Gió

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Một làn gió nâng một tấm màn che của cô dâu

Gió là luồng không khí chuyển động trên quy mô lớn. Trên bề mặt của Trái đất, gió bao gồm một khối lớn không khí chuyển động. Trong không gian vũ trụ, gió mặt trời là sự chuyển động của các chất khí hoặc các hạt tích điện từ mặt trời vào không gian, trong khi gió hành tinh là sự thoát khí của nguyên tố hóa học nhẹ chuyển từ bầu khí quyển của một hành tinh vào không gian. Gió thường được phân loại theo quy mô về không gian, tốc độ, lực tạo ra gió, các khu vực gió xảy ra, và tác động của chúng. Những cơn gió mạnh nhất được quan sát trên một hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta xảy ra trên sao Hải Vươngsao Thổ. Gió có những khía cạnh khác nhau, một là vận tốc của nó; hai là áp suất dòng khí; ba là tổng năng lượng của một cơn gió.

Trong khí tượng học, cơn gió thường được gọi theo sức mạnh của nó, và hướng gió thổi. Sự tăng tốc đột ngột của gió được gọi là cơn gió mạnh. Sự tăng tốc kéo dài (khoảng một phút) của các cơn gió mạnh được gọi là gió giật. Gió với khoảng thời gian kéo dài hơn có những cái tên khác nhau kết hợp với tốc độ trung bình của gió, chẳng hạn như gió nhẹ (breeze), gió mạnh (gale), bão (storm), cơn bão (hurricane), và cơn bão lớn (typhoon). Gió xảy ra trên các phạm vi khác nhau, từ cơn bão kéo dài hàng chục phút, cho đến gió địa phương được hình thành do sự nung nóng của bề mặt đất liền kéo dài khoảng vài giờ, cho đến gió toàn cầu do sự khác biệt trong sự hấp thụ năng lượng mặt trời giữa các vùng khí hậu trên trái đất. Hai nguyên nhân chính của gió hoàn lưu khí quyển quy mô lớn là sự khác biệt nhiệt độ giữa xích đạo và các cực, và vòng quay của Trái đất (hiệu ứng Coriolis). Trong vùng nhiệt đới, hoàn lưu nhiệt thấp trên địa hình bình nguyên và cao nguyên có thể tạo ra lưu thông gió mùa. Tại các khu vực ven biển các chu kỳ gió thổi từ biển vào đất liền và ngược lại có thể được coi là gió địa phương; ở các khu vực có địa hình biến động, gió núi và gió thung lũng là những gió địa phương.

Trong nền văn minh của con người, gió đã tạo cảm hứng cho thần thoại, ảnh hưởng đến các sự kiện lịch sử, mở rộng phạm vi của các phương tiện giao thôngchiến tranh, và cung cấp nguồn năng lượng cho cơ khí, điệngiải trí. Gió đã tạo năng lượng cho các chuyển động của tàu thuyền trên các đại dương của Trái đất. Khí cầu khí nóng sử dụng gió để có các chuyến đi ngắn, và các chuyến bay có năng lượng riêng sử dụng gió để tăng lực nâng và giảm tiêu thụ nhiên liệu. Các vùng gió giật gây ra bởi hiện tượng thời tiết khác nhau có thể dẫn đến tình huống nguy hiểm cho máy bay. Khi những cơn gió trở nên mạnh mẽ, cây xanh và công trình nhân tạo bị hư hỏng hoặc bị phá hủy.

Gió có thể tạo hình dạng cho địa hình, thông qua một loạt các quá trình aeolian như sự hình thành của các loại đất màu mỡ, như đất phù sa, và cả sự xói mòn của đất. Nhờ gió, bụi từ sa mạc lớn có thể được di chuyển một khoảng cách rất lớn từ khu vực gốc của nó; gió được tăng tốc bởi địa hình gồ ghề và kết hợp với các đám bụi đã được đặt tên theo khu vực ở các bộ phận khác nhau của thế giới vì tác dụng đáng kể của chúng trên các vùng đất đó. Gió ảnh hưởng đến sự lây lan của cháy rừng. Gió phân tán hạt giống từ các loài thực vật khác nhau, tạo điều kiện cho sự tồn tại và phát tán của các loài cây, cũng như số lượng côn trùng biết bay. Khi kết hợp với không khí lạnh, gió có tác động tiêu cực đối với vật nuôi. Gió ảnh hưởng đến thực phẩm dự trữ của các loài động vật, cũng như cách thức săn bắn và chiến lược phòng thủ của chúng.

Nguyên nhân hình thành[sửa | sửa mã nguồn]

Phân tích bề mặt của Great Blizzard 1888. Những khu vực có nhiều đường đẳng áp lớn hơn cho thấy gió nhiều hơn.

