باد حرکت طبیعی هوا یا گازهای دیگر نسبت به سطح سیاره است . بادها در مقیاسهای مختلفی رخ میدهند، از جریانهای رعد و برق به مدت دهها دقیقه، نسیمهای محلی ناشی از گرم شدن سطح زمین و چند ساعت طول میکشد، تا بادهای جهانی ناشی از تفاوت در جذب انرژی خورشیدی بین مناطق آب و هوایی روی زمین . دو دلیل اصلی گردش اتمسفر در مقیاس بزرگ عبارتند از گرمایش تفاضلی بین استوا و قطب ها و چرخش سیاره ( اثر کوریولیس ). در نواحی گرمسیری و نیمه گرمسیری، گردشهای کم حرارتی بر روی زمین و فلاتهای مرتفع میتوانند گردشهای موسمی را تحریک کنند . در مناطق ساحلی، چرخه نسیم دریا / نسیم خشکی می تواند بادهای محلی را تعریف کند. در مناطقی که دارای زمین متغیر هستند، نسیم کوهستانی و دره ای می تواند غالب باشد.
بادها معمولاً بر اساس مقیاس فضایی ، سرعت و جهت آنها ، نیروهایی که آنها را ایجاد می کنند، مناطقی که در آن رخ می دهند و تأثیر آنها طبقه بندی می شوند. بادها جنبه های مختلفی از جمله سرعت ( سرعت باد )، چگالی گازهای درگیر و محتوای انرژی یا انرژی باد دارند . در هواشناسی ، بادها را اغلب با توجه به قدرت آنها و جهتی که باد از آن می وزد، اطلاق می شود. کنوانسیون جهت ها به جایی اشاره دارد که باد از کجا می آید. بنابراین، باد «غربی» یا «غربی» از غرب به شرق، باد «شمالی» به سمت جنوب می وزد و غیره. این گاهی اوقات خلاف شهود است. انفجارهای کوتاه باد با سرعت بالا را تندباد می نامند . بادهای شدید با مدت متوسط (حدود یک دقیقه) را اسکال می نامند . بادهای طولانی مدت نامهای مختلفی با قدرت متوسط آنها مرتبط است، مانند نسیم، طوفان ، طوفان و طوفان .
در فضای بیرونی ، باد خورشیدی حرکت گازها یا ذرات باردار از خورشید در فضا است، در حالی که باد سیاره ای خروج گاز عناصر شیمیایی سبک از جو سیاره به فضا است . قوی ترین بادهای مشاهده شده در یک سیاره در منظومه شمسی در نپتون و زحل رخ می دهد .
در تمدن بشری، مفهوم باد در اساطیر کاوش شده است ، وقایع تاریخ را تحت تأثیر قرار داده، دامنه حمل و نقل و جنگ را گسترش داده و منبع نیرو برای کارهای مکانیکی، برق و تفریح فراهم کرده است. باد به سفرهای کشتی های بادبانی در اقیانوس های زمین کمک می کند. بالون های هوای گرم از باد برای سفرهای کوتاه استفاده می کنند و پروازهای برقی از آن برای افزایش بالابر و کاهش مصرف سوخت استفاده می کنند. مناطق برش باد ناشی از پدیده های مختلف جوی می تواند منجر به موقعیت های خطرناک برای هواپیما شود. هنگامی که باد شدید می شود، درختان و سازه های ساخته شده توسط انسان می توانند آسیب ببینند یا از بین بروند.
