ВЛАСТИВОСТІ ВІТРУ ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ ЛЮДИНОЮ

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Департамент освіти і науки, молоді та спорту Чернівецької облдержадміністрації

НВК «Боянська гімназія»

Конкурс: Юний дослідник

Відділення: Природнича

Номінація: Природознавство

ВЛАСТИВОСТІ ВІТРУ

ТА ЇХ

ВИКОРИСТАННЯ ЛЮДИНОЮ

Роботу виконав:

Скріпкар Микола

учень 4 класу
НВК «Боянська гімназія»

Новоселицького р-ну,

Чернівецької обл.

Науковий керівник:

Вчитель початкових класів

Басараба Л. Т.

НВК «Боянська гімназія»

Чернівці – 2016

ТЕЗИ

«Властивості вітру та їх використання людиною»

Скріпкар Микола,

4 клас, Новоселицький р-н, Чернівецька обл.

Басараба Л. Т.,

вчитель початкових класів НВК «Боянська гімназія»,

Новоселицький р-н, Чернівецька обл.

Актуальність теми полягає у тому, що в багатьох куточках світу сільські місцини все ще всіяні вітряними млинами. Може здаватися, що це — лише чудернацькі нагадування про минуле. Однак протягом століть вітряки були на передовій лінії науково-технічного прогресу. А нещодавно після десятиліть забуття ідея вітряних млинів відродилася, з чого отримує пожиток багато людей.

Мета даної дослідницької роботи:

· ознайомитись з терміном «вітер»;

· дослідити типи вітер, причини виникнення, короткочасні процеси вітроутворення;

· дати характеристику основних приладів вимірювання;

· дослідити значення вітру у природі;

· дослідити які властивості і як використовує людина.

Шляхи реалізації:

· відвідування бібліотеки;

· екскурсії до лісу, поля, Краєзнавчого музею м. Чернівці;

· пошуки інформації з інтернет-ресурсів.

Час реалізації: 1 рік.

АНОТАЦІЯ

Актуальність теми полягає у тому, що в багатьох куточках світу сільські місцини все ще всіяні вітряними млинами. Може здаватися, що це — лише чудернацькі нагадування про минуле. Однак протягом століть вітряки були на передовій лінії науково-технічного прогресу. А нещодавно після десятиліть забуття ідея вітряних млинів відродилася, з чого отримує пожиток багато людей.

Мета даної дослідницької роботи: ознайомитись з терміном «вітер»; дослідити типи вітер, причини виникнення, короткочасні процеси вітроутворення; дати характеристику основних приладів вимірювання; дослідити значення вітру у природі; дослідити які властивості і як використовує людина.

Шляхи реалізації: відвідування бібліотеки; екскурсії до лісу, поля, Краєзнавчого музею м. Чернівці; пошуки інформації з інтернет-ресурсів.

Предмет дослідження — вітер як феномен.

Методи досліджень. Для вирішення поставлених задач використано методи: системного аналізу, метеорології, експерименту.

Дана робота складається з вступу, основної частини, висновків, списку використанних джерел. Також робота містить ряд додатків.

У вступі обґрунтована актуальність роботи та її мета.

Основна частина складається з 4 розділів та підрозділів. Тут данний опис вітру, основні типи, характеристики, вплив на рослинний та тваринний світ. Дослідженно властивості вітру та їх використання людиною.

Зробленні висновки, ключові з них, що людство використовує енергію вітру з найдавніших часів. Вітряки середньовіччя, напевно, знають усі. Вітер служив рішенням найрізноманітніших завдань. З його допомогою молотять борошно, піднімалися важкі вантажі. Він допомагав збивати масло. Згодом, людина винайшла двигун внутрішнього згоряння. Все, вітер був забутий. Принаймні, у нас в країні. А, між іншим, у Європі, про силу вітру не забували. Раціональні європейці використовують вітер досі, особливо живуть в сільській місцевості приватники і фермери.

