حقایقی درمورد بادها‌ی جهانی

باد برای محیط زیست زمین و ایجاد تغییرات شرایط آب و هوایی بسیار حیاتی است. الگوهای باد جهانی بسیار فراتر از نشان دادن تنها جهت جریان آنها عمل می‌کنند. در این مقاله حقایق جالبی در مورد بادهای جهانی ذکر شده است.

آیا باد و باران موسمی (فصلی) ارتباطی با وزش باد دارند؟

باد موسمی برگشت فصلی الگوی بادهای طبیعی است. بادهای موسمی جنوب غربی که در سرتاسر خلیج بنگال و دریای عرب می‌وزند، با خود باران‌های موسمی را به آسیای جنوب شرقی می‌آورند.
باد حرکت جبهه‌های عظیم هوا بر فراز زمین می‌باشد. الگوی گردش باد جهانی در نتیجه‌ی کمربند فشار هوای جهانی است. بادها از مناطق پر فشار به مناطق کم فشار حرکت می‌کنند. این بادها همواره در تلاشند تا میان عدم تعادل تابشی که ناشی از تفاوت میزان دریافت و جذب تابش خورشیدی در مناطق مختلف زمین است، تعادل برقرارسازند.
بادهای جهانی شیوه‌ای جهت انتقال انرژی از استوا به قطب‌ها می‌باشند. اینها الگوهای اصلی باد هستند که عمدتاً به علت چرخش زمین و گرمای متفاوت سطح زمین در ناحیه‌ی استوا و قطب‌ها شکل می‌گیرند. اجازه دهید ابتدا به مفهوم کمربند باد و الگوی چرخش هوا پی ببریم.

 

کمربندهای باد جهانی

جریان هوای بادهای سطحی به سه دسته کمربند باد (واقع در دو نیمکره) طبقه‌بندی می‌شوند.
بادهای شرقی قطبی: بادهایی هستند که بین 60 تا 90 درجه‌ی عرض جغرافیایی مناطق قطبی پر فشار به سمت نواحی استوایی می‌وزند. این بادها به سمت راست خود در نیمکره‌ی شمالی و به سمت چپ خود در نیمکره جنوبی تغییر جهت می‌دهند.
بادهای غربی: بادهایی هستند که از نواحی گرمسیری استوایی به سمت نواحی قطبی بین 30 تا 60 درجه‌ی عرض جغرافیایی یا عرض میانه می‌وزند. کانادا، ایالات متحده و بخش عمده‌ی قاره آمریکای شمالی، بادهای غربی را تجربه می‌کنند. این بادها بر شرایط آب و هوایی بریتانیا نیز تأثیر می‌گذارند.
بادهای تجاری: بادهایی هستند که در نواحی گرمسیری (بادهای تجاری شمال شرقی و جنوب شرقی) بین 0 تا 30 درجه‌ی عرض جغرافیایی می‌وزند.

اثر کوریولیس Coriolis Effect

انحراف باد به سمت راست (در جهت عقربه‌های ساعت) در نیمکره شمالی و به سمت چپ (خلاف جهت عقربه‌های ساعت) در نیمکره جنوبی را گویند. که به علت چرخش زمین از غرب به شرق اتفاق می‌افتد. سرعت یک شیء و حرکت آن به چرخش زمین وابسته است. همچنین، سرعت چرخش زمین در ناحیه‌ی استوا حداکثر بوده و به سمت نواحی قطبی کاهش می‌یابد. این مسئله به شکل غیر عادی زمین نسبت داده می‌شود، به گونه‌ای که در نواحی قطبی شکل نسبتاً مسطحی داشته و در نواحی استوایی دارای برآمدگی است. در نتیجه نیروی کوریولیس در ناحیه‌ی استوایی صفر بوده و همراه با عرض جغرافیایی افزایش می‌یابد.

جریان جوی

جریان هوا در لایه‌های پایین‌تر و بالاتر تروپوسفر در هر دو نیمکره دارای یک الگوی دایره‌ای است که از طریق سلولهای ذیل توضیح داده می‌شود:
سلول هادلی Hadley: که نام آن از جورج هادلی برگرفته شده، در هر دو نیمکره حرکت چرخشی هوا در بالای نواحی استوایی را شرح می‌دهد. به دلیل درجه حرارت بالاتر، نواحی استوایی مناطق کم فشاری هستند. هوای گرم که به طور طبیعی سبک است در این منطقه به سمت بالا رفته و در همان جهت بالا تا انتهای تروپوسفر (لایه زیرین جو) حرکت می‌کند. سپس به سمت قطب جریان می‌یابد. اکنون هوای سردتر و سنگین‌تر در ناحیه‌ی پر فشار نیمه حاره‌ای (وابسته به نواحی هم مرز نواحی استوایی) در 30 درجه‌ی عرض جغرافیایی پایین می‌رود. و نزدیک به سطح، انشعاب بیشتری پیدا می‌کند؛ یک جریان هوا که به سمت ناحیه‌ی استوایی در حال حرکت است، بادهای تجاری را شکل داده و حرکت دورانی را کامل می‌کند.
سلول فِرِل Ferrel: مدل حرکت چرخشی باد که توسط ویلیام فرل ارائه شده است، جریان بادهای عرض میانه را تا حدودی توضیح می‌دهد. در کمربند کم فشار نیمه حاره‌ای حدوداً 60 درجه‌ی عرض جغرافیایی، هوای نزدیک سطح منشعب شده و در امتداد جبهه‌ی قطبی (مرز بین هوای سرد قطبی و هوای گرم نیمه حاره‌ای) به سمت بالا حرکت می‌کند. هر چند در ارتفاع بالاتر، هوا شروع به حرکت به سمت نواحی استوایی کرده و در ناحیه‌ی پر فشار نیمه حاره‌ای به پایین حرکت می‌کند و در حدود 30 درجه‌ی عرض جغرافیایی بادهای غربی را در سطح تشکیل می‌دهد. بنابراین، جریان هوا در سلول فرل بر خلاف دو سلول دیگر است. با این حال، این پدیده دارای کمی پیچیدگی بوده و به طور کامل در مورد آن شناختی وجود ندارد.
سلول قطبی: هوای گرمتر از عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر به سوی قطب رهسپار می‌شوند. این هوا در کمربند پر فشار قطبی در نزدیکی نواحی قطبی به پایین فرو می‌رود. سپس از قطبها دور شده به سمت نواحی استوایی حرکت می‌کنند و بادهای شرقی قطبی را با انحراف به سمت راست خود در هر دو نیمکره شکل می‌دهند.