بادها می توانند از طریق انواع فرآیندهای بادی مانند تشکیل خاک های حاصلخیز، به عنوان مثال لس ، و با فرسایش، شکل زمین را شکل دهند . گرد و غبار از بیابان های بزرگ را می توان با بادهای غالب به فواصل زیادی از منطقه منبع خود منتقل کرد . بادهایی که با توپوگرافی ناهموار شتاب می گیرند و با طغیان گرد و غبار همراه هستند به دلیل تأثیرات قابل توجهی که بر آن مناطق دارند در نقاط مختلف جهان به نام های منطقه ای داده شده اند. باد همچنین بر گسترش آتش سوزی های جنگلی تأثیر می گذارد. بادها می توانند دانه های گیاهان مختلف را پراکنده کنند و بقا و پراکنده شدن آن گونه های گیاهی و همچنین جمعیت حشرات و پرندگان در حال پرواز را ممکن می سازد. هنگامی که باد با دمای سرد ترکیب می شود، تأثیر منفی بر دام می گذارد. باد بر انبارهای غذای حیوانات و همچنین شکار و استراتژی های دفاعی آنها تأثیر می گذارد.
باد ناشی از اختلاف فشار اتمسفر است که عمدتاً به دلیل اختلاف دما است. وقتی اختلاف فشار اتمسفر وجود داشته باشد، هوا از ناحیه فشار بالاتر به ناحیه پایین تر حرکت می کند و در نتیجه بادهایی با سرعت های مختلف ایجاد می شود. در یک سیاره در حال چرخش، هوا نیز با اثر کوریولیس منحرف می شود ، به جز دقیقا در استوا. در سطح جهانی، دو عامل اصلی محرک الگوهای باد در مقیاس بزرگ ( گردش اتمسفر ) گرمایش تفاضلی بین استوا و قطب ها (تفاوت در جذب انرژی خورشیدی منجر به نیروهای شناوری ) و چرخش سیاره است . در خارج از مناطق استوایی و به دور از اثرات اصطکاکی سطح، بادهای بزرگ مقیاس تمایل به نزدیک شدن به تعادل ژئوستروفیک دارند . در نزدیکی سطح زمین، اصطکاک باعث می شود که باد کندتر از آنچه در غیر این صورت بود، حرکت کند. اصطکاک سطحی همچنین باعث می شود که بادها بیشتر به سمت داخل به مناطق کم فشار می وزند. [1] [2]
بادهای تعریف شده توسط تعادل نیروهای فیزیکی در تجزیه و تحلیل پروفیل های باد استفاده می شوند. آنها برای ساده کردن معادلات جوی حرکت و ایجاد استدلال های کیفی در مورد توزیع افقی و عمودی بادهای افقی مفید هستند. مولفه باد ژئوستروفیک نتیجه تعادل بین نیروی کوریولیس و نیروی گرادیان فشار است. به موازات ایزوبارها جریان دارد و جریان بالای لایه مرزی جو در عرض های میانی را تقریب می زند. [3] باد حرارتی تفاوت در باد ژئوستروفیک بین دو سطح در جو است . این فقط در جوی با شیب درجه حرارت افقی وجود دارد . [4] مؤلفه باد ژئوستروفیک تفاوت بین باد واقعی و ژئوستروفیک است که مسئول «پر کردن» طوفانهای هوا در طول زمان است. [5] باد گرادیان شبیه باد ژئوستروفیک است اما شامل نیروی گریز از مرکز (یا شتاب گریز از مرکز ) نیز می شود. [6]
جهت باد معمولاً بر حسب جهتی که از آن سرچشمه می گیرد بیان می شود. برای مثال باد شمالی از شمال به جنوب می وزد. [7] صفحات هواشناسی جهت نشان دادن جهت باد می چرخند. [۸] در فرودگاهها، جورابهای بادگیر جهت باد را نشان میدهند و همچنین میتوانند برای تخمین سرعت باد بر اساس زاویه آویزان استفاده شوند. [9] سرعت باد توسط بادسنج ها اندازه گیری می شود که معمولاً از فنجان ها یا ملخ های چرخان استفاده می شود. هنگامی که به یک فرکانس اندازهگیری بالا نیاز است (مانند کاربردهای تحقیقاتی)، باد را میتوان با سرعت انتشار سیگنالهای اولتراسوند یا با تأثیر تهویه بر مقاومت یک سیم گرم شده اندازهگیری کرد. [10] نوع دیگری از بادسنج از لوله های پیتوت استفاده می کند که از اختلاف فشار بین لوله داخلی و لوله بیرونی که در معرض باد قرار می گیرد برای تعیین فشار دینامیکی استفاده می کند که سپس برای محاسبه سرعت باد استفاده می شود. [11]
