باد
باد حرکت طبیعی هوا یا سایر گازها نسبت به سطح سیاره است. بادها در طیف وسیعی از مقیاسها رخ میدهند، از جریانهای رعد و برق که دهها دقیقه طول میکشند تا نسیمهای محلی که در اثر گرم شدن سطوح زمین ایجاد میشوند و چند ساعت طول میکشند تا بادهای جهانی که ناشی از تفاوت در جذب انرژی خورشیدی بین مناطق آب و هوایی روی زمین هستند. مطالعهٔ علمی باد به عنوان آنمولوژی (بادشناسی) شناخته میشود.[۱]
باد جریان هوایی است که از مراکز دارای فشار زیاد به طرف مراکز کمفشار به حرکت در میآید؛ بنابراین عامل ایجاد و حرکت باد فشار است. به عبارتی اگر در بین دو نقطه از اتمسفر بهطور طبیعی یا مصنوعی اختلاف فشار ایجاد شود، باد به وجود میآید. هر چه شیب فشار (تفاوت فشار) بین دو نقطه بیشتر باشد، شدت جریان هوا نیز بیشتر خواهد بود. تفاوت فشار دو نقطه را گرادیان فشار میگویند. گرادیان فشار را میتوان تحت یک رابطه علمی بیان کرده و برای آن رابطهای علمی و واحدی مستقل تعریف و بیان کرد.
گرم شدن زمین و جو بهطور نابرابر و به وجود آمدن اختلاف فشار از عوامل اصلی تولید جریانهای باد هستند. انرژی تابشی خورشید وقتی به سطح زمین برسد، تبدیل به انرژی حرارتی میشود. این انرژی باعث تشکیل محدودهای کمفشار میشود که باد را به وجود میآورد. سرعت باد نسبت به ارتفاع از سطح دریا تغییر میکند. ویژگیهای فیزیکی عوارض سطح زمین یکی از مهمترین عواملی است که در سرعت باد تأثیر میگذارد.[۲]
بادها معمولاً بر اساس مقیاس مکانی، سرعت و جهت، نیروهایی که باعث ایجاد آنها میشوند، مناطقی که در آنها رخ میدهند و تأثیر آنها طبقهبندی میشوند. بادها جنبههای تعریفکنندهٔ مختلفی مانند سرعت، چگالی گازهای درگیر و انرژی دارند. در هواشناسی، بادها اغلب بر اساس قدرت آنها و جهتی که از آن میوزد، مورد اشاره قرار میگیرند. قرارداد جهتها به محل وزش باد اشاره دارد؛ بنابراین، باد «غربی» از غرب به شرق، باد «شمالی» به جنوب و غیره میوزد.
در فضای بیرون از سطح زمین، باد خورشیدی حرکت گازها یا ذرات باردار از خورشید در فضا است، در حالی که باد سیارهای خروج عناصر شیمیایی سبک از جو یک سیاره به فضا است. قویترین بادهای مشاهده شده در یک سیاره در منظومه شمسی در نپتون و زحل رخ میدهند.
در تمدن بشری، مفهوم باد در اساطیر مورد بررسی قرار گرفته، بر رویدادهای تاریخ تأثیر گذاشته، دامنهٔ حملونقل و جنگ را گسترش داده و منبع انرژی برای کارهای مکانیکی، برق و تفریح فراهم کرده است. باد، سفرهای کشتیهای بادبانی را در اقیانوسهای زمین تأمین میکند. بالنهای هوای گرم از باد برای سفرهای کوتاهمدت خود استفاده میکنند و پروازهای موتوری از آن برای افزایش نیروی بالابری و کاهش مصرف سوخت بهره میبرند. مناطقی که در اثر پدیدههای مختلف آب و هوایی دچار عدم وزش باد میشوند، میتوانند به موقعیتهای خطرناکی برای هواپیماها منجر شوند. وقتی باد شدید میشود، درختان و سازههای ساختهٔ دست بشر میتوانند آسیب ببینند یا از بین بروند.