Вітри завжди впливали на людську цивілізацію, вони надихали міфологічні розповіді, впливали на історичні події, розширяли діапазон торгівлі, культурного обміну та воєн, постачали енергію для різноманітних механізмів, виробництва електроенергії та відпочинку. Завдяки вітрильним суднам, що рухалися за допомогою вітру, вперше з'явилася змога перетинати океани Землі. Повітряні кулі, що також рухалися за допомогою вітру, вперше дозволили повітряні подорожі, а сучасні літаки використовують вітер для збільшення підйомної сили та економії палива. Проте, вітри можуть бути й небезпечними, так області градієнту вітру можуть призвести до втрати контролю над літаком, швидкі вітри та викликані ними хвилі на великих водоймах часто призводять до руйнування штучних споруд, а в деяких випадках вітри здатні поширювати пожежі. Вітри можуть впливати і на формування рельєфу, викликаючи такі еолові процеси як формування родючих ґрунтів (наприклад, лесу) або ерозію. Вони також можуть переносити пил з пустель на великі відстані. Вітри розносять насіння рослин та допомагають руху літаючих тварин, що призводить до поширення видів на нові території. Пов'язані з вітром погодні явища різноманітним чином впливають на живу природу.

Також, робота містить ряд додатків.

ЗМІСТ

ВСТУП…………………..……………………………….…….……………5

РОЗДІЛ 1

ЗАГАЛЬНИЙ ОПИС……………………………………...………………..7

РОЗДІЛ 2

ВИМІРЮВАННЯ ВІТРУ……………………………...………………….10

РОЗДІЛ 3

ВПЛИВ НА РОСЛИНИЙ ТА ТВАРИННИЙ СВІТ……………….…13

РОЗДІЛ 4

ВИКОРИСТАННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВІТРУ ЛЮДИНОЮ………...17

ВИСНОВКИ………………………………………………………………20

СПИСОК ВИКОРИСТАННИХ ДЖЕРЕЛ…………..…………………21

ДОДАТКИ…………………………………………..……………………22

ВСТУП

Вітер — великомасштабний потік газів. На Землі вітер є потоком повітря, що рухається переважно в горизонтальному напрямку, на інших планетах він є потоком властивих цим планетам атмосферних газів іншого складу. Найсильніші вітри на планетах Сонячної системи спостерігаються на Нептуні та Сатурні. Сонячний вітер в космосі є потоком розріджених газів від зірки, такої як Сонце, а планетарний вітер є потоком газів, що відповідає за дегазацію планетарної атмосфери у космос. Вітри, як правило, класифікують за просторовим масштабом, швидкістю, типами сил що їх викликають, місцями існування та ефектом на навколишнє середовище.

Мета даної наукової роботи: ознайомитись з терміном «вітер»; дослідити типи вітер, причини виникнення, короткочасні процеси вітроутворення; дати характеристику основних приладів вимірювання; дослідити значення вітру у природі; дослідити які властивості і як використовує людина.

Предмет дослідження — вітер як феномен.

РОЗДІЛ 1

ЗАГАЛЬНИЙ ОПИС

У метеорології вітри перш за все класифікують у залежності від їхньої сили, тривалості та напрямку, з якого дме вітер. Так, короткі (кілька секунд) та сильні вітри називаються поривами. Сильні вітри проміжної тривалості (близько 1 хвилини) називаються шквалами. Назви триваліших вітрів варіюють залежно від сили, зокрема такими назвами є бриз, буря, шторм, ураган, тайфун. Тривалість вітру також дуже варіює: деякі грози можуть тривати кілька хвилин, бриз, що залежить від різниці нагріву особливостей рельєфу протягом доби, триває кілька годин, глобальні вітри, викликані сезонними коливаннями температури — мусони — тривають кілька місяців, тоді як глобальні вітри, викликані різницею температури на різних широтах та силами Коріоліса — пасати — дмуть постійно.

Вітри можуть впливати і на формування рельєфу, викликаючи такі еолові процеси як формування родючих ґрунтів (наприклад, лесу) або ерозію. Вони також можуть переносити пил з пустель на великі відстані. Вітри розносять насіння рослин та допомагають руху літаючих тварин, що призводить до поширення видів на нові території. Пов'язані з вітром погодні явища різноманітним чином впливають на живу природу.