سرعت باد پایدار در سطح جهانی در ارتفاع 10 متری (33 فوت) گزارش شده و به طور متوسط در یک بازه زمانی 10 دقیقه ای محاسبه می شود. ایالات متحده بادهای بیش از میانگین 1 دقیقه را برای طوفان های استوایی، [12] و میانگین 2 دقیقه را در مشاهدات آب و هوا گزارش می دهد. [13] هند معمولاً بادهایی را بیش از میانگین 3 دقیقه گزارش می کند. [14] دانستن میانگین نمونه گیری باد مهم است، زیرا مقدار باد پایدار یک دقیقه ای معمولاً 14٪ بیشتر از باد پایدار ده دقیقه ای است. [15] یک انفجار کوتاه از باد با سرعت بالا، وزش باد نامیده می شود . یکی از تعریفهای فنی وزش باد این است: حداکثری که از کمترین سرعت باد اندازهگیری شده در یک بازه زمانی ده دقیقهای با ۱۰ گره (۱۹ کیلومتر در ساعت؛ ۱۲ مایل در ساعت) برای چند ثانیه تجاوز میکند. طوفان افزایش سرعت باد بالاتر از یک آستانه مشخص است که یک دقیقه یا بیشتر طول می کشد .
برای تعیین بادهای بلند، رادیوسوندها سرعت باد را با GPS ، ناوبری رادیویی یا ردیابی راداری کاوشگر تعیین می کنند. [16] از طرف دیگر، حرکت موقعیت بالون هواشناسی والدین را می توان از روی زمین به صورت بصری با استفاده از تئودولیت ها ردیابی کرد . [17] تکنیکهای سنجش از دور برای باد عبارتند از SODAR ، لیدارهای داپلر و رادارها، که میتوانند تغییر داپلر تابش الکترومغناطیسی پراکنده یا منعکس شده از ذرات معلق یا مولکولها را اندازهگیری کنند و رادیومترها و رادارها میتوانند برای اندازهگیری ناهمواری سطح اقیانوس استفاده شوند. فضا یا هواپیما ناهمواری اقیانوس می تواند برای تخمین سرعت باد نزدیک به سطح دریا بر روی اقیانوس ها استفاده شود. تصاویر ماهوارهای زمینایستا را میتوان برای تخمین باد در بالای ابر بر اساس فاصله ابرها از یک تصویر به تصویر دیگر استفاده کرد. مهندسی باد مطالعه اثرات باد بر محیط ساخته شده از جمله ساختمان ها، پل ها و سایر اشیاء مصنوعی را توصیف می کند.
مدل ها می توانند اطلاعات مکانی و زمانی در مورد جریان هوا ارائه دهند. اطلاعات مکانی را می توان از طریق درونیابی داده ها از ایستگاه های اندازه گیری مختلف به دست آورد که امکان محاسبه افقی داده ها را فراهم می کند. متناوباً، پروفیل هایی مانند پروفیل باد لگاریتمی ، می توانند برای استخراج اطلاعات عمودی مورد استفاده قرار گیرند.
اطلاعات زمانی معمولاً با حل معادلات ناویر-استوکس در مدل های عددی پیش بینی آب و هوا ، تولید داده های جهانی برای مدل های گردش عمومی یا داده های منطقه ای خاص محاسبه می شود. محاسبه میدان های باد تحت تأثیر عواملی مانند دیفرانسیل تابش ، چرخش زمین و اصطکاک و غیره است. [18] حل معادلات ناویر-استوکس یک فرآیند عددی زمان بر است، اما تکنیک های یادگیری ماشینی می توانند به تسریع زمان محاسبات کمک کنند. [19]
مدلهای عددی پیشبینی آب و هوا به طور قابل توجهی درک ما از دینامیک اتمسفر را ارتقا داده و به ابزارهای ضروری در پیشبینی آب و هوا و تحقیقات آب و هوا تبدیل شدهاند . این مدلها با استفاده از دادههای مکانی و زمانی، دانشمندان را قادر میسازند تا الگوهای بادهای جهانی و منطقهای را تحلیل و پیشبینی کنند و به درک ما از سیستم پیچیده جوی زمین کمک کنند.
