Пояси атмосферного тиску й постійні вітри

Вітер — це горизонтальний рух повітря. Повітря завжди переміщується з області, де атмосферний тиск вищий, туди, де він нижчий. Що більша різниця тиску між двома сусідніми ділянками, то сильніший вітер. На картах погоди цю різницю показують ізобари — лінії однакового тиску: чим густіше вони розташовані, тим більший градієнт тиску й тим швидший вітер.

Швидкість вітру вимірюють у метрах за секунду (м/с) за допомогою анемометра. Напрямок вітру визначають флюгером. Важливо запам'ятати: вітер називають за тією стороною горизонту, звідки він дме. Північний вітер дме з півночі на південь, західний — із заходу на схід, південно-східний — із південного сходу на північний захід.

Пояси атмосферного тиску на Землі

Атмосферний тиск біля земної поверхні розподілений нерівномірно. Через різне нагрівання Землі Сонцем утворюються глобальні пояси — смуги низького й високого тиску, що чергуються від екватора до полюсів. Ось як вони виникають:

• Екваторіальний пояс низького тиску (0° широти). Сонячне проміння нагріває поверхню найсильніше. Тепле повітря розширюється, стає легшим і піднімається вгору (висхідний рух). Біля поверхні тиск знижується. Це пояс низького тиску.

• Тропічні пояси високого тиску (близько 30° пн. ш. і 30° пд. ш.). Повітря, що піднялося над екватором, на висоті розтікається до полюсів, охолоджується, стає важчим і опускається донизу (низхідний рух). Біля поверхні тиск зростає. Тут формуються пояси високого тиску.

• Помірні пояси низького тиску (близько 60° пн. ш. і 60° пд. ш.). Тут зустрічаються теплі повітряні маси з боку тропіків і холодні з боку полюсів. Тепле повітря підіймається над холодним, створюючи зону низького тиску.

• Полярні пояси високого тиску (90° пн. ш. і 90° пд. ш.). Над полюсами повітря дуже холодне, важке, воно опускається до поверхні, створюючи високий тиск.

Отже, від екватора до полюса пояси чергуються так: Н (0°) — В (≈30°) — Н (≈60°) — В (полюси). Запам'ятай цю схему — вона основа для розуміння всієї циркуляції атмосфери.

Сезонне зміщення поясів тиску

Пояси тиску не стоять на місці — вони зміщуються слідом за Сонцем. У липні, коли Сонце найвище стоїть над Північним тропіком, усі пояси зсуваються на північ. У січні, коли Сонце над Південним тропіком, пояси зміщуються на південь. Саме тому деякі території (наприклад, субтропіки й субекваторіальні широти) в різні сезони потрапляють під різні пояси тиску — це основа утворення перехідних кліматичних поясів.

Як пояси тиску впливають на опади

Кількість опадів тісно пов'язана з рухом повітря:

• У поясах низького тиску повітря піднімається, охолоджується, водяна пара конденсується — утворюються хмари й випадають рясні опади. Саме тому в екваторіальних широтах (Н) і в помірних широтах (Н) багато опадів.

• У поясах високого тиску повітря опускається, нагрівається, стає сухішим — хмари розсіюються, опадів мало. Тому в тропічних широтах (В) розташовані найбільші пустелі світу (Сахара, Аравійська, Наміб), а в полярних областях (В) — крижані пустелі з мізерними опадами.

Запам'ятай: Низький тиск → висхідне повітря → хмари й опади. Високий тиск → низхідне повітря → сухо й ясно.

Постійні вітри — це вітри, що дмуть упродовж року в одному напрямку. Вони утворюються через різницю тиску між поясами й відхиляються силою Коріоліса, яка виникає через обертання Землі навколо своєї осі. У Північній півкулі сила Коріоліса відхиляє рухоме повітря праворуч, у Південній — ліворуч.

