हवा हवा की एक धारा है जो एक नियम के रूप में, उच्च वायुमंडलीय दबाव के एक क्षेत्र से क्षैतिज दिशा में चलती है। इसके मुख्य गुण दिशा, शक्ति और अवधि हैं।
हवा कैसे बनती है?
वायु निर्माण का मुख्य कारण वायुमंडलीय दबाव का असमान वितरण है। सूर्य की किरणें, पृथ्वी की सतह पर पहुंचकर समुद्र और भूमि को गर्म करती हैं। इसके अलावा, हमारे ग्रह के विभिन्न हिस्सों में तापमान असमान रूप से बढ़ जाता है।
उदाहरण के लिए, भूमध्य रेखा क्षेत्र और संबंधित बेल्ट सबसे अधिक गर्म होते हैं। समुद्र के पानी का तापमान भूमि के तापमान की तुलना में कम तीव्रता से बढ़ जाता है, हालांकि, जल निकाय गर्मी को लंबे समय तक बनाए रखते हैं।
इस प्रकार, हवा के द्रव्यमान को भी असमान रूप से गर्म किया जाता है। विभिन्न दबाव वाले क्षेत्र बनते हैं, जिसके परिणामस्वरूप वायु परिसंचरण होता है। तो, कम दबाव क्षेत्र से गर्म प्रवाह (आरोही) ऊपर उठता है। इस बीच, ठंडी हवा (नीचे की ओर बहती) उतरती है और निम्न दबाव क्षेत्र में जाती है।
पृथ्वी का वातावरण एक सेकंड के लिए भी नहीं रुकता। वायु परिसंचरण की प्रक्रिया प्रकृति में वैश्विक है। जब गर्म और ठंडी हवा की विशाल धाराएँ टकराती हैं, तो विभिन्न तीव्रता की हवाएँ उठती हैं।
ब्यूफोर्ट पैमाने पर बिंदुओं में हवा की गति का वर्गीकरण
दुनिया में, यह 0 से 12 तक के अंकों में गति और शक्ति में हवा को भेद करने के लिए प्रथागत है। इसके लिए, आयरिश नाविक, कार्टोग्राफर और सैन्य एडमिरल, फ्रांसिस बेउफोर्ट द्वारा विकसित ब्यूफोर्ट स्केल का उपयोग किया जाता है।
ब्यूफोर्ट में कई खूबियाँ और प्रतिभाएँ थीं, लेकिन उन्होंने इस पैमाने की बदौलत दुनिया भर में ख्याति प्राप्त की। नौसेना में अपनी सेवा के दौरान, फ्रांसिस ने हवा का नियमित अवलोकन किया। उसने एक डायरी में डेटा नीचे लिखा था। भविष्य में, अवलोकन ने उन्हें पैमाने को विकसित करने में मदद की, जिसे आधिकारिक तौर पर 1838 में अनुमोदित किया गया था।
रोचक तथ्य: फ्रांसिस ब्यूफोर्ट की विशिष्ट सेवाओं के लिए उन्हें श्रद्धांजलि देने के लिए, उन्हें उत्तरी कनाडा में समुद्र, अंटार्कटिक द्वीप और केप के नाम पर रखा गया था।
20 वीं शताब्दी में, ब्यूफोर्ट पैमाने को अंतिम रूप दिया गया था: 12 बिंदुओं की प्रणाली को 17 तक विस्तारित किया गया था, ताकि विशेष रूप से तेज हवाएं, जैसे कि टाइफून, को वर्गीकृत किया जा सके। लेकिन विस्तारित संस्करण का उपयोग केवल उन क्षेत्रों में किया जाता है जहां इस तरह के टाइफून काफी बार होते हैं (चीन, ताइवान, आदि)।
ब्यूफोर्ट पैमाने के अनुसार, हवा की ताकत 2 मानदंडों द्वारा निर्धारित की जाती है:
- खुले समुद्र का उत्साह;
- भूमि की वस्तुओं पर हवा का प्रभाव।
