Вјетар

Бура на Јадрану

Вјетар (ијек.) или ветар (ек.), струјање гасова у великом обиму. На површини планете Земље, вјетар се састоји из великих покрета зрачних маса. Појам вјетра у свемиру, означава првенствено Сунчев вјетар, који се састоји из кретања гасова или наелектрисаних честица са Сунца кроз свемир, док се под појмом планетарни вјетар подразумијева испуштање лакших хемијских елемената из атмосфере планете у свемир. Вјетрови на Земљи су обично подијељењи по њиховој просторној скали, брзини, врсте сила које их изазивају, подручја у којима пушу и ефектима које изазивају. Најснажнији вјетрови на планетама у Сунчевом систему измјерени су на Нептуну и Сатурну. Вјетрови имају различите аспекте, један од најважнијих је њихова брзина, осим тога важна је и густоћа гасова који су укључени, те садржај енергије односно енергија вјетра.

У метеорологији, вјетрови се често разликују према њиховој снази и правцу из којег пушу. Снажни, али краткотрајни, замаси вјетра велике брзине називају се удари вјетра. Снажни вјетрови нешто дужег трајања називају се олује. Дуготрајни вјетрови имају различита имена повезана са њиховом просјечном снагом, попут повјетарца, олује, урагана или тајфуна. Према дужини трајања вјетрови могу пухати неколико минута током олује, док локални повјетарци настали загријавањем површина могу трајати и до неколико сати. Осим тога, постоје и глобални вјетрови, настали због разлике у апсорпцији сунчеве енергије између климатских зона на Земљи. Два основна узрока атмосферских циркулација у великом обиму су различит интензитет загријавања између полова и екватора те ротација планете (Цориолисов ефект). У тропским подручјима, ниска термална циркулација изнад површине и високих планина може довести до монсунске циркулације. У приобалним подручјима, јавља се циклус копнено-морских вјетрова који дефинира локалне вјетрове, док у подручјима са варијабилним надморским висинама, јављају се вјетрови између планина и долина.

У људској цивилизацији, вјетар је инспирирао митологију, имао утјецај на хисторијске догађаје, повећао и проширио обим транспорта и начина ратовања, дао извор снаге за механички рад, електричну енергију и рекреацију. Искориштавањем снаге вјетра људи су успјели пловити бродовима преко Земљиних океана. Балони испуњеним врућим зраком искориштавају вјетар како би летјели краће летове, док га летјелице са мотором користе искориштавају како би повећали узгон и смањили потрошњу горива. Подручја удара вјетра које узрокују различити временски феномени може довести до опасних ситуација за авионе. Када снага вјетра постане довољно велика, могућа су оштећења објеката направљених људском руком и рушења дрвећа.

Вјетар може и обликовати рељефне облике путем разних еолских процеса попут настанка плодног земљишта као што је лес (прапор) или путем ерозије. Прашина из великих пустиња се може премјештати на велике удаљености од свог изворног подручја помоћу вјетрова. Вјетрови које убрзава нераван терен и који су повезани са појавом велике количине прашине добили су регионална имена у разним дијеловима свијета због свог значајног утјецаја на та подручја. Вјетрови знатно утјечу на ширење шумских пожара. Они такођер распршавају сјемена многих биљака, омогућавајући опстанак и ширење тих биљних врсти, као и популације летећих инсеката. Када су у комбинацији са ниским температурама, вјетрови негативно утјечу на животиње, нарочито на стоку и људе. Вјетар може утјецати и на количину хране за неке животиње, као и на њихове стратегије при лову и одбрани.