حقایقی جالب در مورد بادهای جهانی

1. بادها بر اساس جهتی که از آن طرف می‌وزند، نامگذاری می‌شوند. از این رو، به عنوان مثال، بادهای غربی، بادهایی هستند که منشاء آنها از سمت مغرب می‌باشد.
2. منطقه‌ی همگرایی درون حاره‌ای (ITCZ) ناحیه‌ای است که در آن باد شمال شرقی و جنوب شرقی تجاری به هم نزدیک (همگرا) می‌شوند. این منطقه‌ی استوایی کم فشاری است که در آنجا هوای گرم به سمت بالا پیش می‌رود. و همچنین به آن منطقه‌ی رکود یا آرامگان استوایی doldrums گویند.
3. تغییر فصلی کمربندها به علت شیب محوری زمین و حرکت انتقالی آن و گرمای متفاوت سطح در طول تابستان و زمستان رخ می‌دهد. در نتیجه کمربندهای باد، در طول تابستانهای شمالی بسوی شمال و در طول زمستان‌های شمالی بسوی جنوب تغییر مکان می‌دهند. ITCZ و جریان جوی (سلول‌ها) نیز بر طبق آن تغییر مکان می‌دهند.
4. عرض‌های جغرافیایی اسبی Horse latitudes، نواحی پر فشاری هستند که در آن بادهای تجاری و غربی به هم نزدیک می‌شوند. و با آب و هوایی خشک و شکل‌گیری کویر همراه است.
5. چرخاب اقیانوسی، جریانهای اقیانوسی مدوری هستند که به دلیل جریانهای باد مخالف بادهای تجاری و غربی شکل گرفته و مانند نیروی کوریولیس می‌باشند.
6. دریانوردان اسپانیایی به کمک وزش بادهای شمال شرق مسیرهای رسیدن به آمریکا را شناسایی می‌کردند و از طریق بادهای غربی به موطن خود برمی‌گشتند.
7. بادهای چهلگان (عرضهای چهلگان با بادهای غران)، بادهای غربی واقعاً قدرتمندی مابین 40 و 50 درجه‌ی عرض جغرافیایی نیمکره‌ی جنوبی هستند. کمک این بادها به ملوانان در سفر از اروپا به قاره آسیا و استرالیا به اثبات رسیده است. نام آنها چنانچه با قدرت بیشتری بوزند در عرضهای 50 درجه به بادهای خشمناک (پنجاهی‌های عصبانی) و یا عرضهای‌ 60 درجه به بادهای فریاد کنان (شصتی‌های جیغ زن) تغییر می‌یابد. کَشتی‌های بادپا (کشتی‌هایی که با سرعت بالا حرکت می‌کنند) از این بادهای چهلگان استفاده می‌کردند و مسیر اقیانوسی، مسیر بادپا نامیده می‌شد.
8. دما و درصد رطوبت بادهایی که در ساحل می‌وزند با شکل گیری بیابان، گردباد، طوفان، و غیره ارتباط دارند.
9. رود بادها یا جت استریم‌ها Jet streams، کانالهای باریکی از جریان هوای سریع در ارتفاعات بالاتر (در حدود یا بیش از 10 کیلومتر از سطح زمین) می‌باشند. و در میان تروپوپوز (انتهای تروپوسفر) و استراتوسفر جریان دارند. رود بادهای غربی که از دریای مدیترانه نشأت می‌گیرند شرایط آب و هوایی قاره‌های اروپا و آسیا را تحت تأثیر قرار می‌دهند.
10. چنانچه گرادیان فشار (اختلاف فشار بین دو مرکز فشار) دارای شیب بیشتری باشند، بادها با شدت بیشتری می‌وزند. از این رو، بر عکس، در مناطقی که اختلاف فشار بین دو محل کمتر باشد، بادها ضعیفترند.
11. امواج راسبی Rossby waves الگوهای مواج و یا نوسانات هوای بالای بادهای غربی هستند که ماهیت بادهای ارتفاع بالا را به امواج بلند تغییر می‌دهند.
12. گردبادها، سیستمهای کم فشاری هستند که در آن باد با سرعت زیاد به سمت بالا جمع می‌شوند. در حالی که گردبادهای هوایی anti-cyclones ، سیستمهای پر فشاری هستند که در آن بادها همانطور که به سمت زمین پایین می‌روند، تجمع می‌یابند یا همگرا می‌شوند.

این نهاد طبیعی که «باد» نامیده می‌شود، برای اتمسفر با ارزش ما مثل حامی عمل می‌کند. علاوه بر این، بادهایی که بر فراز سطوح اقیانوس پهناور می‌وزند، جریانهای اقیانوسی را تولید می‌کنند، که به نوبه خود حرکت چرخشی آن نیز به حفظ درجه حرارت این آب‌ها کمک می‌کند.