तदनुसार, 2 टेबल हैं: एक भूमि के लिए, दूसरा खुले महासागर के लिए। भूमि के लिए तालिका प्रति सेकंड मीटर में हवा की ताकत और गति दिखाती है। दूसरे विकल्प में, समुद्री मील में हवा की गति दी गई है। दोनों पैमाने सामान्य विशेषताओं को इंगित करते हैं जो वायु प्रवाह की ताकत निर्धारित कर सकते हैं।
हवा की दिशा
हवा की दिशा मुख्य रूप से वायुमंडलीय दबाव और पृथ्वी के घूर्णन के अंतर पर निर्भर करती है। यह देखा गया है कि ग्रह के ध्रुवों पर पूर्वी हवाएँ चलती हैं। दोनों गोलार्द्धों के समशीतोष्ण क्षेत्र में हवाएँ पश्चिम की ओर बहती हैं।
उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में, पूर्वमुखी वायु धाराएँ हैं। ऐसे बड़े क्षेत्र भी हैं जिनमें हवा कम और उच्च वायुमंडलीय दबाव के नियम का पालन करती है। ये उपोष्णकटिबंधीय और उप-दाब क्षेत्र हैं।
जलवायु विज्ञान और मौसम विज्ञान में एक पवन गुलाब की अवधारणा है। यह एक वेक्टर प्रकार आरेख है जो निरंतर अवलोकन के आधार पर किसी दिए गए क्षेत्र में पवन शासन को प्रदर्शित करता है।
पवन गुलाब एक बहुभुज है जिसकी किरणें आरेख के केंद्र से निकलती हैं। प्रत्येक बीम की लंबाई से, आप अनुमान लगा सकते हैं कि हवा एक निश्चित दिशा में कितनी बार चलती है। यह जानकारी बुनियादी सुविधाओं (सड़क, लैंडिंग स्ट्रिप्स, आदि) और कई अन्य उद्योगों के निर्माण के दौरान ली गई है।
रोचक तथ्य: एक असली पवन गुलाब की अलग-अलग किरणें होती हैं। यदि छवि में सभी किरणों को समान रूप से वितरित किया जाता है, तो यह कार्डिनल बिंदुओं का सिर्फ एक ग्राफिक प्रतिनिधित्व है।
हवाओं के प्रकार
मुख्य वर्गीकरण के अनुसार, हवाओं को स्थिर (या प्रमुख) और मौसमी में विभाजित किया जाता है।
स्थायी हवाओं को कहा जाता है जो अपनी दिशा नहीं बदलते हैं। वे उच्च और निम्न दबाव क्षेत्रों के संपर्क के कारण बनते हैं। तदनुसार, मौसमी हवाएं, वर्तमान मौसम के आधार पर अपनी दिशा बदलती हैं।
स्थानीय हवाओं द्वारा एक अलग श्रेणी भी बनाई जाती है। ये वायु द्रव्यमान हैं जो केवल ग्रह के कुछ क्षेत्रों में प्रसारित होते हैं। इसके अलावा, वे इस क्षेत्र की जलवायु परिस्थितियों का निर्धारण करते हैं।
स्थायी
प्रचलित हवाओं की विविधता:
- व्यापार हवाओं;
- पश्चिमी
- पूर्व का।
व्यापार हवाएं - उष्णकटिबंधीय के बीच पूर्व से बहने वाली हवाएं और भूमध्य रेखा तक दौड़। वे एक पवन रहित पट्टी द्वारा अलग हो जाते हैं। यह व्यापारिक हवाएं हैं जो उष्णकटिबंधीय चक्रवातों को एक व्यापक दिशा में निर्देशित करती हैं।
समशीतोष्ण हवाएं हवा की धाराओं का प्रतिनिधित्व करती हैं जो मध्यम अक्षांश पर प्रबल होती हैं - 35 और 65 डिग्री उत्तर और दक्षिण अक्षांश के बीच। वे पश्चिम से पूर्व की ओर बढ़ रहे हैं।
ध्रुवीय क्षेत्रों की पूर्वी हवाएँ उच्च दबाव क्षेत्रों से निम्न दबाव क्षेत्रों तक निर्देशित होती हैं।
मौसमी