Вітер викликається різницею у тиску між певними ділянками. Якщо існує ненульовий баричний градієнт, повітря рухається із прискоренням від зони високого тиску до зони низького тиску. На планеті, що обертається, до руху вітру додається ефект Коріоліса. Таким чином, головними факторами, що визначають циркуляцію атмосфери у глобальному масштабі, є різниця у нагріві повітря сонячним світлом між екваторіальними і полярними районами, що викликає різницю у температурі та, відповідно, густині повітря, а тому й різницю тиску, а також ефект Коріоліса. В результаті дії цих факторів, рух повітря у середніх широтах понад планетарним приповерхневим шаром впритул наближається до геострофічного балансу та спрямований практично паралельно ізобарам.

Важливим фактором, що визначає рух повітря біля земної поверхні, є його тертя до поверхні, що затримує цей рух і змушує вітер більшою мірою повертати у напрямку зон низького тиску. Крім того, локальні бар'єри та локальні градієнти температури поверхні здатні утворювати місцеві вітри. Різниця між реальним та геострофічним вітром називається агеострофічним вітром. Вона відповідає за утворення хаотичних вихрових процесів, таких як циклони і антициклони. Тоді як напрямок приповерхневих вітрів у тропічних та полярних районах визначається переважно ефектами глобальної циркуляції атмосфери, у помірних широтах ці ефекти зазвичай слабші, і циклони та антициклони змінюють один одного та напрямок вітру кожні кілька днів.

Джерелом енергії вітру є Сонце. Оскільки атмосфера Землі вбирає сонячну радіацію нерівномірно через неоднорідності її поверхні та різний кут падіння світла в різних широтах в різну пору року, повітря розширюється та підіймається догори, утворюючи потоки, нерівномірно. Там де повітря нагрівається більше, ці потоки підіймаються вище та зосереджуються у зонах низького тиску, а холодніше повітря опускається нижче, створюючи зони високого тиску. Різниця атмосферного тиску змушує повітря пересуватися від зони високого тиску до зони низького тиску з пропорційною швидкістю. Загалом, від загальної кількості сонячної енергії 1-2% перетворюється на енергію вітру.

Локальні ефекти вітроутворення виникають у залежності від наявності локальних географічних об'єктів. Одним з таких ефектів є перепад температур між не дуже віддаленими ділянками, що може бути викликаний різними коефіцієнтами поглинання сонячного світла або різною теплоємністю поверхні. Останній ефект найсильніше виявляється між сушею та водною поверхнею та викликає бриз. Іншим важливим локальним чинником є наявність гір, що виступають як бар'єр на шляху вітрів.

Гори мають дуже різноманітний вплив на вітер, вони або викликають вітроутворення або ж виступають як бар'єр для його проходження. Над узгір'ями повітря прогрівається сильніше, ніж повітря на такій же висоті над низинами, що створює зони низького тиску над горами та призводить до вітроутворення. Цей ефект часто призводить до утворення гірськодолинних вітрів — переважаючих вітрів у районах із пересіченою місцевістю. Збільшення тертя біля поверхні долин веде до відхилення вітру, що дме паралельно долині, від поверхні на висоти навколишніх гір, що призводить до утворення бар'єрної струмової течії.

Іншим ефектом, пов'язаним з проходженням вітру над горами, є підвітряні хвилі, стоячі хвилі руху повітря, що виникають позаду високої гори та часто призводять до утворення лентикулярних хмар. В результаті цього та інших ефектів проходження вітру через перешкоди, над пересіченою місцевістю виникають числені вертикальні течії та вихори. Крім того, на навітряних схилах гір випадають значні опади, зумовлені адіабатичним охолодженням повітря, що підіймається вгору, та конденсацією у ньому вологи. З підвітряного боку, навпаки, повітря стає сухим, що викликає утворення дощового сутінку.

До формування вітрів призводять також і короткочасні процеси, що, на відміну від переважаючих вітрів, не є регулярними, а відбуваються хаотично, часто протягом певного сезону. Такими процесами є утворення циклонів, антициклонів та подібних до них явищ меншого масштабу, зокрема гріз.

Циклонами та антициклонами називають області низького та, відповідно, високого атмосферного тиску, зазвичай такі, що виникають на просторі розміром понад кілька кілометрів. На Землі вони утворюються над більшою частиною поверхні та характеризуються типовою для них циркуляційною структурою.