Узроци настанка

Анемометар са лопатицама на усправној оси

Види такође: Атмосферски притисак

Вјетар настаје због разлика у атмосферским притисцима. Када је постоје такве разлике, зрак се почиње кретати из подручја са вишим према подручју са нижим притиском, што узрокује појаву вјетрова различитих брзина. На ротирајућој планети, зрак се може одбити путем Цориолисовог ефекта, осим тачно на екватору. Глобално, постоје два основна покретајућа фактора у схеми вјетрова у великом обиму (атмосферска циркулација): различито загријавање између екватора и полова (разлика у апсорпцији сунчеве енергије што доводи до сила потиска) и ротација планете. Даље од тропских подручја и изнад ефеката трења по површини, глобални вјетрови имају тежњу да се геострофски уравнотежују. У близини површине Земље, трење узрокује успоравање вјетра у односу на горње слојеве атмосфере. Површинско трење тјера вјетрове да пушу у унутрашњост подручја са нижим атмосферским притиском. Нова, контроверзна теорија наводи да се атмосферски градијенти дешавају кондензацијом воде индуцираној шумама, што резултира позитивим циклусом одзива шуме, исисавајући влажни зрак из приобалних подручја.

Затворени мезоциклонски торнадо (Оклахома, мај 1999.)

Вјетрови дефинирани помоћу равнотеже физичких сила користе се у разматрању и анализи профила вјетрова. Они су корисни за поједностављење једначина атмосферских кретања и за прављење квалитативних аргумената о усправној и водоравној дистрибуцији вјетрова. Геострофска компонента вјетра је резултат равнотеже између Цориолисових сила и силе градијента притиска. Она пуше паралелно са изобарама и приближно пуше изнад најнижег слоја атмосфере у умјереним географским ширинама. Термални вјетар је разлика у геострофском вјетру између два нивоа у атмосфери. Он постоји само у атмосфери са водоравним температурним градијентима. Агеострофска компонента вјетра је разлика између стварног и геострофског вјетра, која је одговорна за зрак који попуњава циклоне током времена. Градијентни вјетар је сличан геострофском али укључује и центрифугалну силу (или центрипетално убрзање).

Мјерење

Вјетрови према Аристотелу

Формација стијена настала ерозијом вјетра (Боливија)

Смјер вјетра обично се изражава појмом правца одакле он долази. Напримјер, вјетар сјеверац пуше са сјевера према југу. Казаљка вјетроказа показује смјер вјетра. На аеродромима се за одређивање смјера вјетра обично користи чуњасто платно отворено с оба краја (вјетрени рукав), а којим је могуће процијенити и брзину вјетра на основу угла његовог подизања. Брзина вјетра се мјери анемометром, који се обично састоји из ротирајућих лопатица или пропелера. Ако је потребна висока фреквенција мјерења (у научним апликацијама), вјетар се може мјерити брзином ширења ултразвучних сигнала или помоћу ефекта вентилације на отпору загријане жице. Друга врста анемометра користи Питотове цијеви који искориштавају предности разлика у притисцима између унутрашње и вањске цијеви која је изложена вјетру, како би се одредио динамички притисак, на основу чега се даље израчунава брзина вјетра.

Брзина континуираног пухања вјетра се обично мјери на висини од 10 м те се узима вриједност брзине у временском периоду од 10 минута. Метеоролошке службе у Сједињеним Америчким Државама извјештавају о брзини вјетра која је мјери просјечно једну минуту кад су у питању тропски циклони, док се за потребе метеоролошких опсервација узима временски период од 2 минуте. У Индији мјерења брзине вјетра се обично исказују као просјечна континуирана брзина вјетра током три минуте. Познавање вриједности просјечне брзине је врло важно, јер је вриједност континуираног вјетра током једне минуте око 14% виша од његове просјечне брзине током десетоминутног периода. Кратки замаси вјетра веома велике брзине називају се удари вјетра, а једна техничка дефиниција удара вјетра наводи да је то максимум који за 10 чворова (16 км/х) прелази најнижу брзину вјетра мјерену током интервала од 10 минута. Вихор је удвостручење брзине вјетра изнад неког нивоа, а које траје једну минуту или дуже.