Пасати

Пасати — це постійні вітри, що дмуть від тропічних поясів високого тиску (близько 30° широти) до екватора, де розташований пояс низького тиску. Якби Земля не оберталася, пасати дмули б строго з півночі на південь у Північній півкулі та з півдня на північ у Південній. Але через силу Коріоліса:

• У Північній півкулі пасати відхиляються праворуч і стають північно-східними.

• У Південній півкулі пасати відхиляються ліворуч і стають південно-східними.

Пасати несуть тепле повітря. Над океанами вони насичуються вологою й приносять рясні опади на східні узбережжя материків у тропічних широтах (наприклад, на східне узбережжя Південної Америки, Мадагаскар).

Західні вітри

Західні вітри дмуть від тропічних поясів високого тиску (≈30°) до помірних поясів низького тиску (≈60°). У Північній півкулі вони відхиляються праворуч і стають південно-західними, у Південній — північно-західними. Оскільки в помірних широтах вони дмуть переважно із заходу, їх називають західними.

Ці вітри мають величезний вплив на клімат, особливо в Північній півкулі. Вони несуть вологе морське повітря з океанів на західні узбережжя материків. Саме тому західне узбережжя Європи (Велика Британія, Франція, Ірландія) отримує багато опадів упродовж року, а зими там м'які. У Південній півкулі західні вітри ще сильніші — їх називають «ревучі сорокові» широти, бо вони дмуть майже безперервно над океаном.

Полярні (східні) вітри

Полярні вітри дмуть від полярних поясів високого тиску (полюси) до помірних поясів низького тиску (≈60°). В Арктиці (Північна півкуля) сила Коріоліса відхиляє їх праворуч, тому вони стають північно-східними. В Антарктиці (Південна півкуля) — південно-східними. Оскільки вони дмуть зі сходу, їх часто називають східними вітрами. Це холодні вітри, які несуть морозне повітря з полярних областей.

Загальна циркуляція атмосфери

У кожній півкулі існує три кільця (комірки) циркуляції:

• Тропічна комірка (комірка Гадлі): пасати дмуть від 30° до екватора, повітря піднімається над екватором, на висоті рухається до 30° і опускається.

• Помірна комірка (комірка Ферреля): західні вітри дмуть від 30° до 60°, повітря піднімається біля 60° і на висоті рухається назад до 30°.

• Полярна комірка: полярні вітри дмуть від полюса до 60°, повітря піднімається біля 60° і на висоті рухається до полюса.

Порада для НМТ: на чернетці завжди кресли схему «Н — В — Н — В» від екватора до полюса й додавай стрілки вітрів. Це допоможе не заплутатися в напрямках.

Окрім постійних вітрів, які дмуть упродовж року в одному напрямку, існують вітри, що змінюють напрямок залежно від сезону або часу доби. Це мусони, бризи та місцеві вітри.

Мусони

Мусони — це сезонні вітри, які двічі на рік змінюють свій напрямок на протилежний. Причина їхнього утворення — різне нагрівання суходолу й океану протягом року.

Улітку суходіл нагрівається швидше й сильніше, ніж океан. Тепле повітря над суходолом піднімається, утворюючи область низького тиску. Над океаном у цей час тиск вищий (вода нагрівається повільніше). Тому вітер дме з океану на суходіл — це літній мусон. Він несе вологе морське повітря, яке приносить рясні зливи.

Узимку суходіл охолоджується швидше, ніж океан. Над суходолом формується область високого тиску, а над океаном — низького. Вітер дме з суходолу на океан — це зимовий мусон. Він несе сухе й холодне повітря.

Найвиразніші мусони спостерігаються в Південній і Східній Азії (Індія, Бангладеш, В'єтнам, Китай, Японія). Літній мусон приносить туди до 90 % річної кількості опадів.

Бризи

Бризи — це добові вітри, що дмуть на узбережжях морів, океанів і великих озер. Вони змінюють напрямок двічі на добу через різне нагрівання суходолу й води вдень і вночі.

