VJETAR

//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a5/Nin_%28bura2%29.JPG

- gibanje zraka u atmosferi = strujanje

- horizontalna komponenta strujanja = vjetar

- vjetar: posljedica djelovanja vie sila - sile gradijenta tlaka, sile tee, devijacijske sile rotacije Zemlje (Coriolisova sila), trenja

- razlike u zagrijavanju razlike u tlaku nastanak vjetra

- vanost u klimatologiji: horizontalni gradijent tlaka = pad tlaka na jedinici horizontalne udaljenosti u smjeru najbreg pada tlaka (guste izobare)

- gradijent tlaka izraen u hPa/100 km

- vjetar pue iz podruja visokog tlaka prema podruju niskog tlaka

- vjetar ne pue direktno

najkraim putem iz

podruja visokog tlaka

prema polju niskog tlaka, tj.

ne pue okomito na izobare

nego s njima zatvara

odreeni kut - uzrok: sila

trenja i Coriolisova sila

- posljedice djelovanja

Coriolisove sile: vjetar na

sjevernoj hemisferi skree

udesno a na junoj

hemisferi ulijevo

Atmosferske estice, koje se na

sjevernoj hemisferi gibaju prema

istoku otklanjat e se zbog

Coriolisove sile prema jugu (estica

A).

Slino, estice koje se gibaju prema

zapadu otklanjat e se prema

sjeveru (estica B).

na sjevernoj hemisferi

Coriolisova sila zakree estice

udesno od smjera njihova gibanja.

Suprotno, na junoj hemisferi za

gibanja prema istoku otklon je

prema sjeveru (estica C), a za

gibanja prema zapadu otklon je

prema jugu (estica D).

na junoj hemisferi estice se u

horizontalnoj ravnini otklanjaju

ulijevo od smjera gibanja.

Atmosferske estice, koje se u odnosu na

Zemlju gibaju du meridijana, otklanjaju se

zbog Coriolisove sile u zonalnom smjeru

(na sjevernoj hemisferi udesno, a na junoj

ulijevo od smjera gibanja).

estica A, koja se na sjevernoj hemisferi

giba prema sjeveru otklanja se prema

istoku.

estica B, koja se na sjevernoj hemisferi

giba prema jugu, otklanja se prema

zapadu.

estica C, koja se na junoj hemisferi giba

prema jugu, otklanja se prema istoku.

estica D, koja se na junoj hemisferi giba

prema sjeveru, otklanja se prema zapadu.

MEHANIKA SVOJSTVA VJETRA

- u svakoj toki vjetar ima odreeni smjer i brzinu

- definicija vjetra: na temelju smjera i brzine

- prikaz: vektori, strujnice

- mjerenje brzine: anemometar

- biljeenje brzine i smjera: anemograf

- smjer prizemnog vjetra odreuje se pomou vjetrulje

- meteoroloka praksa: jaina vjetra odreuje se pomou njegova vizualnog efekta bofori

- od 0 - 0,2 ms-1 (tiina) do 32,7 - 36,9 ms-1 (orkan)

- Pomorstvo: brzina se izraava u vorovima

- 1 vor = 1 naut.milja/sat =1,85 km/h

ili: 1 vor = 0,514 m/s

- smjer vjetra odreuje se prema strani svijeta odakle vjetar pue (vjetrulja)

- najee se odreuje 8 strana svijeta (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW)

- estina smjera vjetra u pojedinim terminima - rua vjetrova;

najpraktinija; izraavanje u postocima (relativna estina vjetra)

- vanost poznavanja estine smjerova vjetrova: zbog razliitih fizikih

svojstava zraka koji dolazi s odreenom vrstom vjetra

- sinoptike karte: smjer i brzina vjetra su prikazani odgovarajuim znakovima

- strelica: smjer vjetra

- perca i trokutii: brzina vjetra

- tekuine i plinovi = fluidi

- unutarnje trenje ili viskoznost posljedica otpora koji molekule pruaju

promjeni svog poloaja

- gibanje fluida: laminarno (pravilno, sporo) i turbulentno (porast brzine

gibanja fluida nepravilno i vrtlono strujanje)

- promatranje vjetra u nekom veem

prostoru - trajektorije, strujnice,

vektori

- trajektorija (putanja): linija u

prostoru koja spaja toke kroz koje

je uzastopno prola estica fluida

(zrak)