За одређивање висинских вјетрова, користе се радиосонде, која мјери брзину вјетра помоћу ГПС-а, радио навигације (ЛОРАН) или радарског праћења сонде. Осим тога, кретање метеоролошког балона се може пратити са земље визуално помоћу теодолита. Развијене су и технике удаљеног очитавања брзине вјетра укључујући СОДАР, Допплерове лидаре и радаре, који могу мјерити Допплеров ефект електромагнетног зрачења одбијеног или распршеног од лебдећих аеросола или молекула, те радиометрима и радарима који се користе за мјерење валовитости површине океана из свемира или авиона. Валовитост океана може послужити за процјену брзине вјетра близу морске површине. Слике добијене са геостационарних сателита такођер се могу користити за процјене вјетрова кроз атмосферу на основу тога колико се облаци помјерају у периоду између два сателитска снимања. Вјетроинжењерство проучава ефекте вјетрова на околину грађевина, попут зграда, мостова и многих других вјештачких објеката.

Скале брзине

Хисторијски, Беауфортова скала силе вјетра омогућава искуствени опис брзине вјетра заснован на посматраним условима на мору. Првобитно, ова скала је садржава 13 нивоа, али је током 1940тих скала проширена на 17 нивоа. На њој су наведени опћенити појмови који сугерирају вјетрове различитих просјечних брзина попут лахора, повјетарца, олујног вјетра или урагана. Према овојх скали, вјетрови олујних брзина ограничени су између 52 км/х и 102 км/х, а детаљнија подјела међу њима описује се придјевима попут умјереног, лахког, снажној, те се такви придјеви користе за разлучивање снаге вјетра унутар категорије олуја. Јак оркански вјетар има брзине почев од 104 км/х до 117 км/х. Терминологија тропског циклона разликује се од једног до другог подручја на Земљи. Већина океанских базена користе просјечне брзине вјетра код одређивања категорије тропског циклона.

Осим Беауфортове, постоје још и ТОРРО и Фујитина скала.

Кориштење вјетра

Хисторија

Модерна вјетротурбина

Као природна сила, вјетар се често персонифицирао у облику једног или више божанстава или натприродних израза у многим древним културама. Вају је хиндуистичко божанство вјетра. Грчка божанства вјетра била су браћа Анемои: Бореас, Нотос, Зефирос, Еурос и други. Еол, по неким интерпретацијама владар или управитељ четири вјетра, такођер је био описиван и као Астреј, божанство сумрака који је родио четири вјетра са Ејом, божицом зоре. Стари Грци су познавали сезонске промјене вјетрова, што су показали изградњом "Куле вјетрова" у Атини. Венти су били римска божанства вјетра.

Фујин је било јапанско божанство вјетра и једно од најстаријих шинтоистичких божанстава. Према легенди, он је био присутан током стварања свијета и прво је пустио вјетрове из своје торбе да очисте свијет од магле. У нордијској митологији, божанство вјетра је Њорд. Такођер су постојала и четири двäргара (нордијска патуљка): Норðри, Суðри, Аустри и Вестри, а вјероватно и четири мужјака јелена Игдрасила, персонификације четири вјетра и пандани четирију грчких божанстава вјетра. Стрибог је назив славенског божанства вјетра, неба и зрака. Они су вјеровали да је он предак (дедо) вјетрова из осам смјерова.

Транспорт

Постоји много различитих облика бродова који користе вјетар за погон, а сви они имају одређене основне заједничке ствари. Уз изузетак роторских бродова који користе Магнусов ефекат, сваки једрењак има труп и најмање један јарбол који држи једра уз помоћ којих се брод креће дјеловањем вјетра. Океанска путовања једрењацима трајала су и до неколико мјесеци, а међу највећим потешкоћама и опасностима била су споро кретање или стајање због недовољно јаког вјетра, и опасност од скретања с курса због снажних олуја или вјетрова у погрешном смјеру који су спрјечавали кретање у жељеном смјеру. Изузетно снажне олује могле су изазвати потонуће брода и страдање цијеле посаде и путника. Једрењаци су могли превозити само ограничене количине потрепштина у свом товару, тако да су се дуга путовања морала пажљиво планирати како би се укључиле неопходне намирнице, као и свјежа вода.