Gió được tạo ra bởi sự khác biệt trong áp suất khí quyển. Khi một sự khác biệt trong áp suất khí quyển tồn tại, không khí di chuyển từ vùng có áp suất cao hơn đến các vùng áp suất thấp hơn, dẫn đến những cơn gió có tốc độ khác nhau. Trên một hành tinh quay, không khí cũng sẽ bị chệch hướng bởi hiệu ứng Coriolis, ngoại trừ trên đường xích đạo. Trên toàn cầu, hai yếu tố thúc đẩy chính của mô hình gió quy mô lớn (hoàn lưu khí quyển) là nhiệt độ khác biệt giữa xích đạo và các cực (sự khác biệt trong sự hấp thụ năng lượng mặt trời tạo ra điều này) và sự quay của hành tinh. Bên ngoài các vùng nhiệt đới và ở trên cao từ các hiệu ứng ma sát của bề mặt, gió quy mô lớn có xu hướng đạt đến cân bằng. Gần bề mặt trái đất, ma sát làm cho gió trở nên chậm hơn. Ma sát bề mặt cũng gây ra những cơn gió thổi vào bên trong vào các khu vực áp suất thấp nhiều hơn.[1] Một lý thuyết gây tranh cãi mới, cho thấy gradient khí quyển được gây ra bởi sự ngưng tụ nước do rừng tích lũy gây ra một chu kỳ phản hồi tích cực của rừng hút không khí ẩm từ bờ biển.[2]

Gió được xác định do một điểm cân bằng lực lượng vật lý được sử dụng trong phân tích kết cấu gió. Chúng rất có ích cho việc đơn giản hóa các phương trình chuyển động của khí quyển và để làm đối số định lượng về sự phân bố theo chiều ngang và chiều dọc của gió. Các thành phần gió geostrophic là kết quả của sự cân bằng giữa lực Coriolis và lực lượng chênh áp. Nó chảy song song với isobars và xấp xỉ với dòng chảy ở trên lớp biên khí quyển trong midlatitudes.[3] Gió nhiệt là sự khác biệt trong gió geostrophic giữa hai mức áp suất trong khí quyển. Nó chỉ tồn tại trong một bầu không khí với gradient nhiệt độ nằm ngang.[4] Các thành phần gió không phải geostrophic là sự khác biệt giữa thực tế và gió geostrophic, chúng chịu trách nhiệm cho việc "làm đầy" không khí bằng các lốc xoáy theo thời gian.[5] Gió gradient tương tự như các gió geostrophic nhưng bao gồm các lực ly tâm (hoặc gia tốc hướng tâm).[6]

Đo lường[sửa | sửa mã nguồn]

Gió kế kiểu cốc với các trục thẳng đứng
Một cơn xoáy lốc (Oklahoma, May 1999)

Hướng gió thường được biểu diễn theo hướng mà nó bắt đầu. Ví dụ, một cơn gió bắc thổi từ bắc đến nam.[7] Dự báo thời tiết dùng mũi tên để chỉ hướng gió.[8] Tại sân bay, cờ gió dùng để chỉ hướng gió, và cũng có thể được sử dụng để ước tính tốc độ gió bằng góc nâng của cờ.[9] Tốc độ gió được đo bằng gió kế, phổ biến nhất là sử dụng cốc xoay hoặc cánh quạt. Khi cần thiết phải đo với tần số cao (chẳng hạn như trong các ứng dụng nghiên cứu), gió có thể được đo bằng tốc độ lan truyền của tín hiệu siêu âm hoặc do tác động của gió trên điện trở của một dây kim loại nung nóng.[10] Một loại máy đo gió sử dụng ống Pitot tận dụng lợi thế của sự khác biệt áp suất giữa một ống bên trong và một ống ngoài được tiếp xúc với gió để xác định áp lực động, số liệu này được sử dụng để tính toán tốc độ gió.[11]

Tốc độ gió duy trì được báo cáo trên toàn cầu ở 10 mét (33 ft) chiều cao và được tính trung bình trên một khoảng thời gian 10 phút. Tại Hoa Kỳ báo cáo gió trong khoảng thời gian trung bình 1 phút cho các cơn bão nhiệt đới,[12] và trung bình 2 phút trong khi quan sát thời tiết.[13] Tại Ấn Độ báo cáo gió trong khoảng thời gian trung bình 3 phút.[14] Khoảng thời gian trung bình lấy mẫu gió là quan trọng, vì giá trị của cơn gió duy trì một phút thường là lớn hơn 14% so với cơn gió duy trì một phút[15]. Một bùng phát ngắn của gió tốc độ cao được gọi là một cơn gió (gust), một định nghĩa kỹ thuật của một cơn gió là: giá trị tối đa vượt quá tốc độ gió thấp nhất đo được trong một thời gian mười phút khoảng 10 knots (19 km/h). Một cơn gió mạnh là cơn gió có tốc độ gió tăng gấp đôi trên một ngưỡng nhất định, kéo dài trong một phút hoặc hơn.