از نظر تاریخی، مقیاس نیروی باد بوفور (که توسط بوفور ایجاد شده است ) توصیفی تجربی از سرعت باد بر اساس شرایط دریای مشاهده شده ارائه میدهد. در ابتدا یک مقیاس 13 سطحی (0-12) بود، اما در طول دهه 1940، مقیاس به 18 سطح (0-17) گسترش یافت. [20] عبارات کلی وجود دارد که بادهای با سرعت متوسط مختلف مانند نسیم، طوفان، طوفان یا طوفان را متمایز می کند. در مقیاس بوفور، بادهای تندباد بین 28 گره (52 کیلومتر در ساعت) و 55 گره (102 کیلومتر در ساعت) قرار دارند که از صفت های قبلی مانند متوسط، تازه، قوی و کل برای متمایز کردن قدرت باد در داخل باد استفاده می شود. دسته بندی [21] یک طوفان بادهای 56 گره (104 کیلومتر در ساعت) تا 63 گره (117 کیلومتر در ساعت) دارد. [22] اصطلاح طوفان های استوایی در سطح جهانی از یک منطقه به منطقه دیگر متفاوت است. بیشتر حوضه های اقیانوسی از میانگین سرعت باد برای تعیین دسته طوفان گرمسیری استفاده می کنند. در زیر خلاصه ای از طبقه بندی های مورد استفاده توسط مراکز تخصصی هواشناسی منطقه ای در سراسر جهان آمده است:
مقیاس پیشرفته فوجیتا (EF Scale) با استفاده از آسیب برای تخمین سرعت باد، قدرت گردبادها را ارزیابی می کند. دارای شش سطح است، از آسیب قابل مشاهده تا تخریب کامل. در ایالات متحده و در برخی از کشورهای دیگر از جمله کانادا و فرانسه با تغییرات کوچکی استفاده می شود. [24]
مدل ایستگاه رسم شده بر روی نقشه های آب و هوای سطحی از نوار باد برای نشان دادن جهت و سرعت باد استفاده می کند. نوار باد سرعت را با استفاده از "پرچم" در انتها نشان می دهد.
بادها از جهتی که خار رو به آن است می وزد به تصویر کشیده می شود. بنابراین، باد شمال شرقی با خطی از دایره ابر به سمت شمال شرقی به تصویر کشیده می شود که پرچم هایی نشان دهنده سرعت باد در انتهای شمال شرقی این خط است. [26] هنگامی که بر روی نقشه ترسیم شد، می توان تجزیه و تحلیل ایزوتاچ ها (خطوط با سرعت باد برابر) را انجام داد. ایزوتاچ ها به ویژه در تشخیص محل جت استریم در نمودارهای فشار ثابت سطح بالایی مفید هستند و معمولاً در سطح 300 hPa یا بالاتر از آن قرار دارند. [27]
بادهای شرقی به طور متوسط بر الگوی جریان در سراسر قطب ها غالب هستند، بادهای غربی در عرض های جغرافیایی میانی زمین، به سمت قطب های خط الراس نیمه گرمسیری می وزند ، در حالی که بادهای شرقی دوباره بر مناطق استوایی تسلط دارند .
مستقیماً در زیر خط الراس نیمه گرمسیری، خوابگاه ها یا عرض های جغرافیایی اسب قرار دارند که بادها در آنها سبک تر است. بسیاری از بیابان های زمین در نزدیکی عرض جغرافیایی متوسط خط الراس نیمه گرمسیری قرار دارند، جایی که فرود رطوبت نسبی توده هوا را کاهش می دهد. [28] قویترین بادها در عرضهای جغرافیایی میانی است که در آن هوای سرد قطبی با هوای گرم مناطق استوایی برخورد میکند.