Извор енергије

У хисторији, древни Синхалези у Анурадхапури и другим градовима широм данашње Шри Ланке користили су монсунске вјетрове за погон пећи још од 300. п.н.е. Пећи су прављене на путу монсунских вјетрова ради искориштавања снаге вјетра, те су такве пећи могле постизати температуре и до 1200 °Ц. Стари хисторијски извори о првобитним вјетрењачама које су се користиле за погон оргуља у 1. вијеку н.е. Прве практичне вјетрењаче касније су направљене у Систану, Афганистан у 7. вијеку. То су биле вјетрењаче са усправном осовином на коју су биле постављене дуга усправна погонска вратила са четвртастим лопатицама. Израђиване са шест до дванаест лопатица прекривених трстиком или сличним покривним материјалима, древне вјетрењаче су се користиле за мрвљење кукуруза или вађење воде из бунара, а такођер су се користиле и за мљевење жита те прераду шећерне трске. Вјетрењаче са водоравним осовинама су се касније прошириле у сјеверозападној Европи почев од 1180тих, углавном за мљевење жита, а многе холандске вјетрењаче и данас постоје. Снага вјетра из висинских вјетроелектрана је у фокусу преко 30 свјетских компанија које користе технологију привезивања умјесто торњева на земљи на бази притиска. Осим тога, постоје настојања да се уштеде фосилна горива које користе теретни бродови тако што се користи механичка енергија добијена из кинетичке енергије вјетра помоћу веома великих змајева или једара привезаних за брод.

Снага вјетра

Енергија вјетра је облик кинетичке енергије зрака у кретању. Кинетичка енергија одређеног дијела зрака масе м и брзине в одређена је формулом ½ м в². Да би се нашла маса дијела зрака који пролази окомито кроз површину А (а која може бити површина ротора турбине), можи се његова запремина након времена т која је прошла са густоћом зрака ρ, што даје м = А в т ρ. На тај начин могуће је наћи укупну енергију вјетра помоћу једначине:

$E={\frac {1}{2}}\rho Av^{3}t$

Деривирањем уз узимање протока времена да би се израчунала стопа повећања енергије, може се пронаћи укупна снага вјетра једначином:

$P=dE/dt={\frac {1}{2}}\rho Av^{3}$

Снага вјетра је стога пропорционална кубику брзине вјетра. Укупна снага вјетра би се могла у потпуности ухватити ако би се брзина вјетра свела на нулу. Међутим у реалним увјетима код вјетротурбина то није могуће, јер ухваћени вјетар такођер мора и да напусти турбину (прође кроз њу). Однос између улазне и излазне брзине вјетра се мора узети у израчунима. Користећи концепт цијеви тока, највећа могућа снага вјетра која се може извући помоћу вјетротурбине износи 59% укупне теоретске снаге вјетра.

Аналогне појаве у природи (физици)

Ветар се може упоредити са током воде (било као река, било као водопад), кретањем тела (нпр куглице) низ стрму раван или слободан пад, са струјом у металном проводнику... увек је у питању кретање као последица различитих потенцијала.

Метеорологија

• Свака метеоролошка станица као један од основних параметара, поред температуре, влажности, броја сунчаних сати, мери и брзину ветра. Брзина ветра се изражава обично као колико километара на сат, али постоји начин да се брзина изражава у бофорима.
• »Чил фактор - индекс хлађења» је појава да је температура објективно много нижа ако дува ветар. Постоје таблице на основу којих се то израчунава. Индекс хлађења је субјективни осјећај на изложеној кожи због дјеловања ветра. Та вредност увек је нижа од стварне температуре ваздуха. За више температуре (изнад 10° C) индекс хлађења је недефинисан и умјесто њега користи се топлотни индекс.
• Познато је правило да ако човека у планини затекне мећава са јаким вертом, треба тражити заклон, максимално се утоплити и мировати док невреме не прође