Thang đo cường độ gió[sửa | sửa mã nguồn]

Thang độ Fujita cải tiến[sửa | sửa mã nguồn]

Trạm đo mô hình[sửa | sửa mã nguồn]

Năng lượng gió[sửa | sửa mã nguồn]

Năng lượng gió được nhiều quốc gia trên thế giới sử dụng làm điện.

Khí hậu địa cầu[sửa | sửa mã nguồn]

Gió địa phương[sửa | sửa mã nguồn]

Gió địa phương là gió riêng biệt từng địa phương, từng đới khí hậu. Những đợt gió tại Việt Nam là:gió mùa , gió mùa đông bắc, gió mùa tây nam.

Ứng dụng của gió[sửa | sửa mã nguồn]

Gió là sự di chuyển của không khí trong tầng đối lưu từ miền có khí áp cao đến miền khí áp thấp.

Vai trò trong thế giới tự nhiên[sửa | sửa mã nguồn]

Tác hại[sửa | sửa mã nguồn]

Tác hại của gió là một đợt gió từ cấp 7 và nhiều hơn nữa sẽ khiến cho những người đi bộ ngoài đường phải rất khó khăn vì phải cản lại sức gió,ở những cơn gió từ cấp 9 trở lên có thể khiến cho tốc các mái nhà.Còn ở vòi rồng thì tác hại của nó gấp nhiều lần các tác hại vừa rồi,một cơn vòi rồng có thể sẽ khiến một ngôi nhà tung ra khỏi móng, phá hủy giao thông thậm chí là chết người, gây thiệt hại rất nhiều.

Gió trong vũ trụ[sửa | sửa mã nguồn]

Gió đã được các nhà khoa học phát hiện có trên sao Hải Vươngsao Thổ và gió trong vũ trụ được biết đến nhiều nhất là gió mặt trời.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ JetStream (2008). “Origin of Wind”. National Weather Service Southern Region Headquarters. Truy cập ngày 16 tháng 2 năm 2009. 
  2. ^ Makarieva, Anastassia; V. G. Gorshkov, D. Sheil, A. D. Nobre, B.-L. Li (tháng 2 năm 2013). “Where do winds come from? A new theory on how water vapor condensation influences atmospheric pressure and dynamics”. Atmospheric Chemistry and Physics 13 (2): 1039–1056. Bibcode:2013ACP....13.1039M. doi:10.5194/acp-13-1039-2013. Truy cập ngày 1 tháng 2 năm 2013. 
  3. ^ Glossary of Meteorology (2009). “Geostrophic wind”. American Meteorological Society. Truy cập ngày 18 tháng 3 năm 2009. 
  4. ^ Glossary of Meteorology (2009). “Thermal wind”. American Meteorological Society. Truy cập ngày 18 tháng 3 năm 2009. 
  5. ^ Glossary of Meteorology (2009). “Ageostrophic wind”. American Meteorological Society. Truy cập ngày 18 tháng 3 năm 2009. 
  6. ^ Glossary of Meteorology (2009). “Gradient wind”. American Meteorological Society. Truy cập ngày 18 tháng 3 năm 2009. 
  7. ^ JetStream (2008). “How to read weather maps”. National Weather Service. Truy cập ngày 16 tháng 5 năm 2009. 
  8. ^ Glossary of Meteorology (2009). “Wind vane”. American Meteorological Society. Truy cập ngày 17 tháng 3 năm 2009. 
  9. ^ Glossary of Meteorology (2009). “Wind sock”. American Meteorological Society. Truy cập ngày 17 tháng 3 năm 2009. 
  10. ^ Glossary of Meteorology (2009). “Anemometer”. American Meteorological Society. Truy cập ngày 17 tháng 3 năm 2009. 
  11. ^ Glossary of Meteorology (2009). “Pitot tube”. American Meteorological Society. Truy cập ngày 17 tháng 3 năm 2009. 
  12. ^ Tropical Cyclone Weather Services Program (1 tháng 6 năm 2006). “Tropical cyclone definitions” (PDF). National Weather Service. Truy cập ngày 30 tháng 11 năm 2006. 
  13. ^ Office of the Federal Coordinator for Meteorology. Federal Meteorological Handbook No. 1 – Surface Weather Observations and Reports September 2005 Appendix A: Glossary. Retrieved 2008-04-06.
  14. ^ Sharad K. Jain, Pushpendra K. Agarwal, Vijay P. Singh (2007). Hydrology and Water Resources of India. Springer. tr. 187. ISBN 978-1-4020-5179-1. Truy cập ngày 22 tháng 4 năm 2009. 
  15. ^ Jan-Hwa Chu (1999). “Section 2. Intensity Observation and Forecast Errors”. United States Navy. Truy cập ngày 4 tháng 7 năm 2008. 
Các chủ đề chính trong cơ học chất lưu
Áp suất | Bọt khí và khoảng rỗng | Cơ học chất lưu tổng quát | Điều kiện biên | Đối lưu | Gió | Khí động học | Lực căng bề mặt | Lực cuốn trôi | Nhiễu loạn | Nhớt | Thuỷ tĩnh học | Thuỷ từ động học