بادها میتوانند از طریق فرآیندهای بادی متنوعی مانند تشکیل خاکهای حاصلخیز یا از طریق فرسایش، شکل زمین را تغییر دهند. گرد و غبار ناشی از بیابانهای بزرگ میتواند توسط بادهای غالب تا فواصل زیادی از منطقهٔ منبع خود جابهجا شود. باد همچنین بر گسترش آتشسوزیهای جنگلی تأثیر میگذارد. بادها میتوانند بذر گیاهان مختلف را پراکنده کنند و بقا و پراکندگی گونههای گیاهی و همچنین جمعیت حشرات و پرندگان را ممکن سازند. باد هنگامی که با دمای سرد ترکیب میشود، تأثیر منفی بر دامها دارد. باد بر ذخایر غذایی حیوانات و همچنین استراتژیهای شکار و دفاعی آنها نیز تأثیرگذار است.
دلایل وزش باد
[ویرایش | اشتراکگذاری]
باد در اثر اختلاف فشار اتمسفر ایجاد میشود که عمدتاً به دلیل اختلاف دما است. وقتی اختلاف فشار اتمسفر وجود داشته باشد، هوا از ناحیهٔ پرفشار به ناحیهٔ کمفشار حرکت میکند و در نتیجه بادهایی با سرعتهای مختلف ایجاد میشود. در یک سیاره چرخان، هوا نیز تحت تأثیر اثر کوریولیس (بهجز در خط استوای سیاره) منحرف میشود. در سطح جهانی، دو عامل اصلی گردش جوی عبارتاند از: گرمایش تفاضلی بین استوا و قطبها (تفاوت در جذب انرژی خورشیدی که منجر به نیروهای شناوری میشود) و چرخش سیاره یا همان اثر کوریولیس. در خارج از مناطق گرمسیری و بالاتر از اثرات اصطکاک سطح زمین، بادهای بزرگ مقیاس تمایل دارند به تعادل ژئوستروفیک نزدیک شوند. در نزدیکی سطح زمین، اصطکاک باعث میشود باد کندتر از حالت عادی باشد. اصطکاک سطحی همچنین باعث میشود که بادها بیشتر به سمت داخل و به سمت مناطق کمفشار حرکت کنند.[۳][۴]
انرژی بادی
[ویرایش | اشتراکگذاری]منظور از توان بادی تبدیل انرژی باد به نوع سودمندی از انرژی مانند انرژی الکتریکی است که این کار به وسیله توربینهای بادی صورت میگیرد. در آسیابهای بادی از انرژی باد مستقیماً برای خرد کردن دانهها یا پمپ کردن آب استفاده میشود. در انتهای سال ۲۰۰۶، میزان ظرفیت تولیدی برق بادی در سراسر جهان برابر ۷۳٫۹ گیگاوات بود. گرچه این میزان چیزی در حدود یک درصد از کل انرژی الکتریکی تولیدی در جهان بهشمار میآمد، در طول بازهٔ زمانی میان سالهای ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۶ تقریباً چهار برابر شده است. در این میان، کشورهای دانمارک با ۲۰ درصد، اسپانیا با ۹ درصد و آلمان با ۷ درصد از نظر درصد تولید برق بادی از کل تولید انرژی الکتریکی در جایگاههای نخست قرار دارند.
انواع بادها
[ویرایش | اشتراکگذاری]
- بادهای غربی بین عرضهای جغرافیایی ۳۰ تا ۶۰ درجهٔ شمالی و جنوبی، این بادهای شدید که در جهت چرخش زمین میوزند، جریان دارند.