Економски аспекти

Ветар има значајне економске ефекте на друштво

Позитивни

• Кретање коришћењем снаге ветра. Ова примена је актуелна од најстаријих дана и при томе се мисли на једрилице, једрењаке и слична пловила. До појаве пароброда то је био и једини могући начин кретања пловила на великим растојањима. Галије са веслачима су ипак имале ограничен домет.
• Покретањем различитих елиса и сличног што је снагу ветра претварало у кружно кретање које је даље покретало неки следећи извор енергије. Ту се пре свега мисли на ветрењаче које су служиле као млинови. Данас ветрењаче такође раде као генератори, тј. снагу ветра претварају у електричну енергију.
• Податак о интензитету ветра на некој локацији је битан за доношење привредних одлука. Нпр. овај податак је битан код изградње аеродрома, постављање сателитских антена (земаљске сателитске станице) и сл.
• У ваздухопловству познавање ветра се користи за максималан долет једрилица.

Негативни

• Ветрови великих брзина (торнадо, ураган...) могу имати катастрофалне последице по човека и његову околину.

Здравствени аспекти

Позитивни

• У великим градовима ветрови су «чистачи» загађеног ваздуха, који настаје као последица аутомобилских издувних гасова али и као последица различитих сагоревања. Постоје градови у којима нема или је врло мало ветра тако да због повећаног смога се проглшава «смог аларм» те забрањује кретање путничким возилима нпр у центру града. То може да потраје данима. У такве градове спада Берлин.

Негативни

Доказано је да ветар који траје дуго, данима и недељама изазива у већој или мањој мери нервно растројство. У долини реке Роне, у Француској је познат ветар који дува око три месеца годишње. Статистички је доказано да се број злочина у том периоду рапидно повећава. Чак се на суду као олакшавајућа околност узима да се злочин десио у доба године када дува тај ветар

Веровања

У Србији постоји веровање да су неки «људи ветрењаци». То су вероватно, иначе нервно лабилне особе, које за време «док дува ветар» могу «долетети» и срушити вам оџак. Те особе су углавном повучене и ћутљиве и «треба их избегавати» и «не љутити»!

Спорт и забава

• ветар се користи за различите спортске активности и забаву. Користе се «змајеви», падобрани већих површина којима се може управљати, једрилице (пловила), једрилице (за летење) и сл...

Књижевност, филм...

Улога ветра у човековом животу је очигледно велика. Многи романи, филмови у свом наслову или садржају имају ветар као једну компонету. Да наведемо само неке «Прохујало са вихором», «Оркански висови»

Ветрови и њихова имена

• Кошава – дува са Карпата – «чистач Београда»
• Северац – дува из панонске низије из Мађарске, сверена Војводина, хладан
• Југо – ветар који дува са мора на копно, доносећи кишу у Црној Гори
• Развигор - је име за ветар који почиње да дува у рано пролеће. Овај ветар буди природу, и биљке и животиње, а тако и трепери како девојачко тако и момачко срце. Развигоре су тако виле које позивају природу да се пробуди.
• Бура – јак ветар који дува са копна на мора – северна Далмација
• Монсун
• Ураган
• Торнадо

Повезано

• Југо
• Бура
• Монсун
• Ураган
• Торнадо
• Пасат
• Фен

Вањске везе

Вјетар на Wикимедијиној остави

• Метеорологy Гуидес: Форцес анд Wиндс – Инструцтионал модуле фром тхе Университy оф Иллиноис
• Намес оф Wиндс – А лист фром Голден Гате Wеатхер Сервицес
• Wинд Атласес оф тхе Wорлд – Листс оф wинд атласес анд wинд сурвеyс фром алл овер тхе wорлд
• Wиндс оф Марс: Аеолиан Ацтивитy анд Ландформс – Папер wитх слидес тхат иллустрате тхе wинд ацтивитy он тхе планет Марс
• Цлассифицатион оф Wинд Спеедс
• Wинд-спеед цхарт Архивирано 2014-02-02 на Wаyбацк Мацхине-у
• Тхе Библиограпхy оф Аеолиан Ресеарцх Архивирано 2014-07-08 на Wаyбацк Мацхине-у