Циклони, що формуються поза межами тропічного поясу, відомі як позатропічні. З двох типів великомасштабних циклонів, вони більші за розміром (класифікуються як синоптичі циклони), найбільш поширені та трапляються на більшій частині земної поверхні. Саме цей клас циклонів найбільшою мірою відповідальний за зміни погоди день у день, а їх передбачення є головною метою сучасних прогнозів погоди.

Циклони, що утворюються у тропічному поясі, дещо менші за позатропічні (вони класифікуються як мезоциклони) та мають інший механізм походження. Ці циклони живляться енергією, що отримується за рахунок підйому вгору теплого вологого повітря та можуть існувати винятково над теплими районами океанів, через що мають назву циклонів з теплим ядром (на відміну під позатропічних циклонів з холодним ядром).

РОЗДІЛ 2

ВИМІРЮВАННЯ ВІТРУ

Напрямок вітру в метеорології визначається як напрямок, з якого дме вітер. Найпростішим приладом для встановлення напрямку вітру є флюгер. Вітровказівники, встановлені у аеропортах, також здатні приблизно показувати швидкість вітру, залежно від якої змінюється нахил приладу.

Типовими приладами, безпосередньо призначеними для вимірювання швидкості вітру, є різноманітні анемометри, що використовують здатні до обертання чашечки або пропелери. Для вимірювання із більшою точністю, зокрема для наукових досліджень, використовують вимірювання швидкості звуку або вимірювання швидкості охолодження нагрітого дроту або мембрани під дією вітру. Іншим поширеним типом анемометрів є трубка Піто, що вимірює різницю динамічного тиску між двома концентричними трубками під дією вітру та широко використовується в авіаційній техніці.

Швидкість вітру на метеорологічних станціях більшості країн світу зазвичай вимірюють на висоті 10 м та усереднюють за 10 хвилин. Виняток становлять США, де швидкість усереднюють за 1 хвилину, та Індія, де її усереднюють за 3 хвилини. Період усереднення має важливе значення, оскільки, наприклад, швидкість постійного вітру, виміряна за 1 хвилину зазвичай на 14% вище значення, виміряного за 10 хвилин. Короткі періоди швидкого вітру досліджують окремо, а періоди, у які швидкість вітру перевищує усереднену за 10 хвилин швидкість щонайменш на 10 вузлів (5 м/с), називаються поривами. Шквалом називається подвоєння швидкості вітру, сильнішого за певний поріг, що триває хвилину або більше.

Для дослідження швидкості вітрів у багатьох точках використовують зонди, швидкість яких визначають за допомогою GPS, радіонавігації або слідкування за зондом за допомогою радаруабо теодоліту. Іншими методами є використання таких методів як содари, доплерівські лідари та радари, здатні вимірювати доплерівський зсув електромагнітного випромінювання, відбитого або розсіяного аерозольними частинками або навіть молекулами повітря. На додаток, радіометри і радари використовують повітря для вимірювання нерівності водної поверхні, що добре відображає приповерхневу швидкість вітру над океаном. За допомогою зйомки руху хмар з геостаціонарних супутників можна встановити швидкість вітру на більших висотах.

Типовим засобом представлення даних щодо вітрів є атласи і мапи вітрів. Ці атласи зазвичай складаються для кліматологічних досліджень та можуть містити інформацію як щодо середньої швидкості, так і щодо відносної частоти вітрів кожної швидкості у регіоні. Зазвичай атлас містить середні за годину дані, виміряні на висоті 10 м та усереднені за десятки років.

Для окремих потреб використовуються й інші стандарти складення мап вітру. Так, для потреб вітроенергетики вимірювання проводять на висоті більшій за 10 м, зазвичай 30-100 м, та наводять дані у вигляді середньої питомої потужності вітрового потоку.