- بادهای قطبی در عرضهای جغرافیایی بالاتر از ۶۰ درجه به وجود آمده و در اثر انتشار تودههای هوای سرد از مناطق پرفشار قطبی به مناطق نسبتاً گرمتر شکل میگیرد. جهت این بادها در نیمکرهٔ شمالی، به طرف جنوب غربی و در نیمکرهٔ جنوبی، به طرف شمال غربی است.
- بادهای موسمی بادهایی هستند که به واسطهٔ اختلاف درجهٔ حرارت دریاها و قارهها در زمستان و تابستان تولید میشوند. این بادها معمولاً در قارهٔ آسیا اتفاق میافتد، زیرا وسعت این قاره زیاد بوده و در وسط آن دریایی وجود ندارد، در نتیجه زمستانی بسیار سرد و تابستانی بسیار گرم دارد. در نیمکرهٔ شمالی در تابستان جهت باد به سمت شمال شرقی میوزد و در زمستان به سمت جنوب غربی است.[۵]
اندازهگیری جهت و سرعت باد
[ویرایش | اشتراکگذاری]
برای اندازهگیری جهت و سرعت باد از چند نوع جهتنما و سرعتسنج یا انمومتر استفاده میکنند که از جملهٔ آنها بادسنج رابینسون است. این دستگاه از چهار نیمکرهٔ توخالی که روی یک بازو نصب شده تشکیل شده است.[۶] دَوَران دستگاه در اثر وزش باد توسط تعدادی چرخدنده به صفحهٔ نشاندهندهٔ سرعت منتقل میشود.
بادسنج فشاری
[ویرایش | اشتراکگذاری]یکی دیگر از انواع بادسنجها «بادسنج فشاری» است که برای اندازهگیری باد در سرعتهای زیاد به کار میرود. در بادسنجهای فشاری صفحهای، فشار حاصل از باد بر روی صفحه سبب انحراف آن شده، میزان انحراف با توجه به شدت و سرعت باد روی صفحهٔ قوسیشکل مدرجی نشان داده میشود.
اندازهگیری باد در سطوح بالا
[ویرایش | اشتراکگذاری]اندازهگیری جهت باد از جنبههای مختلف واجد اهمیت زیادی است، زیرا از این طریق میتوان از شرایط تودههای هوا و شرایط پرواز و جهت حرکت ابرها و طوفانها و شرایط هوای آینده مطلع شد.[۷]
حرکت ابرها
[ویرایش | اشتراکگذاری]
بهطور کلّی جهت حرکت ابرها نشاندهندهٔ جهت حرکت هوا در لایههای اتمسفر است. از طرف دیگر با اینکه با در نظر گرفتن ارتفاع ابر میتوان میزان سرعت و حرکت آن را تخمین زد، ولی چون اغلب ابرها در لایههای زیرین اتمسفر یعنی تروپوسفر تشکیل میگردند، برای اطلاع از میزان جریان هوا در لایههای فوق باید به طریق دیگری اقدام کرد.[۷] پایلت بالن بدین روش بالنی را از گاز سبکتر از هوا نظیر هیدروژن یا هلیوم پر میکنند و در هوا رها میسازند و سدس را در هوای باز با تودلیت و در هوای ابری با رادار تعقیب میکنند و با استفاده از روابط مثلثاتی سرعت انتقالی آن را محاسبه میکنند.[۷]
در تاریخ
[ویرایش | اشتراکگذاری]در تاریخ اشاراتی به قدرتمند بودن باد و نسبت دادن آن به اشخاصی شده است. لیلیت به عنوان عضوی از خدایان طوفانها در اساطیر سومری است. نخستین بار چهره لیلیت در میان گروهی از خدایان بادها و طوفانهای سومری در ۳٬۰۰۰ سال پیش از میلاد به چشم میخورد که به لیلیتو موسوم بودند.