Бризи охоплюють вузьку смугу узбережжя (зазвичай до 20–50 км углиб суходолу) і мають невелику швидкість.

Місцеві вітри

Окрім мусонів і бризів, існують місцеві вітри, що виникають через особливості рельєфу:

• Фен — теплий сухий вітер, що спускається з гір у долину. Повітря під час підйому на гору охолоджується й втрачає вологу (випадають опади на навітряному схилі), а під час спуску стискається й нагрівається. Фен характерний для Альп, Кавказу, Кримських гір.

• Бора — холодний поривчастий вітер, що скочується з невисоких гір до теплого моря. Виникає, коли над горами накопичується холодне повітря, яке потім різко «падає» вниз. Бора спостерігається на узбережжі Адріатичного моря (Трієст), на чорноморському узбережжі (Новоросійськ) і в Криму.

Не плутай: мусон змінює напрямок за сезонами (літо / зима), а бриз — за добою (день / ніч). Мусон охоплює величезні території, бриз — лише вузьку смугу узбережжя.

Роза вітрів — це діаграма, яка показує повторюваність вітрів різних напрямків за певний період (місяць, сезон або рік). Вона дає змогу швидко визначити, який вітер панував у цій місцевості.

Як побудована роза вітрів

Роза вітрів має 8 променів, які відповідають 8 румбам: Пн (північ), ПнСх (північний схід), Сх (схід), ПдСх (південний схід), Пд (південь), ПдЗх (південний захід), Зх (захід), ПнЗх (північний захід). Довжина кожного променя пропорційна до частки днів, коли вітер дув із цього напрямку, у відсотках. Число в центрі діаграми — це частка днів без вітру (штиль).

Наприклад, якщо промінь у бік заходу найдовший, це означає, що найчастіше дув західний вітер (тобто вітер із заходу на схід). Промінь завжди спрямований у той бік, звідки дме вітер, а не куди він дме.

Як читати розу вітрів

Щоб визначити панівний вітер за розою вітрів, знайди найдовший промінь. Саме він показує напрямок, звідки найчастіше дме вітер. Якщо найдовший промінь спрямований на північний захід, то панівний вітер — північно-західний.

Число в центрі показує відсоток штилю. Якщо в центрі написано «8 %», це означає, що 8 % часу вітру не було взагалі.

Практичне застосування рози вітрів

Розу вітрів використовують у багатьох галузях:

• Злітні смуги аеропортів орієнтують уздовж панівного вітру, щоб літакам було легше злітати й сідати.

• Підприємства-забруднювачі розміщують з підвітряного боку міста — тобто там, куди дме панівний вітер, щоб забруднене повітря не потрапляло в житлові квартали.

• Вітрові електростанції (вітряки) встановлюють там, де переважають сильні вітри одного напрямку.

Запам'ятай: промінь рози вітрів спрямований у бік, звідки дме вітер. Найдовший промінь — панівний вітер. Число в центрі — штиль.

Розгляньмо типові завдання НМТ на тему поясів тиску й вітрів. Кожне завдання супроводжується покроковим розв'язанням і поясненням помилок.

Приклад 1. Чому на заході Європи багато опадів?

Завдання: Чому західне узбережжя Європи в помірних широтах отримує багато опадів упродовж року?

• А) Там дмуть пасати, які приносять вологу з Атлантичного океану.

• Б) Територія лежить у тропічному поясі високого тиску.

• В) Західні вітри приносять вологе повітря з Атлантичного океану.

• Г) Літній мусон з Індійського океану приносить зливи.

Розв'язання: Західне узбережжя Європи лежить у помірних широтах (між 40° і 60° пн. ш.). У цих широтах дмуть західні вітри, які несуть повітря з Атлантичного океану на суходіл. Оскільки повітря над океаном вологе, воно приносить рясні опади.

Відповідь: В) Західні вітри приносять вологе повітря з Атлантичного океану.