Найбільша швидкість пориву вітру на Землі (на стандартній висоті 10 м) було зареєстровано автоматичною метеорологічною станцією на австралійському острові Барроу під час циклону Олівія 10 квітня 1996 року. Вона становила 113 м/с (408 км/год). Друге за величиною значення швидкості пориву вітру становить 103 м/с (371 км/год). Його було зареєстровано 12 квітня 1934 року в обсерваторії на горі Вашингтон у Нью-Гемпширі^[44][45]. Над морем Співдружності дмуть найшвидші постійні вітри — 320 км/год. Швидкості можуть бути більшими під час таких явищ як смерч, але їх точне вимірювання дуже важке і надійних даних для них не існує. Для класифікації смерчів і торнадо за швидкістю вітру та рунівною силою застосовують Шкалу Фудзіти. Рекорд для швидкості вітру на рівнинній місцевості був зафіксований 8 березня 1972 року на військово-повітряній базі США в Туле, Гренландія — 333 км/год.

Найбільшу швидкість пориву вітру в Україні було зареєстровано в грудні 1947 року в Кримських горах, на горі Ай-Петрі. Вона становила 50 м/с, або 180 км/год.

Через те, що вплив вітру на людину залежить від його швидкості, ця характеристика була в основі перших класифікацій вітру. Найбільш поширеною з таких класифікацій є Шкала сили вітру Бофорта, що надає емпіричний опис сили вітру залежно від умов моря, що спостерігаються. Спочатку шкала була 13-рівневою, але починаючи з 1940-вих років її було розширено до 18 рівнів. Для опису кожного рівня ця шкала в оригінальному вигляді використовувала терміни розмовної англійської мови, такі як breeze, gale, storm, hurricane, що були замінені також розмовними термінами інших мов, такими як «штиль», «шторм» і «ураган» українською. Так, за шкалою Бофорта, шторм відповідає швидкості вітру (усередненій за 10 хвилин та округленій до цілого числа вузлів) від 41 до 63 вузлів (20,8-32,7 м/с), при цьому цей діапазон поділяється на три підкатегорії за допомогою прикметників «сильний» та «жорстокий».

Термінологія тропічних циклонів не має універсальної загальноприйнятої шкали та варіює залежно від регіону. Загальною рисою є, однак, використання максимального постійного вітру, тобто усередненої швидкості вітру за певний проміжок часу, для класифікації вітру до певної категорії. Нижче наведено короткий звіт таких класифікацій, що використовуються різними регіональними спеціалізованими метеорологічними центрами та іншими центрами попередження про тропічні циклони:

РОЗДІЛ 3

ВПЛИВ НА РОСЛИНИЙ ТА ТВАРИННИЙ СВІТ

Вітер активно впливає на кліматоутворення та викликає ряд геологічних процесів. Так, у районах з посушливим кліматом вітер є головною причиною ерозії, він здатний переносити великі кількості пилу та піску та відкладати їх у нових районах. Переважаючі вітри, що дмуть над океанами, викликають океанські течії, що істотно впливають на клімат прилеглих районів. Також вітер є важливим фактором перенесення насіння, спор, пилку, відіграючи важливу роль у розповсюдженні рослин.

У ряді випадків вітер може бути причиною ерозії. Вітрова ерозія найбільш ефективно відбувається у районах із незначним рослинним покривом або загалом без нього, найчастіше така відсутність рослинності зумовлена посушливим кліматом цих районів. Крім того, за відсутності води, що зазвичай є ефективнішим фактором ерозії, вітрова ерозії стає помітнішою.

Відкладання матеріалів вітром призводить до утворення піщаних щитів та формування таких форм рельєфу як піщані дюни. Дюни досить типові на узбережжі та в межах піщаних щитів у пустелях, де вони відомі як бархани.

Іншим прикладом є відкладання лесу, однорідної зазвичай нестратифікованої пористої крихкої осадової породи жовтуватого кольору, що складається з перенесених вітром частинок найменшого розміру, мулу. Зазвичай лес відкладається на площі у сотні квадратних кілометрів. Тоді як у Європі та Америці товщина шару лесу зазвичай становить 20-30 м, на Лесовому плато в Китаї вона досягає до 335 м. Лес утворює дуже родючі ґрунти, що за сприятливих кліматичних умов здатні підтримувати найбільші врожаїв у світі. Проте, він дуже нестабільний геологічно та дуже легко еродується, через що часто вимагає захисних утворень.

