Rüzgar, havanın Dünya yüzeyindeki hareketidir ve bir yerden diğerine hava basıncı farklılıkları tarafından üretilir. Rüzgar gücü hafif meltemden kasırga kuvvetine kadar değişebilir ve Beaufort Rüzgar Ölçeği ile ölçülür .
Rüzgarlar, geldikleri yönden adlandırılır. Örneğin batıdan doğuya doğru esen rüzgar, batıdan gelen rüzgardır. Rüzgar hızı bir anemometre ile ölçülür ve yönü bir rüzgar gülü ile belirlenir.
Rüzgar, hava basıncındaki farklılıklar tarafından üretildiğinden, rüzgarı incelerken de bu kavramı anlamak önemlidir. Hava basıncı, havada bulunan gaz moleküllerinin hareketi, boyutu ve sayısı ile oluşturulur. Bu, hava kütlesinin sıcaklığına ve yoğunluğuna bağlı olarak değişir.
1643’te, Galileo’nun öğrencisi Evangelista Torricelli, madencilik operasyonlarında su ve pompaları inceledikten sonra hava basıncını ölçmek için cıva barometresini geliştirdi . Günümüzde benzer enstrümanlar kullanarak, bilim adamları normal deniz seviyesi basıncını yaklaşık 1013,2 milibar (yüzey alanının metrekaresi başına kuvvet) ölçebiliyorlar.
Basınç Değişim Kuvveti ve Rüzgar Üzerindeki Diğer Etkiler
Atmosferin içinde rüzgarların hızını ve yönünü etkileyen birkaç kuvvet vardır. En önemlisi, Dünya’nın çekim gücüdür. Yerçekimi Dünya atmosferini sıkıştırırken, rüzgarın itici gücü olan hava basıncını yaratır. Yerçekimi olmadan, atmosfer veya hava basıncı ve dolayısıyla rüzgar olmazdı.
Gerçekte havanın hareketine neden olan kuvvet, basınç gradyanı kuvvetidir. Hava basıncı ve basınç gradyan kuvvetindeki farklılıklar, gelen güneş radyasyonu ekvatorda yoğunlaştığında Dünya yüzeyinin eşit olmayan şekilde ısınmasından kaynaklanır . Örneğin, düşük enlemlerdeki enerji fazlalığı nedeniyle, oradaki hava kutuplardakinden daha sıcaktır. Sıcak hava, yüksek enlemlerde soğuk havadan daha az yoğun ve daha düşük barometrik basınca sahiptir. Barometrik basınçtaki bu farklılıklar, hava sürekli olarak yüksek ve düşük basınçlı alanlar arasında hareket ederken, basınç gradyan kuvvetini ve rüzgarı yaratan şeydir .
Rüzgar hızlarını göstermek için basınç gradyanı, yüksek ve düşük basınçlı alanlar arasında haritalanan izobarlar kullanılarak hava durumu haritalarına çizilir . Uzak aralıklarla yerleştirilmiş çubuklar, kademeli bir basınç gradyanını ve hafif rüzgarları temsil eder. Birbirine daha yakın olanlar, dik bir basınç eğimi ve kuvvetli rüzgarlar gösterir.
Son olarak, Coriolis kuvveti ve sürtünmesi dünya çapında rüzgarı önemli ölçüde etkiler. Coriolis kuvveti yapan yüksek ve alçak basınç alanları ve dünyanın yüzey üzerinde hareket ederken yavaşlatır aşağı rüzgar sürtünme kuvveti arasındaki doğru yola bükülmekte rüzgar.
