Khám phá Trái đất – 10 vạn câu hỏi vì sao
Gió thổi có trận mạnh trận yếu, rất ít khi gió thổi cùng một tốc độ. Trung tâm khí tượng thủy văn báo cáo về sức gió thường nói: gió giật cấp 5, 6 hoặc 7, đó cũng chính là muốn nói đến tính chất của các trận gió. Cấp 5, 6 chỉ cấp gió trung bình, tương đương với vận tốc trung bình của gió là 8-10 m/s hoặc 10.8- 13.8 m/s; gió cấp 7 tương đương với vận tốc di chuyển của gió là 13.9-17.1 m/s.
Theo quy định của Đài khí tượng thủy văn Trung Quốc, thời gian quan sát tốc độ gió được thống nhất là tốc độ bình quân trong 2 phút. Có lúc sẽ phải căn cứ vào những điều kiện cần thiết khác để tính toán tốc độ gió trung bình trong 1 hay 10 giây. Nếu trong một thời gian rất ngắn mà vận tốc di chuyển của gió đạt tới tối đa thì được gọi là gió giật cấp tốc.
Tại sao gió thổi lại có trận mạnh, trận yếu?
Trước tiên chúng ta phải nói tới sự chuyển động hỗn loạn của các luồng không khí . Bạn đã từng thấy, khói trong ống khói khi thoát ra đều bay hướng lên phía trên, các hạt nước nhỏ li ti trong sương mù đều di chuyển rất hỗn loạn, lá rụng ở góc tường sẽ bay lượn vòng vèo theo gió. Những điều này đã chứng minh không khí chuyển động không theo một đường thẳng mà chuyển động xoáy không theo quy luật nhất định.
Sự chuyển động không theo một quy luật nhất định này chính là sự chuyển động hỗn loạn của không khí. Khi các luồng không khí bắt đầu chuyển động, trước tiên sẽ hình thành một ranh giới tiếp xúc với địa vật, địa hình trên mặt đất.
Do bề mặt Trái Đất gồ ghề, không bằng phẳng nên tốc độ chuyển động của tầng không khí tiếp xúc với bề mặt Trái Đất không những bị ảnh hưởng bởi lực ma sát với bề mặt Trái Đất khiến cho tốc độ chuyển động bị chậm lại mà còn chuyển động sai quỹ đạo tạo ra những vòng xoáy không khí với các mức độ mạnh yếu khác nhau.
Những chiếc lá rơi ở góc tường khi bị gió thổi sẽ bay theo vòng xoáy là bởi vì khi không khí chuyển động gặp phải sự cản trở của góc tường, sẽ bị gió đẩy vào mặt ngoài của góc tường, song một khi bay qua được góc tường sẽ bị cuốn về phía mặt sau của góc tường nên sinh ra hiện tượng bay theo xoáy tròn. Tương tự, khi gió gặp phải các toà nhà cao tầng hoặc địa hình đồi núi sẽ hình thành hiện tượng xoáy không khí.
Xoáy không khí thường xuất hiện ở những nơi phát sinh đối lưu cục bộ, nhiệt độ trên mặt đất không đồng đều hay khi hai luồng không khí có vận tốc chuyển động không tương đồng hoặc hướng chuyển động đối lập nhau cũng sẽ xuất hiện hiện tượng này.
Tất cả những nguyên nhân phát sinh hiện tượng xoáy không khí đều là do phương hướng chuyển động của các luồng không khí vừa chuyển động thẳng vừa chuyển động xoáy tròn, trong chuyển động thẳng vừa có tác dụng khuếch tán, lan rộng hoặc có tác dụng hợp nhất, biến đổi dạng thái, nhiễu sóng.
Trong lúc này, cả luồng không khí lớn vẫn chuyển động dưới cùng một hướng, nhưng mỗi luồng khí nhỏ vẫn chuyển động theo những đường cong bất quy tắc với nhiều tốc độ khác nhau. Tại một địa điểm nhất định, do sự không thống nhất của những luồng không khí đó, vị trí và hướng chuyển động của luồng xoáy không khí cũng thường xuyên thay đổi dẫn tới sức gió có lúc mạnh lúc yếu.
Ở những nơi có địa hình gồ ghề, lực ma sát lớn, tốc độ chuyển động của gió sẽ lớn, sức gió sẽ mạnh.Do đó, gió trong lục địa sẽ mạnh hơn gió ngoài biển, gió ở vùng núi sẽ mạnh hơn gió ở đồng bằng. Ngoài ra, điều đó còn liên quan tới tốc độ và mức độ của mỗi trận gió, tốc độ của gió càng lớn thì sức gió càng mạnh, trong một thời gian cực ngắn thì tốc độ gió và tốc độ bình quân của gió cũng mạnh lên.