- strujnica: pokazuje smjer stanovitog

broja estica u istom trenutku

- vektor: pokazuje pravac, smjer i

intenzitet vjetra

- ako je promatrano razdoblje due:

srednji vektorski smjer vjetra

- pribliavanje strujnica = konfluencija

- udaljavanje strujnica = difluencija

- strujanje zraka iznad podloge koja je vie ili manje hrapava (reljef,

vegetacija, gradovi, valovi itd.) vanjsko trenje = trenje izmeu zraka i

podloge

- djelovanjem trenja nastaje mehanika turbulencija

- m. t. nastajanje vrtloga razliitog reda veliine mahovitost vjetra:

neprestana promjena jaine i smjera vjetra - izmjena udara (refula) i

zastoja (naglog pada brzine)

- turbulentno gibanje: kaotinost, nepredvidivost

Desetminutni niz sekundnih vrijednosti horizontalne i vertikalne brzine vjetra

izmjerene ultrasoninim anemometrom u Zagrebu 12. svibnja 2004. Uoava se

nepravilna, turbulentna brzina vjetra.

- mehanika turbulencija = izmjena zraka (i svega to taj zrak sadri)

u velikim dimenzijama i velikom brzinom vrlo efikasan nain

izmjene mase, energije i svega to zrak sadri

- ubrzavanje evaporacije; odstranjivanje dima, praine i plinova iz

gradova; rasprostiranje peluda; mijeanje toplijeg zraka iznad tla s

hladnijim zrakom uz podlogu

- stupanj mehanike turbulencije vjetra ovisi o vertikalnoj raspodjeli

temperature: ako temperatura brzo opada s porastom visine,

turbulencija naglo jaa; suprotno tome, ako temperatura s visinom

raste (inverzija temperature) turbulencija slabi

- osim inverzije, nou nestaju lokalne i regionalne razlike u zagrijavanju

podloge jer nema insolacije slabljenje mehanike i termike

turbulencije

- dnevni hod temperature utjee na dnevni hod mehanike turbulencije

turbulencija vjetra raste tijekom dana paralelno s porastom

temperature; pad temperature nou slabljenje turbulencije

- opadanje turbulencije s porastom visine vanost vertikalne

raspodjele temperature

- kinetika energija vjetra raste s kvadratom njegove brzine razornost vjetra pri velikim brzinama

- deflacija = eolska erozija tla

- deflacijska snaga ovisi o vrsti i gustoi vegetacije

- poremeaj prirodne ravnotee pretjeranom ispaom unitavanje vegetacijskog pokrova jaanje eolske erozije

DNEVNI HOD BRZINE VJETRA

= promjena brzine vjetra tijekom dana i noi

- dva osnovna tipa: maritimni i kontinentski

- kontinentski tip: maksimalna brzina vjetra u podne, minimum nou

podudaranje s dnevnom varijacijom temperature

- pravilo vrijedi do 100 m visine - iznad toga: obratno

- maritimni tip: maksimum brzine nou, minimum danju

- poseban tip dnevnog hoda: kod jaih vjetrova (npr. bura)

- primjer Senja: bura najjae pue izmeu 5 i 8 h i izmeu 22 i 2 h, a

najslabije izmeu 14 i 18 h

GODINJI HOD BRZINE VJETRA

- kompliciranost, djelovanje vie

parametara: nadmorska visina,

temperatura, godinji hod tlaka

- zakonitost: jaina vjetra raste s

porastom nadmorske visine (vea

izloenost)

- periodinost: hladni dio godine

vjetrovitiji je od toplog dijela (ciklone)

- utjecaj reljefa na izloenost

vjetrovima u podnoju - djelovanje na

jainu i na smjer vjetra zatita;

- vanost ima i dnevna cirkulacija

zraka u vezi s dnevnim hlaenjem i

zagrijavanjem padina i dolina

- s nadmorskom visinom raste broj

dana s olujnim vjetrovima - praktina

vanost

VERTIKALNA RASPODJELA

BRZINE VJETRA

- kompletnija slika utjecaja reljefa (tj.

nadmorske visine) - potrebna je

analiza veeg podruja

- zakonitost: brzina i estina vjetra

opadaju s poveanjem kontinentalnosti

(vea gustoa izobara uz obalna

podruja porast brzine i estine

vjetra)

- znatna uloga reljefne izolacije dolina:

u dolinama okruenim planinama zbog

zatienosti vjetrovitost je slabija;

- poveanje vjetrovitosti u planinama i

brdima kao i u otvorenim nezatienim

nizinama

Utjecaj biljnog pokrova i umjetnih

zapreka na brzinu i jainu vjetra u

sloju zraka u njihovoj

neposrednoj blizini:

