Каждый из вас может сделать маленький искусственный ветер. Для этого стоит лишь помахать перед собой каким-либо предметом — книгой, газетой или платком; спокойный воздух придет в движение, в лицо ударит волна воздуха. Из этого примера видно, что ветер получается тогда, когда приходит в движение воздух.
Вспомните жаркий летний день. Ослепительное солнце стоит высоко над головой. На деревьях не шелохнется ни один лист. Воздух горяч и недвижим. Прозрачным столбом поднимается вверх дым из труб и тает в вышине.
Но вот вдруг зашевелились листья деревьев, и вы чувствуете, как жаркий, застоявшийся воздух тронулся и поплыл медленно, как бы нехотя, освобождая место для притекающего воздуха. Дышать становится легче.
Постепенно движение воздушного потока усиливается. Вот вы уже ощущаете на лице совсем свежий, прохладный воздух. В каждую секунду около вас перемешаются уже большие воздушные массы. Клубы дыма быстро уносятся вместе с движущимся воздухом. Набегающие воздушные массы колеблют ветви и молодые стволы деревьев.
Говорят: дует ветер. Значит, действительно, ветер — это движение воздуха, перемещение его над землей.
Ветры различают по их направлению и скорости, или, как говорят, силе.
Чтобы определить направление и силу ветра, применяют различные приборы. Самый несложный из этих приборов — флюгер. Вот как, например, устроен один из простейших флюгеров (рис. 3).
Рис. 3. Флюгер.
На высоком столбе вертикально закреплен стальной стержень.
Сверху на него надета железная трубка, к которой прикреплены с одной стороны две пластинки, а с другой — стерженек с металлическим шаром на конце. Это так называемая флюгарка. Флюгарка свободно вращается вместе с трубкой на вертикальном стержне и таким образом показывает направление ветра. Пластинки флюгарки всегда направлены в ту сторону, куда дует ветер, а стерженек с шаром — туда, откуда дует ветер.
Ветер может дуть со всех сторон горизонта — с юга, востока, севера и запада. Название ветру дается по той стране света, откуда он дует, то есть ветер, дующий с юга, называется южным и т. д. Различаются также северо-восточные, северо-западные, юго-восточные и юго-западные ветры. Чтобы точнее определять, какой именно из этих ветров дует, в нижнюю часть вертикального стального стержня флюгера ввинчивают от четырех до восьми металлических прутьев (рис. 3); каждый из этих прутьев указывает определенную страну горизонта — север, юг, юго-запад и т. д.
На верхнем конце подвижной трубки флюгера укреплено приспособление, показывающее силу ветра. Оно состоит из железной рамы, к верхней части которой привешена металлическая дощечка. Эта рама закреплена на трубке таким образом, что плоскость дощечки всегда перпендикулярна к направлению ветра. Если ветра нет, дощечка висит вертикально. Но как только начинает дуть ветер, она отклоняется в сторону, и тем больше, чем сильнее ветер.
Скорость ветра измеряют метрами в одну секунду. Для того, чтобы узнавать по дощечке, какой силы дует ветер, сбоку у железной рамы имеется дуга, в которую вставлены восемь маленьких штифтов.
Силу ветра принято также обозначать в условных цифрах — баллах. Полное затишье — штиль — обозначается 0 баллов. Тихий ветер, со скоростью один метр в одну секунду, соответствует 1 баллу. Дальше следуют: легкий ветер — (2–3 метра в секунду) — 2 балла; слабый — 3 балла; умеренный — 4 балла; свежий — 5; сильный — 6; крепкий — 7; очень крепкий — 8; шторм — 9; сильный шторм —10; жестокий шторм —11; ураган — 12 (рис. 4).
Рис. 4. Баллы: 1 балл — слегка отклоняется дым из труб, скорость ветра 1 м/сек. 3 балла — движутся листья; скорость ветра 4–5 м/сек. 5 баллов — качаются ветви; скорость ветра 9—10 м/сек. 7 баллов — качаются тонкие стволы деревьев; скорость ветра 14–17 м/сек. 9 баллов — качаются большие деревья; скорость ветра 21–24 м/сек. 12 баллов — разрушительное действие ветра; скорость ветра — 34 и более м/сек.
Для наблюдения ветра в верхних слоях атмосферы применяют другие приборы, например шары-пилоты. Это небольшие резиновые шары, наполненные легким газом — водородом. Они способны подниматься вверх на тридцать — сорок километров. Наблюдая с земли за их передвижением, можно определять как направление, так и скорость ветра на различных высотах.
Но каким образом и почему приходят в движение над Землей массы воздуха? Где и отчего рождается ветер?
Причина, вызывающая ветры, давно найдена. Это различное давление воздуха, или, как говорят, различное атмосферное давление в разных местах, находящихся на одной и той же высоте над уровнем моря.
Мы уже говорили, что атмосферное давление сильно убывает с высотой. Но, оказывается, и над самой поверхностью Земли давление воздуха не бывает одинаковым и постоянным. В одном месте оно выше, в другом — ниже; сегодня, скажем, в Москве давление понижается, а завтра, наоборот, начинает повышаться. И так происходит все время. Почему это так, мы расскажем дальше.
Как же различное давление воздуха вызывает движение огромных воздушных масс? А вот как.
Куда течет вода в реке? Для каждого ясно — в сторону уклона. И чем больше этот уклон, тем быстрее течет вода.
Подобное явление происходит и в воздухе. Чем сильнее сжат воздух, то есть чем больше его давление, тем сильнее он стремится расшириться, раздаться во все стороны. Но куда воздух может расширяться, когда он окружает всю Землю? А туда, где воздуха меньше, где давление его ниже. Так и «текут» всегда воздушные массы из мест с большим давлением воздуха в те места, где атмосферное давление меньше. И чем больше разность этих давлений в каких-либо двух соседних областях, тем стремительнее происходит между ними передвижение воздушных масс, тем сильнее там дует ветер.
Вот почему рождается на Земле ветер, и вот почему он так различен по своей силе — от легкого ветерка до урагана.