Вітер заберпечує анемохорію — один з поширених способів рознесення насіння. Рознесення насіння вітром може мати дві форми: насіння може плавати у повітрі, що рухається, або може бути легко підняте з поверхні землі. Класичним прикладом рослини, що розповсюджується за допомогою вітру, є кульбаба (Taraxacum), що має пухнастий паппус, прикріплений до насіння, за допомогою якого насіння довго плаває у повітрі та розноситься на великі відстані. Іншим широко відомим прикладом є клен (Acer), що має «крилате» насіння, здатне пролітати певні відстані до падіння. Важливим обмеженням анемохорії є необхідність в утворенні великої кількості насіння для забезпечення високої вірогідності потрапляння на зручну для проростання ділянку, унаслідок чого існують сильні еволюційні обмеження на розвиток цього процесу. Наприклад, айстрові, до яких належить кульбаба, на островах мають меншу здатність до анемохорії через більшу масу насіння і менший паппус у порівнянні зі своїми континентальними родичами. На анемохорію покладаються багато видів трав та рудеральних рослин. Інший механізм рознесення насіння вітром мають перекотиполе, що розносять його разом з усією рослиною. Пов'язаним з анемохорією процесом є анемофілія, процес рознесення вітром пилку. Таким чином запиляється велика кількість видів рослин, особливо у випадку великої щільності рослин одного виду в певному районі.

Вітер також здатний обмежувати ріст дерев. Через сильніші вітри, на узбережжі та на окремих пагорбах лінія лісу набагато нижча, ніж на відповітних висотах у глибині гірських систем. Сильні вітри ефективно сприяють ерозії ґрунту та ушкоджують пагони і молоді гілки, а сильніші вітри здатні валити навіть цілі дерева. Цей процес ефективніше відбувається з навітряного боку гір, та здебільшого вражає старіші та більші за розміром дерева.

Вітер також може ушкоджувати рослини через абразію піском та іншими твердими частинками. Через одночасне пошкодження великого числа клітин на поверхні, рослина втрачає багато вологи, що особливо важливо під час посушливого сезону. Рослини, однак, здатні частково пристосовуватися до абразії за допомогою збільшення росту коріння та пригнічення росту верхніх частин.

Вітер є важливим фактором, що впливає на розповсюдженя природних пожеж, впливаючи як на перенесення матералу, що горить, так і на зменшення вологості повітря. Обидва ефекти найсильніші протягом дня, збільшуючи швидкість тління до 5 разів. Унаслідок перенесення палаючого матеріалу та гарячого повітря пожежі швидко розповсюджуються у напрямку руху вітру.

Одним з ефектів вітру на тварин є вплив на температурний режим, зокрема збільшення вразливості від холоду. Корови та вівці можуть замерзнути за умовами комбінації вітру та низьких температур, оскільки вітер швидкістю понад 11 м/с робить їх хутро неефективним для захисту від холоду. Пінгвіни загалом добре пристосовані до низьких температур завдяки шарам жиру та пір'я, але за умовами сильного вітру їх плавці та ноги не витримують холоду. Багато видів пігвінів пристосувалися до таких умов за допомогою притискування один до одного.

Літаючі комахи часто нездатні боротися з вітром і тому легко переносяться ним зі звичних місць існування, а деякі види використовують вітер для масових міграцій. Птахи здатні боротися з вітром, але також використовують його під час міграцій для зменшення витрат енергії. Багато великих птахів також використовують зустрічний вітер для набору необхідної швидкості відносно повітря і зльоту з поверхні землі або води.

Багато інших тварин здатні тим чи іншим чином використовувати вітер для своїх потреб або пристосовуватися до нього. Наприклад, пищухи запасають на зиму суху траву, яку захищають від рознесення вітром камінцями^[92]. Таргани здатні відчувати найменші зміни вітру в результаті наближення хижака, такого як ропуха, та реагувати з метою уникнути нападу. Їх церки дуже чутливі до вітру, та допомогають їм залишитися живими усередньому в половині випадків. Благородний олень, що має гострий нюх, може відчувати хижаків на навітряному боці на відстані до 800 м. Збільшення швидкості вітру до значень понад 4 м/с подає полярному мартину сигнал до збільшення активності з пошуків їжі та спроб захоплення яєць товстодзьобих кайр.