मौसमी हवाओं को एक श्रेणी - मानसून द्वारा दर्शाया जाता है। वे कई महीनों से उष्णकटिबंधीय में बह रहे हैं। उसी समय, वर्ष में दो बार, मानसून तेजी से अपनी दिशा बदलता है।
गर्मियों में, हवा समुद्र से भूमि की ओर बहती है, और सर्दियों में, इसके विपरीत - मुख्य भूमि से सागर तक। गर्म मौसम में मॉनसून अपने साथ बड़ी मात्रा में वर्षा लाता है। हवाओं का निर्माण एशिया के पूर्व और दक्षिण-पूर्व में होता है।
स्थानीय
स्थानीय हवाएं सबसे विविध हैं। उनमें से, निम्न प्रकार प्रतिष्ठित किए जा सकते हैं:
- समुद्री जल निकायों और समुद्र तट के जंक्शन पर हवा की एक गर्म धारा है। दिन में दो बार दिशा बदलते हैं। दिन के दौरान, एक हवा समुद्र से जमीन पर, रात में - समुद्र की ओर से चलती है।
- सैमम एक रेगिस्तान प्रकार की शुष्क हवा है जो रेत के विशाल द्रव्यमान को वहन करती है। यह अफ्रीकी रेगिस्तान और अरब प्रायद्वीप में पाया जाता है।
- सिरोको - उत्तरी अफ्रीका और भूमध्य सागर पर हवा बहती है, जिसमें एक दक्षिण-पश्चिम और दक्षिण दिशा है।
- बोरा - उन क्षेत्रों में हवाएँ बनती हैं जहाँ पहाड़ समुद्रों की सीमा बनाते हैं। धाराओं का तापमान मौसम पर निर्भर करता है। दिशा - पहाड़ों से समुद्र तक।
- Fnnn - घाटियों की ओर पहाड़ों से हवा बहती है। यह सूखापन की विशेषता है और एक छोटे से क्षेत्र में ऊंचाई के अंतर के कारण उत्पन्न होती है। उत्तरी अमेरिका के पर्वतीय क्षेत्रों में वितरित, यूरेशिया।
- शुष्क हवा - स्टेप और रेगिस्तान के ऊपर समशीतोष्ण क्षेत्र में होती है। हवा शुष्क और गर्म है।
- नॉडर मेक्सिको की खाड़ी में और उत्तर से बहने वाली हवा है।
- ज़ुयेड - नाम उत्तरी ध्रुव पर आई दक्षिणी हवा को संदर्भित करता है।
- मार्शमैलो - भूमध्य सागर के पूर्वी भाग में एक हवा की धारा जो गर्म मौसम में होती है।
वहाँ भी असामान्य प्रकार की हवाएँ होती हैं, जैसे कि एक बवंडर (उत्तरी अमेरिका में पाया जाने वाला एक तूफान), एक हबूब (अफ्रीकी सैंडस्टॉर्म), बर्फ़ीला तूफ़ान (एक साइबेरियाई बर्फ़ीला तूफ़ान जैसा कनाडाई बर्फ़ीला तूफ़ान), हैम्सिन (सऊदी अरब में एक गर्म आंधी जो लगभग 50 दिनों तक चलती है) और अन्य। ।
हवा की गति कैसे मापी जाती है?
हवा की गति को मापने के लिए, एनामोमीटर नामक विशेष उपकरणों का आविष्कार किया गया था। वे मैकेनिकल, अल्ट्रासोनिक और थर्मल हैं। मैकेनिकल कप और वेन में विभाजित हैं।
एक कप एनीमोमीटर को सबसे आम माना जाता है। इस तरह के उपकरण में गोलार्द्ध के कटोरे और एक रोटर होते हैं। इस मामले में, कटोरे रोटर पर लगाए जाते हैं और जब हवा चलती है, तो वे घूमना शुरू कर देते हैं।
इस माप पद्धति का आधार दाब अंतर है जो हवा कटोरे के उत्तल और अवतल पक्षों पर बनाता है। रोटर की गति हवा की गति से मेल खाती है।
हवा की गति और शक्ति क्या निर्धारित करती है?