واژه باد در نوشتههای قدیمی ایرانی «وات» یاد شده و هم مورد توجه اهورامزدا است و هم انگرهمینو (اهریمن) بدو اعتنا دارد، زیرا باد از هر دو جهان، یعنی جهان «روح نیک» و جهان «روح بد» میگذرد. به همین دلیل در تفکرات بعدی تبدیل به دو شخصیت شده است، یعنی سیمایی دوگانه دارد: هم نیکوکار است و هم شوم. در حالی که اهورامزدا در بالا و در روشنی فرمانروایی میکند و اهریمن در پایین و در ظلمت، «وای» در فضای میان آن دو (یعنی در خلأ) حکمرانی دارد.[۸]
در دیگر نقاط فضا
[ویرایش | اشتراکگذاری]باد خورشیدی کاملاً با باد زمینی متفاوت است، زیرا منشأ آن خورشید است و از ذرات بارداری تشکیل شده است که از جو خورشید ساطع شدهاند. مشابه باد خورشیدی، باد سیارهای از گازهای سبکی تشکیل شده است که از جو سیارات فرار میکنند. در طول دورههای طولانی، بادهای سیارهای میتوانند ترکیب جو سیارات را بهطور اساسی تغییر دهند.
سریعترین بادی که تاکنون ثبت شده از قرص برافزایشی سیاهچالهٔ آیجیآر جی۳۶۲۴-۱۷۰۹۱ ناشی شده است. سرعت آن ۲۰٬۰۰۰٬۰۰۰ مایل بر ساعت (۳۲٬۰۰۰٬۰۰۰ کیلومتر بر ساعت) است که ۳٪ سرعت نور است.[۹]
باد سیارهای
[ویرایش | اشتراکگذاری]
باد هیدرودینامیکی در قسمت بالایی جو یک سیاره به عناصر شیمیایی سبک مانند هیدروژن اجازه میدهد تا به سمت ترموپاز، مرز پایینی اگزوسفر، حرکت کنند، جایی که گازها میتوانند به سرعت گریز برسند و بدون برخورد با سایر ذرات گاز وارد فضای بیرونی شوند. این نوع خروج گاز از یک سیاره به فضا، باد سیارهای نامیده میشود.[۱۰] چنین فرآیندی در طول زمان زمینشناسی باعث میشود سیارات غنی از آب مانند زمین به سیاراتی مانند زهره تبدیل شوند.[۱۱] علاوه بر این، سیاراتی با جوهای پایینتر و داغتر میتوانند سرعت از دست دادن هیدروژن را افزایش دهند.[۱۲]
باد خورشیدی
[ویرایش | اشتراکگذاری]باد خورشیدی به جای هوا، جریانی از ذرات باردار (پلاسما) است که با سرعت ۴۰۰ کیلومتر بر ثانیه (۸۹۰٬۰۰۰ مایل بر ساعت) از جو بالایی خورشید ساطع میشود.[۱۳] این ماده عمدتاً از الکترونها و پروتونها با انرژی حدود ۱ کیلوالکترونولت تشکیل شده است. جریان ذرات با گذشت زمان از نظر دما و سرعت تغییر میکند. این ذرات قادر به فرار از گرانش خورشید هستند که بخشی از آن به دلیل دمای بالای تاج خورشیدی است[۱۴] و همچنین به دلیل انرژی جنبشی بالایی است که ذرات از طریق فرآیندی که به خوبی درک نشده است، به دست میآورند. باد خورشیدی هلیوسفر را به وجود میآورد؛ حبابی عظیم در فضای میانستارهای اطراف منظومه شمسی.[۱۵] سیارات برای کاهش یونیزاسیون جو بالایی خود توسط باد خورشیدی به میدانهای مغناطیسی بزرگی نیاز دارند.[۱۲] از دیگر پدیدههای ناشی از باد خورشیدی میتوان به طوفانهای ژئومغناطیسی که میتوانند شبکههای برق روی زمین را از کار بیندازند،[۱۶] شفقهای قطبی مانند شفق قطبی شمالی و دمهای پلاسمایی دنبالهدارها که همیشه رو به خورشید هستند، اشاره کرد.[۱۷]
جستارهای وابسته
[ویرایش | اشتراکگذاری]منابع
[ویرایش | اشتراکگذاری]- ↑ "Anemology". Merriam-Webster. Accessed 23 November 2024.