РОЗДІЛ 4

ВИКОРИСТАННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВІТРУ ЛЮДИНОЮ

Розташування злітно-посадкових смуг аеропорту Ексетер, призначене для того, щоб літаки могли злітати і сідати проти вітру.

Одним з найпоширеніших застосувань вітру було і залишається використання його для руху вітрильних суден. Загалом всі типи вітрильних суден досить подібні, майже всі вони (за виключенням роторних, що використовують ефект Магнуса) мають щонайменш одну щоглу для утримання вітрил, такелаж і кіль. Однак вітрильні судна не є дуже швидкими, подорожі через океани тривають кілька місяців, а звичайними проблемами є попадання у штиль на тривалий період або відхилення від курсу через шторм чи вітри незручного напрямку. Традиційно, через тривалість подорожей та можливі затримки, важливою проблемою було забезпечення корабля їжею та питною водою. Одним з сучасних напрямків розвитку руху суден за допомогою вітру є використання великих повітряних зміїв.

Хоча сучасні літаки користуються власним джерелом енергії, сильні вітри впливають на швидкість їх руху. У випадку ж легких і безмоторних літальних апаратів, вітер відіграє головну роль у русі і маневруванні. Напрямок вітру зазвичай є важливим під час зльоту й посадки літальних апаратів з нерухомими крилами, через що злітно-посадкові смуги проектуються із врахуванням напрямку переважаючих вітрів. Хоча зліт за вітром інколи є припустимим, зазвичай цього не рекомендується робити через ефективність та міркування безпеки, а найкращим завжди є зліт і посадка проти вітру. Попутний вітер збільшує необхідні для злету і гальмування відстані та зменшує кут злету й посадки, через що довжина злітно-посадкових смуг та перешкоди за ними можуть стати обмежуючими факторами. На відміну від літальних апаратів важчих за повітря, аеростати мають набагато більші розміри, і тому набагато більше залежать від руху вітру, маючи у кращому випадку обмежену здатність рухатися відносно повітря.

Першими почали застосовувати вітер як джерело енергії сингали, що мешкали біля міста Анурадхапура та у деяких інших районах Шрі-Ланки. Вже близько 300 року до н. е. вони використовували мусонні вітри для розпалювання печей. Перший спогад про застосування вітру для виконання механічної роботи знайдено в роботі Герона, який у 1 столітті н. е. сконструював примітивний вітряк, що постачав енергію для органа. Перші справжні вітряки з'явилися близько 7 століття в регіоні Сістан на межі Ірану й Афганістану. Це були пристої з вертикальною віссю, що мали 6-12 лопатей, зроблених з рисових матів, і застовувалися для молотіння зерна і помпування води. Звичайніші тепер вітряки з горизонтальною віссю почали застовуватися для обмолоту зерна у Північно-Східній Європі з 1180-х років.

Сучасна вітроенергетика зосереджується перш за все на отриманні електроенергії, хоча незначна кількість вітряків, призначених для виконання механічної роботи безпосередньо, все ще існує. Станом на 2009 рік, у вітроенергетиці було згенеровано 340 ТВт/год енергії, або близько 2% її світового споживання. Завдяки істотним державним субсідіям у багатьох країнах, це число збільшилося приблизно удвічі за попередні три роки. У кількох країнах вітроенергетика вже зараз становить досить вагому частку всієї електроенергетики, зокрема 20% у Данії і по 14% — у Португалії та Іспанії. Всі комерційні вітрогенератори, що застовуються зараз, збудовано у вигляді наземних веж із горизонтальною віссю генератора. Однак, оскільки швидкість вітру помітно зростає з висотою, існує тенденція збільшення висоти веж та розроблюються методи отримання енергії за допомогою мобільних генераторів, встановлених на великих повітряних зміях.

Вітер грає важливу роль у багатьох популярних видах спорту та розваг, зокрема таких як дельтапланеризм, парапланеризм, польоти на повітряних шарах, запуск повітряних зміїв, сноукайтинг, кайтсерфінг, вітрильний спорт та віндсерфінг. У планеризмі, градієнт вітру над поверхнею істотно впливає на зліт з землі та посадку планера. Якщо градієнт дуже великий, пілот має постійно регулювати кут атаки планера для уникнення різких змін у підйомній силі та втрати стабільності апарату. З іншого боку, пілоти планерів часто використовують градієнт вітру на великій висоті для отримання енергії для польоту за допомогою динамічного ширяння.