वायु की गति इस बात पर निर्भर करती है कि प्रदेशों के बीच वायुमंडलीय दबाव में कितना बड़ा अंतर है। इस प्रकार, हवा जितनी तेज चलती है, उतना ही इसकी ताकत का सूचक है, जिसके साथ प्रवाह आसपास की वस्तुओं पर कार्य करता है।
उदाहरण के लिए, हम तीन क्षेत्रों को ले सकते हैं: एक बैरोमीटर पर यह 765 मिमी पारा स्तंभ दिखाता है, दूसरे पर - 760, तीसरे पर - 750। पहले क्षेत्र से बहने वाली हवा दूसरे में तीसरे की तुलना में मजबूत और तेज होगी और दबाव में अधिक अंतर के कारण। ।
विभिन्न धाराओं के गठन के कारण कौन सी हवाएँ चलती हैं?
समुद्री धाराएँ पानी की शक्तिशाली धाराएँ हैं जो समुद्र या महासागरों में लगातार चलती रहती हैं या समय-समय पर निकलती रहती हैं। विभिन्न कारणों से मुद्राएं उत्पन्न होती हैं, जिनमें से एक हवा है।
हवा के कारण, धाराओं को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है:
- बहाव - हवा के प्रभाव में ही बनता है।
- पवन (संयुक्त) - न केवल हवा की ताकत के कारण उत्पन्न होती है, बल्कि पानी के विभिन्न घनत्व के साथ मिलकर, समुद्र के स्तर की ढलान।
प्रवाह की दिशा इस बात पर निर्भर करती है कि हवा का प्रवाह किस दिशा में बढ़ रहा है। पवन धाराएं हमेशा केवल सतही होती हैं। उनमें से सबसे शक्तिशाली वेस्ट विंड्स हैं, जिनकी लंबाई लगभग 30,000 किमी है, साथ ही साथ दक्षिण Passat धाराएं भी हैं।
रोचक तथ्य: पश्चिम की हवाओं का प्रवाह या अंटार्कटिक सर्कंपोलर एकमात्र जल प्रवाह है जो सभी मेरिडियन से गुजरता है।
इस प्रकार, समुद्री धाराओं के कारण मानसून, व्यापार हवाएं और तेज हवाएं होती हैं।
समुद्र की तुलना में सर्दियों का दबाव जमीन पर अधिक क्यों होता है, और गर्मियों में इसके विपरीत?
सर्दियों में, समुद्र के पानी की तुलना में मुख्य भूमि तेजी से ठंडा होती है। इस प्रकार, मुख्य भूमि पर हवा ठंडी हो जाती है, और दबाव स्तर बढ़ जाता है। पानी के स्तंभ के ऊपर, हवा गर्म है, और दबाव कम है।
गर्मियों में, विपरीत स्थिति देखी जाती है। पृथ्वी की सतह तेजी से गर्म होती है, इसलिए एक निम्न दबाव क्षेत्र इसके ऊपर बनता है। ठंडे महासागर में - उच्च दबाव।
यह वर्ष के विभिन्न समयों में मानसून की दिशा भी निर्धारित करता है। गर्मियों का मानसून मुख्य भूमि की ओर बढ़ता है, और सर्दियों का मानसून समुद्र की ओर।
हवा का मानव उपयोग
पवन ऊर्जा का एक प्राथमिक स्रोत है, जो, इसके अलावा, पर्यावरण के अनुकूल है। और पारिस्थितिकी का संरक्षण मानव जाति के मुख्य वर्तमान कार्यों में से एक है। दिलचस्प बात यह है कि पवन ऊर्जा लंबे समय से लोगों की सेवा कर रही है।
पहले, ये मिल्स जैसे सबसे सरल उपकरण थे। एकीकृत पवन ऊर्जा संयंत्र निर्माणाधीन हैं, जिनकी सहायता से पवन ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित किया जाता है।