- ↑ سلیقه، محمد: آثار مشترک تقابل حرارتی سیستمهای جوی در کشورهای اسلامی. مطالعه موردی بادهای ۱۲۰ روزه سیستان. دانشگاه تربیت معلم، ۱۳۸۹.
- ↑ JetStream (2008). "Origin of Wind". National Weather Service Southern Region Headquarters. Archived from the original on 2009-03-24. Retrieved 2009-02-16.
- ↑ Makarieva, Anastassia; V. G. Gorshkov; D. Sheil; A. D. Nobre; B. -L. Li (February 2013). "Where do winds come from? A new theory on how water vapor condensation influences atmospheric pressure and dynamics". Atmospheric Chemistry and Physics. 13 (2): 1039–1056. arXiv:1004.0355. Bibcode:2013ACP....13.1039M. doi:10.5194/acp-13-1039-2013. Retrieved 2013-02-01.
- ↑ مبانی فیزیک ساختمان ۲، تنظیم شرایط محیطی
- ↑ محمد حسن گنجی/پدیدههای جوی /انتشار تهران ۱۳۶۰
- 1 2 3 محمد منجمی/هواشناسی /۱۳۷۰
- ↑ باستانی پاریزی، محمدابراهیم (۱۳۷۱). ماه و خورشید و فلک. خرّم. ص. ۶۲.
{{cite book}}: نگهداری یادکرد:تاریخ بهطور خودکار ترجمهشده (رده) - ↑ Ashley King; et al. (February 21, 2012). "Chandra Finds Fastest Winds from Stellar Black Hole". NASA. Retrieved September 27, 2012.
- ↑ Ruth Murray-Clay (2008). "Atmospheric Escape Hot Jupiters & Interactions Between Planetary and Stellar Winds" (PDF). Boston University. Archived from the original (PDF) on 2009-08-04. Retrieved 2009-05-05.
- ↑ E. Chassefiere (1996). "Hydrodynamic escape of hydrogen from a hot water-rich atmosphere: The case of Venus". Journal of Geophysical Research. 101 (11): 26039–26056. Bibcode:1996JGR...10126039C. doi:10.1029/96JE01951.
- 1 2 Rudolf Dvořák (2007). Extrasolar Planets. Wiley-VCH. pp. 139–140. ISBN 978-3-527-40671-5. Retrieved 2009-05-05.
- ↑ "Solar Wind | NOAA / NWS Space Weather Prediction Center". www.swpc.noaa.gov. Retrieved 2023-05-16.
- ↑ David H. Hathaway (2007). "The Solar Wind". National Aeronautic and Space Administration Marshall Space Flight Center. Retrieved 2009-03-19.
- ↑ Robert Roy Britt (2000-03-15). "A Glowing Discovery at the Forefront of Our Plunge Through Space". SPACE.com.
- ↑ John G. Kappenman (1997). "Geomagnetic Storms Can Threaten Electric Power Grid". Earth in Space. 9 (7): 9–11. Archived from the original on 2008-06-11. Retrieved 2009-03-19.
{{cite journal}}: از پارامتر ناشناخته|displayauthors=صرف نظر شد (|display-authors=پیشنهاد میشود) (کمک) - ↑ Donald K. Yeomans (2005). "World Book at NASA: Comets". National Aeronautics and Space Administration. Archived from the original on 2015-03-21. Retrieved 2009-06-20.
- Wikipedia contributors, "Wind," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Wind&oldid=178444166 (accessed December ۳۱، ۲۰۰۷).
پیوند به بیرون
[ویرایش | اشتراکگذاری]