بادهای تجاری (که تجارت نیز نامیده می شود) الگوی غالب بادهای سطح شرقی هستند که در مناطق استوایی به سمت استوای زمین یافت می شوند . [29] بادهای تجاری عمدتاً از شمال شرقی در نیمکره شمالی و از جنوب شرقی در نیمکره جنوبی می وزند. [30] بادهای تجاری به عنوان جریان هدایت کننده برای طوفان های گرمسیری که بر روی اقیانوس های جهان شکل می گیرند عمل می کنند. [31] بادهای تجاری همچنین گرد و غبار آفریقا را به سمت غرب در سراسر اقیانوس اطلس به سمت دریای کارائیب و همچنین بخش هایی از جنوب شرقی آمریکای شمالی هدایت می کند. [32]
بادهای موسمی یک باد غالب فصلی است که چندین ماه در مناطق گرمسیری ادامه دارد. این واژه برای اولین بار در هند، بنگلادش ، پاکستان و کشورهای همسایه به زبان انگلیسی برای اشاره به بادهای فصلی بزرگی که از اقیانوس هند و دریای عرب در جنوب غربی می وزد و بارندگی های شدید را به منطقه می آورد، استفاده شد. [33] پیشروی آن به سمت قطب با ایجاد گرمای کم در قارههای آسیا، آفریقا و آمریکای شمالی در طول ماه مه تا ژوئیه و در استرالیا در دسامبر تسریع مییابد. [34] [35] [36]
وسترلی ها یا وسترلی های غالب، بادهای غالب در عرض های جغرافیایی میانی بین 35 تا 65 درجه عرض جغرافیایی هستند . این بادهای غالب از غرب به شرق می وزند، [37] [38] و طوفان های فراگرمسیری را به این شیوه کلی هدایت می کنند. بادها عمدتاً از سمت جنوب غربی در نیمکره شمالی و از شمال غربی در نیمکره جنوبی می وزند. [30] آنها در زمستان زمانی که فشار روی قطب ها کمتر است قوی ترین و در تابستان و زمانی که فشار روی قطب ها بیشتر است ضعیف تر هستند. [39]
همراه با بادهای تجاری ، وسترلی ها یک مسیر تجاری رفت و برگشت را برای کشتی های بادبانی که از اقیانوس اطلس و اقیانوس آرام عبور می کردند، ایجاد کردند، زیرا بادهای غربی منجر به توسعه جریان های اقیانوسی قوی در طرف های غربی اقیانوس ها در هر دو نیمکره از طریق فرآیند غربی می شوند. تشدید شدن . [40] این جریان های اقیانوسی غربی قطب های آب گرم و نیمه گرمسیری را به سمت مناطق قطبی منتقل می کنند . غربی ها می توانند به ویژه قوی باشند، به ویژه در نیمکره جنوبی، جایی که زمین کمتری در عرض های جغرافیایی میانی وجود دارد که باعث تقویت الگوی جریان می شود، که بادها را کند می کند. قویترین بادهای غربی در عرضهای جغرافیایی میانی در نواری به نام چهلهای خروشان ، بین 40 تا 50 درجه عرض جغرافیایی در جنوب خط استوا است. [41] وسترلی ها نقش مهمی در حمل آب ها و بادهای گرم و استوایی به سواحل غربی قاره ها دارند، [42] [43] به ویژه در نیمکره جنوبی به دلیل گستره اقیانوسی وسیع آن.
ایسترلی های قطبی که به عنوان سلول های قطبی هدلی نیز شناخته می شوند، بادهای خشک و سرد غالبی هستند که از نواحی پرفشار اوج قطبی در قطب شمال و جنوب به سمت مناطق کم فشار داخل وسترلی ها در عرض های جغرافیایی بالا می وزند. برخلاف وسترلی ها، این بادهای غالب از شرق به غرب می وزند و اغلب ضعیف و نامنظم هستند. [44] به دلیل زاویه کم خورشید، هوای سرد در قطب ایجاد میشود و فروکش میکند و باعث ایجاد مناطق پرفشار سطحی میشود که باعث خروج هوا به سمت استوا میشود. [45] که جریان خروجی توسط اثر کوریولیس به سمت غرب منحرف می شود.