- velika praktina vanost

-mehanike zapreke: poveanje

trenja izmeu zraka i podloge

a) smanjivanje brzine vjetra;

b) poveanje mehanike

turbulencije ispred zapreke

- zrak se pred zaprekom mora

izdizati smanjenje horizontalne

brzine vjetra

- posredan utjecaj biljnog pokrova i

mehanikih zapreka: mijenjanje

horizontalne raspodjele

temperature, raspodjele snijega i

kie, evaporacije (vanost za

krajeve gdje nedostaje padalina)

- vana je i visina i propusnost

zapreke

- zatitni je pojas efikasniji to je

vii a njegov sklop gui

- ponegdje postoje i paralelni

nizovi zatitnih pojaseva

Utjecaj ume na brzinu vjetra:

- vjetar u umi naglo slabi

- na visini od 3,5 m - samo 48% od brzine na otvorenom polju

- brzina vjetra izmeu tla i kroanja: u prosjeku samo 40% od brzine nad kronjama

Utjecaj vjetra na grad:

- kontroliranje zagaenja, utjecaj na koncentraciju i smjer rasprostiranja

aeropolutanata, utjecaj na temperaturu (mijeanje toplijeg i hladnijeg

zraka), estinu magle, intenzitet evaporacije i relativnu vlagu, koliinu

padalina i naoblaku

Utjecaj grada na vjetar:

- grad pojaava prizemno trenje pojaanje mehanike turbulencije

- utjecaj na smjer i brzinu vjetra - grad smanjuje brzinu ali poveava mahovitost

- srednja godinja brzina vjetra u gradu je za 25% manja od okolice

- estina tiine: oko 15% vea (viegodinji prosjek)

- udari jakog vjetra: manji za oko 15%

- u sreditu grada gdje su zgrade najvie trenje je najvee - smanjenje

brzine vjetra osjea se u najdebljem sloju zraka

- smanjenjem visine zgrada (predgraa i okolica) smanjuje se sloj trenja i

manje brzine vjetra

- brzina vjetra raste prema sreditu grada a opada prema periferiji

Utjecaj grada na promjenu smjera vjetra:

- vjetar u gradu ne slabi jednako u svim njegovim dijelovima - slabi pred

zaprekom ali jaa izmeu dvije zapreke (npr. u ulicama izmeu blokova

zgrada)

- koliko e vjetar oslabiti ovisi o visini zgrada, smjeru i irini ulica i kutu

pod kojim vjetar pue

- openito, u sreditu grada vektori vjetra su manji (brzina je smanjena)

Postanak vjetra iskljuivo pod utjecajem grada:

- ako u gradu postoji toplinski otok, zrak e strujati iz okolice i periferije

prema sreditu

- to je izraeno osobito u vedrim i tihim noima, kad je strujanje u itavom

irem podruju slabo (anticiklonska raspodjela tlaka)

- konvergentno strujanje sa

svih strana prema sreditu

izdizanje toplijeg zraka

- na odreenoj visini prelazi u

horizontalno strujanje prema

periferiji sputanje zraka

- ponovno strujanje prema

sreditu zatvoreni

cirkulacijski sustav

Utjecaj visine i smjera pruanja planina na atmosferska strujanja

- visoki reljefni oblici: utjecaj na jainu i vrtlonost strujanja (mehaniku turbulenciju)

- pruanje planina i planinskih sustava u odnosu na dominantni smjer vjetra - privjetrina i zavjetrina (npr. Himalaja, Pireneji, Alpe, Dinaridi, Karpati)

- zavjetrina: zatitni utjecaj - smanjuje se srednja brzina vjetra

- zbog utjecaja planinskih

barijera nastaje vie

zavjetrinskih valova ija

amplituda opada s visinom

- iza planine, u niim slojevima

zraka (trenje s podlogom)

nastaju vrtlozi (rotori) s

konvekcijskim oblacima

GEOGRAFSKA RASPODJELA VJETROVA NA POVRINI ZEMLJE

- povezanost s raspodjelom tlaka na Zemlji - glavni smjerovi puhanja vjetra moraju

odgovarati prostornoj raspodjeli tlaka

- vjetrovi puu iz podruja vieg u podruja nieg tlaka

- u obzir se uzima i trenje i utjecaj rotacije Zemlje (Coriolisova sila)

Oceani: sezonske promjene u smjeru, jaini i postojanosti vjetrova nad veim

dijelovima oceana nisu velike - nema bitne razlike izmeu ljeta i zime

Kontinenti: cirkulacija nad

kontinentima nepravilnija je

od cirkulacije nad

oceanima - bitne razlike

izmeu ljeta i zime (suna i

kina razdoblja)

- zbog nejednolike

raspodjele kopna i mora,

cirkulacija vjetrova je

jednostavnija i pravilnija

na junoj nego na

sjevernoj hemisferi (vei

udio oceana)