पवन ऊर्जा को निम्न प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है:
- गतिज जहाजों के आंदोलन के लिए (अतीत में), गुब्बारे की उड़ानें;
- मैकेनिकल - प्रतिष्ठानों के लिए पंपिंग पानी और पीसने वाले अनाज (पुरानी विधियों);
- विद्युत - बिजली के उत्पादन के लिए।
संभावित रूप से, पवन ऊर्जा सौर विकिरण, कोयला, यूरेनियम, तेल और प्राकृतिक गैस के बाद संभावित स्रोतों की सूची में छठे स्थान पर है। इसलिए, पवन ऊर्जा संयंत्रों से प्राप्त होने वाली बिजली की संभावित मात्रा लगभग 25-700 TW प्रति वर्ष है।
रोचक तथ्य: ग्लोबल विंड एनर्जी काउंसिल की गणना के अनुसार, पवन ऊर्जा के सक्रिय विकास से वायुमंडल में उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में प्रति वर्ष 1.5 बिलियन टन की कमी आएगी।
पवन ऊर्जा में अग्रणी देश (2015):
- चीन - 115,000 मेगावाट।
- यूएसए - 65,000 मेगावाट।
- जर्मनी - 39,000 मेगावाट।
- स्पेन - 22,000 मेगावाट।
- भारत - 22,000 मेगावाट।
- ग्रेट ब्रिटेन - 12,000 मेगावाट।
- कनाडा - 10,000 मेगावाट।
- फ्रांस - 9,000 मेगावाट।
- इटली - 8,000 मेगावाट।
- ब्राजील - 6,000 मेगावाट।
रूस में, पवन ऊर्जा खराब रूप से विकसित होती है और इसके कई कारण हैं। सबसे पहले, पूरे क्षेत्र में हवा की औसत गति लगभग 5 m / s (वार्षिक गणना) है। यह मानक प्रतिष्ठानों के लिए एक अपर्याप्त संकेतक है, इसलिए अतिरिक्त उपकरणों की लागत को जोड़ा जाता है।
दूसरे, ऊर्जा के स्थिर स्रोतों को चुनना बेहतर होता है जो विभिन्न कारकों (विशेष रूप से प्राकृतिक) से स्वतंत्र होते हैं। हमारे देश में पवन ऊर्जा कई अन्य कमियों से जुड़ी है, खासकर जब यह छोटे संस्करणों की बात आती है। उदाहरण के लिए, उपकरणों की उच्च लागत, समस्याग्रस्त संचालन, प्रणालियों का रखरखाव आदि।
प्रकृति में मूल्य
पवन सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक कारक है जो प्रकृति के घटकों को प्रभावित करता है: जलवायु परिस्थितियों, भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं, पौधों, जानवरों, आदि।
हवाओं का मुख्य प्रभाव:
- मजबूत समुद्री धाराओं का उद्भव जो आसपास के क्षेत्रों की जलवायु को निर्धारित करता है।
- छोटे कणों के उड़ने के कारण मिट्टी का क्षरण।
- नए लैंडफॉर्म का गठन। उदाहरण के लिए, हवा द्वारा रेत के स्थानांतरण और बिछाने से रेत के टीलों की उपस्थिति होती है।
- रेगिस्तानी परिवहन और वायु प्रदूषण। उदाहरण के लिए, गर्मियों में, उत्तरी गोलार्ध में व्यापार हवाएं चलती हैं। इसी समय, वे धीरे-धीरे उपोष्णकटिबंधीय रेगिस्तान के क्षेत्रों में आ रहे हैं। नतीजतन, पूरे मौसम में सहारा से धूल उत्तरी अमेरिका के दक्षिणपूर्वी हिस्से तक पहुंच जाती है।
- आग का प्रसार। पवन मुख्य कारकों में से एक है जो आग के तेजी से प्रसार को प्रभावित करता है, विशेष रूप से जंगल की आग।
