Understanding Winds: The Atmosphere in Motion

Wind kan worden geassocieerd met enkele van de meest weersomstandigheden complexe stormen, maar het begin kan niet eenvoudiger zijn.

Gedefinieerd als de horizontaal beweging van lucht van de ene locatie naar de andere, winden ontstaan ​​door verschillen in luchtdruk. Omdat ongelijke verhitting van het aardoppervlak deze drukverschillen veroorzaakt, is uiteindelijk de energiebron die wind genereert de zon.

Nadat de winden zijn begonnen, is een combinatie van drie krachten verantwoordelijk voor het regelen van de beweging ervan: de drukgradiëntkracht, de Corioliskracht en wrijving.

Het is een algemene regel van de meteorologie dat lucht stroomt van gebieden met een hogere druk naar gebieden met een lagere druk. Als dit gebeurt, worden luchtmoleculen op de plaats van hogere druk opgebouwd naarmate ze zich klaarmaken om naar de lagere druk te duwen. Deze kracht die lucht van de ene locatie naar de andere duwt, staat bekend als de drukgradiënt kracht. Het is de kracht die luchtpakketten versnelt en zo de wind laat waaien.

De sterkte van de "duwende" kracht of drukgradiëntkracht hangt af van (1) hoeveel verschil er is in luchtdruk en (2) de hoeveelheid afstand tussen de drukgebieden. De kracht zal sterker zijn als het drukverschil groter is of als de afstand daartussen korter is, en vice versa.

Als de aarde niet draaide, zou de lucht recht stromen, in een direct pad van hoge naar lage druk. Maar omdat de aarde naar het oosten draait, wordt lucht (en alle andere vrij bewegende objecten) rechts van hun bewegingspad op het noordelijk halfrond afgebogen. (Ze worden op het zuidelijk halfrond naar links afgebogen). Deze afwijking staat bekend als de Coriolis-kracht.

De Corioliskracht is recht evenredig met de windsnelheid. Dit betekent dat hoe sterker de wind waait, des te sterker de Coriolis deze naar rechts zal buigen. Coriolis is ook afhankelijk van de breedtegraad. Het is het sterkst aan de polen en verzwakt naarmate men dichter bij 0 ° noorderbreedte (de evenaar) komt. Zodra de evenaar is bereikt, is de Corioliskracht niet meer aanwezig.

Pak je voet en beweeg hem over een vloerbedekking. De weerstand die je daarbij voelt - het ene object over het andere verplaatsen - is wrijving. Hetzelfde gebeurt met wind als het waait over het oppervlak van de grond. Wrijving doordat het over terrein gaat - bomen, bergen en zelfs grond - onderbreekt de beweging van de lucht en werkt om het te vertragen. Omdat wrijving wind vermindert, kan het worden gezien als de kracht die de drukgradiëntkracht tegenwerkt.

Het is belangrijk op te merken dat wrijving slechts binnen enkele kilometers van het aardoppervlak aanwezig is. Boven deze hoogte zijn de effecten te klein om er rekening mee te houden.

Wind is een vectorgrootheid. Dit betekent dat het uit twee componenten bestaat: snelheid en richting.

De windsnelheid wordt gemeten met een windmeter en wordt gegeven in mijlen per uur of knopen. De richting wordt bepaald door een windwijzer of windsock en wordt uitgedrukt in termen van de richting waaruit het waait. Als er bijvoorbeeld wind van noord naar zuid waait, wordt dat gezegd noordelijkof vanuit het noorden.

Als een manier om windsnelheid gemakkelijker te relateren aan waargenomen omstandigheden op land en zee, en verwachte stormsterkte en materiële schade, worden windschalen vaak gebruikt.

• Beaufort windschaal
  Uitgevonden in 1805 door Sir Francis Beaufort (een officier van de Royal Navy en admiraal), hielp de schaal van Beaufort zeilers de windsnelheid te schatten zonder instrumenten te gebruiken. Ze deden dit door visuele observaties te maken van hoe de zee zich gedroeg wanneer er wind stond. Deze waarnemingen werden vervolgens vergeleken met de schaal van Beaufort en de bijbehorende windsnelheid kon worden geschat. In 1916 werd de schaal uitgebreid met land.
  De oorspronkelijke schaal bestaat uit dertien categorieën van 0 tot 12. In de jaren veertig werden vijf aanvullende categorieën (13 tot 17) toegevoegd. Het gebruik ervan was voorbehouden aan tropische cyclonen en orkanen. (Deze Beaufort-nummers worden zelden gebruikt omdat de Saffir-Simpson-schaal hetzelfde doel dient.)
• Saffir-Simpson orkaan windschaal
  De Saffir-Simpson-schaal beschrijft de waarschijnlijke effecten en materiële schade door een aanlandende of passerende orkaan op basis van de sterkte van de maximale aanhoudende windsnelheid van een storm. Het verdeelt orkanen in vijf categorieën, van 1 tot 5, op basis van wind.
• Verbeterde Fujita-schaal
  De Enhanced Fujita (EF) -schaal beoordeelt de sterkte van tornado's op basis van de hoeveelheid schade die hun winden kunnen veroorzaken. Het verdeelt tornado's in zes categorieën, van 0 tot 5, op basis van wind.

Deze termen worden vaak gebruikt in weersvoorspellingen om specifieke windsterkte en duur weer te geven.