Raspodjela prizemnih vjetrova:

a) Ekvatorski pojas: niski tlak

ekvatorski pojas tiina (ili slabog

vjetra) = intertropska zona

konvergencije pasata (ITC), u vezi

s termikim ekvatorom

Ljeto na sjev. hemisferi:

- migracija termikog ekvatora (ITC)

na sjever (manje nad oceanima,

vie nad kontinentima ljeti

pasati nad oceanima prelaze preko

ekvatora (iz smjera suptropskih

maksimuma na junoj hemisferi)

na sjevernu hemisferu, skreu

udesno nastaje ekvatorski

jugozapadni vjetar (ljetni monsun

u J i JI Aziji)

Zima na sjevernoj hemisferi:

- u podruju ekvatorskog zapadnog vjetra u Indijskom oceanu, obalnoj junoj Aziji i sj. Africi postoji cirkulacija karakteristina za kontinente

- sjeveroistoni pasat (zimski monsun u J i JI Aziji)

- sjeveroistoni pasat - prelaskom preko ekvatora skree ulijevo ekvatorski zapadni vjetar (Azija Indijski ocean Australija)

b) Suptropski pojas tiina

- pribliavanjem suptropskim

maksimumima brzina vjetra

slabi, izrazitost smjera vjetra

sve je manja (zbog

supsidencije i stabilizacije

zraka)

c) Subpolarna podruja niskog tlaka nad oceanima - zonalni zapadni

vjetrovi (nastaju strujanjem iz smjera suptropskih i polarnih maksimuma

prema subpolarnim minimumima)

- zonalni zapadni vjetrovi: samo nad oceanima i zapadnim dijelovima

kontinenata

- osobito su pravilno

razvijeni na junoj hemisferi

gdje nema kopnenih masa

koje bi remetile njihov

pravilni tijek

Sjeverna hemisfera - termiki utjecaj Euroazije i Sjev. Amerike + utjecaj

reljefa

Zima: s rashlaenih kontinenata puu vjetrovi karakteristini za hladne

anticiklone; nad veim dijelovima kontinenata vjetrovi su sjevernog

smjera; pribliavanje oceanima sjeveroistoni smjer (samo istone

obale kontinenata)

- pojas glavnog zapadnog vjetra ne postoji zimi nad najveim dijelom

kontinenata sjeverne hemisfere, samo nad njihovim najzapadnijim

dijelovima

Ljeto: nestanak hladnih anticiklona nad kontinentima, stvaranje polja

niskog tlaka; cirkulacija zraka u vezi je s raspodjelom tlaka

- istok i jug Azije: strujanje je junog i jugoistonog smjera (ljetni monsun)

- Sjev. Amerika: zapadni vjetar u pacifikom primorju skree na jug; preko

ravnica istono od Stjenjaka struji vjetar s juga koji daleko na sjeveru

skree prema islandskom minimumu

d) Polarna podruja visokog tlaka - iz njihovog podruja puu vjetrovi

prema subpolarnim podrujima niskog tlaka

- izraena istona komponenta vjetrova

- brzina i postojanost izraenija je nad Antarktikom nego nad Arktikom

- Antarktik i Grenland: utjecaj snjenih i ledenih prostranstava s posebnim

termikim reimom nastanak slapovitih (katabatikih) vjetrova uz

obalu

GEOGRAFSKA RASPODJELA SREDNJE BRZINE VJETRA

- vjetar je openito jai nad morem nego nad kopnom

- srednja brzina vjetra na Zemlji: 5,85 ms-1 ili 21 km/h

- srednja brzina vjetra na sj. hemisferi: 5,06 ms-1; na junoj: 6,64 ms-1

- najjai vjetrovi (>10ms-1) : glavni zapadni vjetrovi na junoj hemisferi;

zapadni vjetrovi zimi na sjevernom Atlantiku i Pacifiku

- najslabiji vjetrovi (

Kopno: maksimalna brzina je u polarnim krajevima june hemisfere

- postupno slabi preko pojaseva minimuma i maksimuma nad kopnom do

minimuma u ekvatorskom podruju

- slabiji maksimum: tropi sjeverne hemisfere (ljetni monsun u J i JI Aziji)

Oceani: raspodjela neto drugaija nego nad kopnom

- glavni maksimum je u pojasu glavnih zapadnih vjetrova na junoj hemisferi

a sekundarni u pojasu glavnih zapadnih vjetrova na sjev. hemisferi

- od ta dva maksimuma brzina vjetra opada prema polovima i prema

ekvatoru

- minimum: uz ekvator