasaamiseksi aiheuttaen tuulta. Tämä kuvio kääntyy yöllä, kun maa jäähtyy nopeasti ja työntää paineisemman ilmansa takaisin mereen.
Myrskyjärjestelmät voivat kuitenkin häiritä tätä tasapainoa. Myrskyssä tapahtuu useita paineen muutoksia liikkuessaan ja se sisältää usein lämpimämpää, nousevaa ilmaa rajoissaan, ja viileämpi ilma työntyy takaa. Mitä voimakkaampi paine-ero noiden järjestelmien välillä on, sitä voimakkaampi tuuli, kuten käy ilmi hurrikaani tai trooppinen sykloni.
On vuoro kysyä Smithsonianilta .
