Tuulte mõistmine: liikuv atmosfäär

Tuul võib olla seotud mõne ilmastikuga keerulised tormid, kuid selle algus ei saanud olla lihtsam.

Määratletakse kui horisontaalne õhu liikumine ühest kohast teise, tuuled tekivad erinevustest õhurõhk. Kuna Maa pinna ebavõrdne kuumutamine põhjustab neid rõhu erinevusi, on lõpuks tuuleenergia allikas päike.

Pärast tuulte algust vastutab selle liikumise juhtimise eest kolme jõu kombinatsioon - rõhugradiendi jõud, Coriolise jõud ja hõõrdumine.

See on meteoroloogia üldreegel, et õhk voolab kõrgema rõhuga piirkondadest madalama rõhuga piirkondadesse. Sel juhul õhumolekulid kogunevad kõrgema rõhu kohas, kui nad on valmis madalama rõhu poole liikuma. Seda jõudu, mis surub õhku ühest kohast teise, nimetatakse jõuks rõhugradiendi jõud. See on jõud, mis kiirendab õhupakke ja alustab sellega tuule puhumist.

"Lükkava" jõu ehk rõhugradiendi jõu tugevus sõltub (1) õhurõhkude erinevusest ja (2) rõhualade vahelise vahemaa suurusest. Jõud on tugevam, kui rõhkude erinevus on suurem või kui vahemaa nende vahel on lühem, ja vastupidi.

Kui Maa ei pöörleks, voolab õhk otse kõrgel ja madalrõhul otse. Kuid kuna Maa pöörleb ida suunas, suunatakse õhk (ja kõik muud vabalt liikuvad objektid) põhjapoolkera liikumisrajast paremale. (Nad on lõunapoolkeral vasakule kaldu). Seda kõrvalekallet nimetatakse Coriolise jõud.

Coriolise jõud on otseselt võrdeline tuule kiirusega. See tähendab, et mida tugevam on tuul, seda tugevamalt Coriolis seda paremale suunab. Coriolis sõltub ka laiuskraadist. See on tugevaim postide juures ja nõrgendab seda, mida lähemale liigub 0 ° laiuskraadi (ekvaatori) poole. Kui ekvaator on saavutatud, pole Coriolise jõud olemas.

Võtke oma jalg ja liigutage seda üle vaipkattega põranda. Vastupanu, mida te seda tehes tunnete - ühe objekti teisaldamine üle teise -, on hõõrdumine. Tuulega juhtub sama asi puhub üle maapinna. Maast - puudest, mägedest ja isegi pinnast - kulgev hõõrdumine katkestab õhu liikumise ja aeglustab seda. Kuna hõõrdumine vähendab tuult, võib seda pidada jõuks, mis vastandub rõhugradiendi jõule.

Oluline on märkida, et hõõrdumine on Maa pinnast vaid mõne kilomeetri kaugusel. Üle selle kõrguse on selle mõju arvesse võtmiseks liiga väike.

Tuul on a vektori kogus. See tähendab, et sellel on kaks komponenti: kiirus ja suund.

Tuule kiirust mõõdetakse anemomeetri abil ja see antakse miili tunnis või sõlmed. Selle suund määratakse a-st tuulelipp või tuulejope ja seda väljendatakse suuna osas millest see puhub. Näiteks kui puhub põhja ja lõuna poolt tuul, siis väidetavalt põhja poole, või põhja poolt.

Tuulekiiruse hõlpsamini seostamiseks täheldatud tingimustega maal ja merel ning eeldatava tormi tugevuse ja varalise kahjuga kasutatakse tavaliselt tuulekaalu.

• Beauforti tuuleskaala
  1805, mille leiutas sir Francis Beaufort (kuningliku mereväe ohvitser ja admiral), aitas Beauforti skaala purjetajatel hinnata tuule kiirust ilma instrumente kasutamata. Nad tegid seda, tehes visuaalseid tähelepanekuid selle kohta, kuidas meri tuulte esinemisel käitus. Need vaatlused sobitati seejärel Beauforti skaala diagrammiga ja vastavat tuulekiirust oli võimalik hinnata. 1916. aastal laiendati skaalat maale.
  Algne skaala koosneb kolmeteistkümnest kategooriast vahemikus 0 kuni 12. 1940ndatel lisati viis täiendavat kategooriat (13–17). Nende kasutamine oli ette nähtud troopiliste tsüklonite ja orkaanide jaoks. (Neid Beauforti numbreid kasutatakse harva, kuna Saffir-Simpsoni skaala teenib sama eesmärki.)
• Saffir-Simpsoni orkaani tuuleskaala
  Saffir-Simpsoni skaala kirjeldab maanduva või mööduva orkaani tõenäolist mõju ja varalist kahju, lähtudes tormi maksimaalsest püsiva tuulekiiruse tugevusest. See jagab orkaanid tuulte põhjal viide kategooriasse 1 kuni 5.
• Täiustatud Fujita skaala
  Täiustatud Fujita (EF) skaala hindab tornaadode tugevust vastavalt sellele, kui palju kahjusid nende tuuled on võimelised tekitama. See jagab tornaadod tuulte põhjal kuude kategooriasse vahemikus 0 kuni 5.

Neid termineid kasutatakse ilmaprognoosides sageli konkreetse tuule tugevuse ja kestuse edastamiseks.