- पौधों पर प्रभाव। एयरफ्लो कुछ पौधों के बीजों को फैलाता है, पेड़ों के विकास को सीमित करता है, और ठोस कणों को पहुंचाकर यांत्रिक क्षति भी पहुंचा सकता है।
- जानवरों पर प्रभाव। हवा कम तापमान के साथ संयोजन में ठंड को तेज करती है - यह जानवर की दुनिया पर इसके प्रभाव का मुख्य पहलू है। उदाहरण के लिए, पेंगुइन, पक्षी, कीड़े हवा के प्रभाव के अनुकूल होने के लिए मजबूर हैं। वायु द्रव्यमान की गति कुछ प्रजातियों के लिए फायदेमंद है - हिरण गंध की तीव्र भावना के कारण शिकारियों को दूर से पहचानते हैं।
रोचक तथ्य: हवा के लिए धन्यवाद फैलाने वाले सबसे प्रसिद्ध पौधे डंडेलियन, मेपल, टंबेल्वेड हैं। पराग के हस्तांतरण के कारण कई पौधों का परागण होता है।
दिन के दौरान हवा समुद्र से जमीन पर और रात में इसके विपरीत क्यों उड़ती है?
अंतर्निहित कारक तापमान और संबंधित वायुमंडलीय दबाव है, जैसा कि सर्दियों / गर्मियों के मानसून के साथ होता है। लेकिन भूमि और समुद्री जलाशय की सीमा पर बनने वाली हवा का अपना नाम है - एक हवा।
दिन के दौरान, जमीन पानी की तुलना में तेजी से गर्म होती है, इसलिए हवा कम दबाव वाले क्षेत्र में बहती है। रात में, पृथ्वी की सतह तेजी से ठंडी होती है और पानी गर्म रहता है, इसलिए हवा की दिशा बदल जाती है और समुद्र की ओर उड़ जाती है।
पृथ्वी से परे
हमारे ग्रह के बाहर, कई प्रकार की हवाएँ प्रतिष्ठित हैं:
- सौर;
- ग्रहों की;
- विदेशी।
सौर वायु वायु धाराओं की गति नहीं है, बल्कि वह प्लाज्मा जो सौर वातावरण का उत्सर्जन करता है। यह घटना लगभग 400 किमी / सेकंड की गति से होती है। हेलियोस्फीयर इंटरस्टेलर स्पेस का एक बड़ा खंड है जो सौर प्रणाली से घिरा हुआ है और सौर हवा से बनता है।
रोचक तथ्य: पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र वायुमंडल में प्रवेश करने से हवा को रोकता है। लेकिन कभी-कभी सूर्य पर चमक इतनी तेज होती है कि सौर हवा फिर भी इस सुरक्षा से टूट जाती है और अरोरा, चुंबकीय तूफान का कारण बनती है।
ग्रह के ऊपरी वायुमंडल में गैसों की गति वायुमंडल है। इस वजह से, ग्रह अन्य गैस कणों के साथ बातचीत करने की क्षमता खो देता है। यदि ऐसी प्रक्रिया कई वर्षों तक जारी रहती है, तो ग्रह अपने वातावरण, पानी की आपूर्ति आदि खो सकता है।
अन्य ग्रहों पर, अलग-अलग हवाएं भी होती हैं। शुक्र पर वे 83 m / s की गति से उड़ते हैं और कुछ पृथ्वी दिनों में ग्रह के चारों ओर उड़ सकते हैं। बृहस्पति पर, हवा 100 मीटर / सेकंड या उससे अधिक तक पहुंचती है। शनि पर सबसे मजबूत धाराएं लगभग 375 मीटर / सेकंड हैं।
रोचक तथ्य: यह ज्ञात है कि मंगल पर कई प्रकार की हवाएँ हैं। उदाहरण के लिए, लगभग 110 मीटर / सेकंड की गति से ध्रुवों से उड़ने वाली धूल के बवंडर और हवाएं।