Чому інші варіанти неправильні:

• А) Пасати дмуть до екватора, а не до помірних широт. Вони не досягають західної Європи.

• Б) Тропічний пояс високого тиску розташований біля 30° широти, а не в помірних широтах. До того ж у поясах високого тиску опадів мало.

• Г) Мусони характерні для Південної та Східної Азії, а не для Європи. Індійський океан дуже далеко від західної Європи.

Приклад 2. Панівний вітер за розою вітрів

Завдання: За даними таблиці побудовано розу вітрів. Який вітер панував у цій місцевості?

Варіанти відповіді:

• А) південно-східний

• Б) західний

• В) північно-західний

• Г) північний

Розв'язання: Найбільша частка — 30 % — припадає на північно-західний румб (ПнЗх). Це означає, що найчастіше дув вітер із північного заходу. Отже, панівний вітер — північно-західний.

Відповідь: В) північно-західний.

Пастка: Дехто обирає варіант А (південно-східний), помилково вважаючи, що вітер називають за напрямком, куди він дме. Промінь ПнЗх спрямований на північний захід, а вітер дме з північного заходу на південний схід. Але назва вітру — за напрямком, звідки він дме, тобто північно-західний.

Приклад 3. Твердження про вітри (3 з 7)

Завдання: Виберіть три правильні твердження про вітри.

1. Пасати Північної півкулі є північно-східними.

2. Західні вітри дмуть від помірних широт до екватора.

3. Денний бриз дме з моря на суходіл.

4. Нічний бриз дме з моря на суходіл.

5. Біля 30° широти розташований пояс низького тиску.

6. Літній мусон приносить рясні опади.

7. Вітер називають за напрямком, куди він дме.

Розв'язання: Аналізуємо кожне твердження:

• 1 — ПРАВИЛЬНО. Пасати Північної півкулі справді північно-східні через відхилення силою Коріоліса праворуч.

• 2 — НЕПРАВИЛЬНО. Західні вітри дмуть від тропіків (≈30°) до помірних широт (≈60°), а не до екватора.

• 3 — ПРАВИЛЬНО. Удень суходіл тепліший, тиск над ним нижчий, тому бриз дме з моря на суходіл.

• 4 — НЕПРАВИЛЬНО. Уночі суходіл холодніший, тиск над ним вищий, тому нічний бриз дме з суходолу на море.

• 5 — НЕПРАВИЛЬНО. Біля 30° широти — тропічний пояс високого тиску.

• 6 — ПРАВИЛЬНО. Літній мусон несе вологе повітря з океану на суходіл, спричиняючи зливи.

• 7 — НЕПРАВИЛЬНО. Вітер називають за напрямком, звідки він дме, а не куди.

Відповідь: правильні твердження 1, 3, 6.

Приклад 4. Тропічні пустелі й пояси тиску

Завдання: У якому поясі атмосферного тиску лежить більшість тропічних пустель світу?

• А) екваторіальний пояс низького тиску

• Б) тропічний пояс високого тиску

• В) помірний пояс низького тиску

• Г) полярний пояс високого тиску

Розв'язання: Тропічні пустелі (Сахара, Аравійська, Наміб, пустелі Австралії) розташовані приблизно між 20° і 30° широти в обох півкулях. Саме там розташований тропічний пояс високого тиску. У поясах високого тиску повітря опускається й нагрівається — хмари не утворюються, опадів дуже мало. Тому там формуються пустелі.

Відповідь: Б) тропічний пояс високого тиску.

Чому інші варіанти неправильні:

• А) В екваторіальному поясі низького тиску повітря піднімається — там багато опадів і тропічні ліси, а не пустелі.

• В) У помірному поясі низького тиску (≈60°) теж багато опадів, там ростуть ліси помірного поясу.

• Г) У полярному поясі високого тиску дуже холодно, там крижані пустелі, але це не тропічні пустелі.