در مناطق ساحلی، نسیم های دریایی و نسیم های خشکی می توانند عوامل مهمی در بادهای غالب یک مکان باشند. دریا به دلیل گرمای ویژه بیشتر آب در مقایسه با خشکی، توسط خورشید کندتر گرم می شود. با افزایش دمای سطح زمین، زمین با رسانایی هوای بالای خود را گرم می کند. هوای گرم نسبت به محیط اطراف چگالی کمتری دارد و بنابراین بالا می رود. [46] هوای خنکتر بالای دریا، که اکنون با فشار سطح دریا بالاتر است ، به داخل فشار پایینتر جریان مییابد و نسیم خنکتری در نزدیکی ساحل ایجاد میکند. یک باد پس زمینه در کنار ساحل، بسته به جهت گیری آن نسبت به نیروی کوریولیس، نسیم دریا را تقویت یا تضعیف می کند. [47]
در شب، خشکی به دلیل تفاوت در مقادیر ویژه گرمای آنها، سریعتر از اقیانوس خنک می شود. این تغییر دما باعث از بین رفتن نسیم دریا در طول روز می شود. هنگامی که دمای خشکی کمتر از دمای سواحل سرد می شود، فشار روی آب کمتر از فشار خشکی خواهد بود و نسیم خشکی ایجاد می کند، تا زمانی که باد خشکی به اندازه کافی قوی نباشد که با آن مقابله کند. [48]
بر روی سطوح مرتفع، گرمایش زمین از گرمایش هوای اطراف در همان ارتفاع از سطح دریا فراتر می رود ، که یک کم حرارتی مرتبط را در سطح زمین ایجاد می کند و هر کم حرارتی را که در غیر این صورت وجود داشت، افزایش می دهد، [49] [50] و تغییر می کند . گردش باد منطقه در مناطقی که توپوگرافی ناهموار وجود دارد که به طور قابل توجهی جریان باد محیطی را قطع می کند، گردش باد بین کوه ها و دره ها مهم ترین عامل ایجاد بادهای غالب است. تپه ها و دره ها با افزایش اصطکاک بین اتمسفر و خشکی با عمل به عنوان یک بلوک فیزیکی برای جریان، جریان هوا را به طور قابل توجهی منحرف می کنند، و باد را به موازات محدوده درست بالادست توپوگرافی، که به عنوان یک جت مانع شناخته می شود، منحرف می کنند . این جت مانع می تواند باد سطح پایین را تا 45 درصد افزایش دهد. [51] جهت باد نیز به دلیل کانتور زمین تغییر می کند. [52]
اگر گذرگاهی در رشته کوه وجود داشته باشد ، بادها با سرعت قابل توجهی از گردنه عبور می کنند، به دلیل اصل برنولی که رابطه معکوس بین سرعت و فشار را توصیف می کند. جریان هوا میتواند برای مدتی در مسیر باد به سمت حومههای مسطحتر متلاطم و نامنظم باقی بماند. این شرایط برای هواپیماهای در حال صعود و فرود خطرناک است . [52] بادهای خنکی که از میان شکاف های کوهستانی شتاب می گیرند، نام های منطقه ای داده شده است. در آمریکای مرکزی، نمونه هایی مانند باد پاپاگایو ، باد پاناما و باد تهوانو هستند . در اروپا بادهای مشابه با نام های بورا ، ترامونتان و میسترال شناخته می شوند . هنگامی که این بادها بر روی آبهای آزاد میوزند، اختلاط لایههای بالایی اقیانوس را افزایش میدهند که آبهای خنک و غنی از مواد مغذی را به سطح میآورد که منجر به افزایش حیات دریایی میشود. [53]
