الرياح
الرياح هي حركة الهواء التي يتم إنشاؤها من خلال ارتفاع درجة الحرارة وانخفاض الهواء البارد، ويتم ذلك من خلال العمليات التي تحدث عندما تقوم الشمس بتسخين الأرض ويتم تسخينها بسرعة أكبر من تسخين الماء، فيصبح الهواء فوق الأرض أكثر دفئًا ويرتفع لأعلى مما ينشئ منطقة ذات ضغط منخفض ويستمر ارتفاع الهواء، ويسقط من خلال التبريد والتحريك فوق الماء وتنشئ منطقة من الضغط العالي ويتجه الهواء البارد نحو الأرض، وهذه الحركات تختلف في درجة الحرارة والضغط التي تولد الرياح.
كيفية تحديد اتجاه الرياح
يمكن معرفة اتجاه الرياح في العديد من الحالات على سبيل المثال، يجب معرفة اتجاه الريح وتحديد الاتجاه من خلال تحرك جسم ما أو استخدام معدات متخصصة لمراقبة الاتجاه، وهناك عدة طرق لتحديد اتجاه الرياح من خلال استخدام:
الاستشعار باتجاه الريح
يتم في هذه الطريقة التركيز على استخدام الحواس، من خلال إغلاق العين التي تعمل على عدم استقبال الرسائل المرئية التي تصل إلى العقل والتركيز بشكل كامل على الحواس الأخرى، ويتم استخدام أصابع اليد ووضع السبابة في الماء حتى تبتل، ومن ثم رفع الإصبع بعيدًا عن الجسم والجانب الذي يكون شديد البرودة هو الجانب الذي تهب منه الرياح، وعند استدراة الرأس يكون الاتجاه المواجهة هو الاتجاه القادم الرياح منه، ويكون الأكثر حساسية للرياح الخفيفة هو جلد الوجه، وعند مواجهة الريح مباشرة يجب أن يبدو الصوت نفسه في كلتا الأذنين، ويمكن سماعها من كلا الجانبين.
الأدوات المستخدمة لتحديد اتجاه الرياح
يمكن استخدام مجموعة متنوعة من الأدوات لتحديد اتجاه الريح، ويمكن بطرق بسيطة وضع الإصبع المبلل في الهواء لتحسس اتجاه الريح، ولكن تمت الحاجة إلى قراءة أكثر دقة فيستخدم عجلة الريح أو المروحة، وتعمل هذه الأدوات كمساعدة لتحديد أنماط الطقس وقياس الظروف الحالية وأهمها:
- أدوات بسيطة (Windsocks): هي أدوات أساسية لقياس اتجاه وشدة الرياح وتتألف من قطعة أنبوبيّة من القماش أو قماش مرن رقيق متصل بعامود، عندما تبدأ الرياح بالهبوط تملأ حاجز الريح وتتسبب في توسع الجانبين وتكون منفصلة، ينتج عن هذا المظهر الأسطواني المستدير تقارب الرياح (windsock 's rounded) وارتفاع عامود الريح إلى وضع أفقي، وعندما يتغير اتجاه الرياح يدور العامود أو الحزام المرتبط بغطاء الريح ويمكن قياس اتجاه الرياح من خلال اتجاه تقارب الرياح (windsock' s rounded).
- مراوح الطقس (Weather Vanes): تتكون هذه الأداة من عامود أفقي يوضع فوق عامود رأسي ويتم ربط القطبين معًا بحيث يمكن للقطب الأفقي التحرك بشكل مستقل عن قاعدة الهيكل وتكون النهاية الرأسية مسطحة تتفاعل مع الرياح وعلى شكل عريض ومسطح، وعندما تهب الرياح على الجانب العريض من النهاية، فإنها تدفعها وتتسبب في دوران العامود وعندما يدور العامود إلى موضع موازٍ لاتجاه الريح، فإن الطرف المسطح يكون موازيًا ويتحرك الهواء بجانبه وليس له أي تأثير إضافي على موضع القطب.
- أجهزة قياس شدة وسرعة الرياح (Anemometers): يستخدم خبراء الأرصاد الجوية أجهزة تسمى أجهزة قياس شدة الرياح لقياس سرعة الرياح، وتوفر بعض المقاييس التقريبية لشدة الرياح أجهزة قياس شدة الريح المحترفة آلات معقدة بمساعدة الكمبيوتر تقيس وتسجيل أنماط الرياح، وتقدم خدمات قيمة في إعداد تقارير احترافية عن الطقس ومراقبة الحركة الجوية ومراقبة الظروف المثالية لإطلاق المركبات الفضائية، مثل أدوات مسح عند التنقيب عن محطات توليد الطاقة بواسطة الرياح .
القوى المؤثرة على سرعة الرياح واتجاه الرياح
يقاس اتجاه الرياح حسب عدد الدرجات من الشمال الحقيقي أو 360 درجة على البوصلة ويتم وصفها وفقًا للاتجاه الذي تنبع منه، وتنشأ الرياح عندما يتحرك الهواء من مناطق الضغط المرتفع باتجاه المناطق التي يكون ضغط الهواء فيها منخفضًا من خلال:
- درجة الحرارة (Temperature): تختلف درجة حرارة الهواء بسبب التغيرات في تسخين الغلاف الجوي للأرض وتأثير الشمس الدافئ، يكون هناك اختلاف في الكتل الهوائية في درجة الحرارة.
- الضغط الجوي (Air Pressure): وزن عامود من الهواء يصل إلى قمة الغلاف الجوي من الأرض يعد ضغط الهواء، وينخفض مع زيادة الارتفاع ويتقلب عبر سطح الأرض بسبب الاختلافات في ارتفاع الأرض.
- تسارع الجاذبية (Centripetal Acceleration): قوة الجاذبية المركزية تزداد من سرعة الهواء وتؤثر على اتجاه تدفق الرياح حول مركز الدوران، ويخلق التسارع قوة بزوايا قائمة لتدفق الريح وداخلًا نحو مركز الدوران.
- دوران الأرض (Earth's Rotation): تغيير اتجاه الرياح يحدث بسبب دوران الأرض حول محورها، وينتج ما يسمى بالرياح السائدة (prevailing winds).