На НМТ з географії учні часто припускаються однотипних помилок у завданнях про вітри й пояси тиску. Ось найпоширеніші пастки:

• Називають вітер за напрямком, куди він дме, а не звідки. Наприклад, якщо вітер дме з півночі на південь, його помилково називають південним. Правильно: північний. Завжди питай себе: «Звідки дме вітер?»

• Вважають, що вітер дме з низького тиску у високий. Це груба помилка. Вітер завжди рухається з області високого тиску в область низького. Запам'ятай: «Вітер тікає від високого тиску до низького».

• Плутають пасати й західні вітри. Пасати дмуть до екватора (від 30° до 0°), а західні вітри — від тропіків до помірних широт (від 30° до 60°). Пасати — це вітри до екватора, західні — від тропіків до помірних широт (≈60°).

• Забувають про відхилення силою Коріоліса. Вважають пасати Північної півкулі просто північними, а не північно-східними. Пам'ятай: у Північній півкулі всі вітри відхиляються праворуч, у Південній — ліворуч.

• Плутають денний і нічний бриз. Денний бриз дме з моря на суходіл (удень суходіл тепліший). Нічний бриз — з суходолу на море (уночі суходіл холодніший). Також плутають мусон (сезонний) і бриз (добовий).

• У розі вітрів вибирають найкоротший промінь або число штилю. Панівний вітер — це найдовший промінь, а не найкоротший. Число в центрі — це відсоток штилю, а не панівного вітру.

Тема «Пояси атмосферного тиску й постійні вітри» входить до розділу 1.5 програми НМТ з географії. На іспиті перевіряють:

• основні пояси тиску та їхнє розташування;

• вітер: причини виникнення, напрямок, сила, швидкість;

• розу вітрів: уміння читати діаграму й визначати панівний вітер;

• загальну циркуляцію атмосфери: постійні вітри (пасати, західні, полярні);

• сезонні вітри (мусони) й місцеві вітри (бризи, фен, бора).

Формати завдань

На НМТ тема трапляється в таких форматах:

• Завдання 1–20: вибір однієї відповіді з чотирьох (1 бал). Наприклад, визначити панівний вітер за розою вітрів або пояснити причину великої кількості опадів на західному узбережжі Європи.

• Завдання 25–30: вибір трьох відповідей із семи (по 1 балу за кожен правильно вказаний варіант, максимум 3 бали). Наприклад, набір тверджень про пояси тиску й вітри, з яких треба обрати три правильні.

Стратегія виконання

Найкраща стратегія для завдань цієї теми — накреслити на чернетці схему поясів атмосферного тиску:

• Познач екватор (0°) — Н (низький тиск).

• Познач 30° пн. ш. і 30° пд. ш. — В (високий тиск).

• Познач 60° пн. ш. і 60° пд. ш. — Н (низький тиск).

• Познач полюси — В (високий тиск).

• Додай стрілки вітрів від поясів В до поясів Н з урахуванням відхилення силою Коріоліса (праворуч у Північній півкулі, ліворуч у Південній).

Ця проста схема на чернетці займає 30 секунд, але рятує від плутанини між пасатами й західними вітрами, а також допомагає не забути про відхилення.

• Вітер дме з області високого тиску в область низького. Його називають за стороною горизонту, звідки він дме: північний вітер дме з півночі.

• Пояси атмосферного тиску від екватора до полюса: Н (0°) — В (≈30°) — Н (≈60°) — В (полюси). Запам'ятай це чергування.

• Пасати дмуть від тропічних поясів високого тиску до екватора: у Північній півкулі — північно-східні, у Південній — південно-східні.

• Західні вітри дмуть у помірних широтах (від 30° до 60°) і несуть вологе повітря на західні узбережжя материків, зокрема на захід Європи.

• Мусон — сезонний вітер (літній — з океану на суходіл, зимовий — навпаки). Бриз — добовий вітер (денний — з моря на суходіл, нічний — навпаки).

• Панівний вітер за розою вітрів — це найдовший промінь. Число в центрі — відсоток штилю.