Üst Seviye Rüzgarlar
Atmosferin içinde farklı seviyelerde hava sirkülasyonu vardır. Bununla birlikte, orta ve üst troposferdekiler , tüm atmosferin hava sirkülasyonunun önemli bir parçasıdır. Bu dolaşım modellerini haritalamak için, üst hava basıncı haritaları referans noktası olarak 500 milibar (mb) kullanır. Bu, deniz seviyesinden yüksekliğin yalnızca hava basıncı seviyesi 500 mb olan alanlarda işaretlendiği anlamına gelir. Örneğin, bir okyanusun üzerinde 500 mb, atmosfere 18.000 fit, karada ise 19.000 fit olabilir. Buna karşılık, yüzey hava durumu haritaları, genellikle deniz seviyesinde olmak üzere sabit bir yüksekliğe dayalı olarak basınç farklarını çizer.
500 mb seviyesi rüzgarlar için önemlidir, çünkü meteorologlar üst seviye rüzgarları analiz ederek Dünya yüzeyindeki hava koşulları hakkında daha fazla bilgi edinebilirler. Sıklıkla, bu üst düzey rüzgarlar yüzeydeki hava ve rüzgar modellerini oluşturur.
Meteorologlar için önemli olan iki üst seviye rüzgar modeli Rossby dalgaları ve jet akışıdır . Rossby dalgaları önemlidir, çünkü güneye soğuk hava ve kuzeye ılık hava getirerek hava basıncı ve rüzgarda fark yaratırlar. Bu dalgalar jet akışı boyunca gelişir .
Yerel ve Bölgesel Rüzgarlar
Düşük ve üst düzey küresel rüzgar modellerine ek olarak, dünya çapında çeşitli yerel rüzgar türleri vardır. Çoğu kıyı şeridinde meydana gelen kara-deniz meltemleri buna bir örnektir. Bu rüzgarlar, kara ile su arasındaki havanın sıcaklık ve yoğunluk farklılıklarından kaynaklanır, ancak kıyı bölgeleri ile sınırlıdır.
Dağ-vadi esintileri başka bir yerel rüzgar modelidir. Bu rüzgarlar, dağ havasının gece hızla soğuduğu ve vadilere aktığı zaman ortaya çıkar. Ayrıca vadi havası gün içinde hızla ısınır ve yukarı doğru yükselir ve öğleden sonra esintileri oluşturur.
Yerel rüzgarların diğer bazı örnekleri arasında Güney Kaliforniya’nın ılık ve kuru Santa Ana Rüzgarları, Fransa’nın Rhône Vadisi’nin soğuk ve kuru sis rüzgarı, Adriyatik Denizi’nin doğu kıyısındaki çok soğuk, genellikle kuru bora rüzgarı ve Kuzey’deki Chinook rüzgarları bulunur. Amerika.
Rüzgarlar ayrıca büyük bölgesel ölçekte de meydana gelebilir. Bu tür rüzgarlara bir örnek katabatik rüzgarlardır. Bunlar yerçekiminden kaynaklanan rüzgarlardır ve bazen drenaj rüzgarları olarak adlandırılırlar çünkü yoğun, yüksek irtifalardaki soğuk hava yerçekimi ile yokuş aşağı akarken bir vadi veya eğimden aşağı akarlar. Bu rüzgarlar genellikle dağ-vadi esintilerinden daha kuvvetlidir ve bir plato veya yayla gibi daha geniş alanlarda meydana gelir. Katabatik rüzgarların örnekleri, Antarktika ve Grönland’ın geniş buz tabakalarından esen rüzgarlardır.
Güneydoğu Asya, Endonezya, Hindistan, kuzey Avustralya ve ekvator Afrika’da mevsimsel olarak değişen muson rüzgarları , bölgesel rüzgarların bir başka örneğidir, çünkü bunlar, örneğin Hindistan’ın aksine, daha geniş tropik bölgelerle sınırlıdır.
Rüzgarlar ister yerel, bölgesel, isterse küresel olsun, atmosferik dolaşımın önemli bir bileşenidir ve geniş alanlardaki akışları dünya çapında hava, kirleticiler ve diğer havadaki öğeleri hareket ettirebildiği için Dünya’daki insan yaşamında önemli bir rol oynarlar.