У багатьох культурах вітер персоніфікувався у вигляді одного або багатьох богів, йому надавалися надприродні властивості або приписувалися причини непов'язаних подій. У багатьох культурах вітер також вважався однією з кількох стихій, у цьому значенні його часто ототожнювали з повітрям. Він присутній у фольклорі багатьох народів, у літературі та інших формах мистецтва. Він грає різні ролі, часто символізуючи волю, неприборканість або зміни.

Вітер також інколи вважався й причиною хвороб, так, за давнім українським повір'ям, вітер міг переносити злих духів, здатних викликати гостець.

В Японії, камікадзе — «божественний вітер» — вважався дарунком богів. Саме так було названо два тайфуни, що вберегли Японію від монгольської навали 1274 та 1281 років. Два інші відомі шторми носять спільну назву «Протестантський вітер». Один з них затримав та значно пошкодив кораблі іспанської «Непереможної армади» під час нападу на Англію 1588 року, що привело до поразки армади та встановлення англійського панування на морі. Інший не дав англійським кораблям можливості вийти з гаваней 1688 року, чим допоміг Вільгельму Оранському висадитися в Англії та завоювати її. Під час Єгипетської кампанії Наполеона, французькі солдати значно постраждали від пилових бур, які приносив пустельний вітер хамсин: якщо місцеві мешканці встигали сховатися, незвичні до цих вітрів французи задихалися в пилу. Хамсин кілька разів зупиняв битви і протягом Другої світової війни, коли видимість знижувалася практично до нуля, а електричні розряди робили непридатними до використання компаси.

ВИСНОВКИ

Людство використовує енергію вітру з найдавніших часів. Вітряки середньовіччя, напевно, знають усі. Вітер служив рішенням найрізноманітніших завдань. З його допомогою молотять борошно, піднімалися важкі вантажі. Він допомагав збивати масло. Згодом, людина винайшла двигун внутрішнього згоряння. Все, вітер був забутий. Принаймні, у нас в країні. А, між іншим, у Європі, про силу вітру не забували. Раціональні європейці використовують вітер досі, особливо живуть в сільській місцевості приватники і фермери.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Glossary of Meteorology (2009). Geostrophic wind. American Meteorological Society. Архів оригіналу за 2013-06-21. Процитовано 2009-03-18.

2. JetStream (2008). Origin of Wind. National Weather Service Southern Region Headquarters. Архів оригіналу за 2013-06-21. Процитовано 2009-02-16.

3. Glossary of Meteorology (2009). Ageostrophic wind. American Meteorological Society. Архів оригіналу за 2013-06-21. Процитовано 2009-03-18.

4. Журнал Consumer, розділ Оточуюче середовище http://www.consumer.es/medio-ambiente/

5. Michael A. Mares (1999). Encyclopedia of Deserts. University of Oklahoma Press. с. 121. ISBN 9780806131467. Процитовано 2009-06-20.

6. Glossary of Meteorology (2000). trade winds. American Meteorological Society. Архів оригіналу за 2011-08-22. Процитовано 2008-09-08.

7. Ralph Stockman Tarr and Frank Morton McMurry (1909). Advanced geography. W.W. Shannon, State Printing. с. 246. Процитовано 2009-04-15.

8. Science Daily (1999-07-14). African Dust Called A Major Factor Affecting Southeast U.S. Air Quality. Science Daily. Процитовано 2007-06-10.

9. Jonathan I. Lunine (1993). The Atmospheres of Uranus and Neptune (PDF). Lunar and Planetary Observatory, University of Arizona. Процитовано 2008-03-10.

Додаток 1

Добові зміни вітру

Мапа пасатів та західних вітрів помірного поясу

Циркуляційні процеси Землі, що призводять до вітроутворення.

Схематичне зображення підвітряних хвиль. Вітер, що дме у напрямку до гори, утворює перше коливання (A), яке повторюється після проходження гори (B). У найвищих точках утворюються лентикулярні (лінзоподібні) хмари.