در مناطق کوهستانی، اعوجاج موضعی جریان هوا شدید می شود. زمینهای ناهموار ترکیب میشوند تا الگوهای جریان و آشفتگی غیرقابل پیشبینی را ایجاد کنند، مانند روتورها ، که میتوانند توسط ابرهای عدسی شکل بالا بروند . با جریان هوا بر روی تپه ها و پایین دره ها، جریان های بالا، پایین و گرداب های قوی ایجاد می شوند. بارش اوروگرافی در سمت باد کوه ها اتفاق می افتد و ناشی از حرکت هوای بالا رفتن جریان هوای مرطوب در مقیاس بزرگ در سراسر خط الراس کوه است که به عنوان جریان شیب دار نیز شناخته می شود و منجر به خنک شدن و تراکم آدیاباتیک می شود. در مناطق کوهستانی جهان که در معرض بادهای نسبتاً ثابتی قرار دارند (مثلاً بادهای تجاری)، آب و هوای مرطوبتری معمولاً در سمت بادگیر کوه حاکم است تا در سمت بادگیر یا رو به باد. رطوبت توسط بالابر اوروگرافی حذف میشود و هوای خشکتر در سمت بادپخت نزولی و معمولاً گرمتر باقی میماند که در آن سایه باران مشاهده میشود. [54]
بادهایی که از روی کوه ها به سمت ارتفاعات پایین تر می ریزند به بادهای پایین شیب معروف هستند. این بادها گرم و خشک هستند. در اروپا در جهت باد کوه های آلپ ، آنها را به نام فوئن می شناسند . در لهستان، نمونه ای از halny wiatr است. در آرژانتین، نام محلی بادهای پایین شیبدار زوندا است . در جاوا، نام محلی چنین بادهایی کومبانگ است. در نیوزلند، آنها به عنوان طاق نور غربی شناخته می شوند و با تشکیل ابری که به نام آنها نامگذاری شده است، همراه هستند که در طول سال ها الهام بخش آثار هنری بوده است. [55] در دشت های بزرگ ایالات متحده، این بادها به عنوان شینوک شناخته می شوند . بادهای پایین شیب همچنین در دامنههای کوههای آپالاچی ایالات متحده رخ میدهند، [56] و میتوانند به همان شدت بادهای دیگر پایین شیب [57] و در مقایسه با سایر بادهای فوئن غیرعادی باشند ، زیرا رطوبت نسبی معمولاً به دلیل تغییر کمی تغییر میکند. افزایش رطوبت در توده هوای منبع [58] در کالیفرنیا، بادهای پایین شیب از میان گردنههای کوهستانی عبور میکنند که تأثیر آنها را تشدید میکند و نمونههایی از آن عبارتند از سانتا آنا و بادهای غروب آفتاب . سرعت باد در اثر باد پایین شیب می تواند از 160 کیلومتر در ساعت (99 مایل در ساعت) تجاوز کند. [59]
برش باد که گاهی به عنوان گرادیان باد نیز نامیده می شود ، تفاوت در سرعت و جهت باد در فاصله نسبتاً کوتاهی در جو زمین است. [60] برش باد را می توان به اجزای عمودی و افقی تقسیم کرد، با برش افقی باد در جبهه های آب و هوا و نزدیک ساحل، [61] و برش عمودی معمولاً در نزدیکی سطح، [62] اگرچه در سطوح بالاتر در جو نیز مشاهده می شود. در نزدیکی جت های سطح بالایی و مناطق جلویی در ارتفاع. [63]
برش باد به خودی خود یک پدیده هواشناسی در مقیاس کوچک است که در فاصله بسیار کمی رخ می دهد، اما می تواند با ویژگی های آب و هوایی در مقیاس میانی یا سینوپتیک مانند خطوط توده و جبهه های سرد مرتبط باشد . معمولاً در نزدیکی انفجارهای کوچک و طوفانهای ناشی از رعد و برق ، [64] جبهههای آب و هوا، مناطقی با بادهای سطح پایینتر محلی به نام جتهای سطح پایین، نزدیک کوهها، [65] وارونگی تشعشعاتی که به دلیل آسمان صاف و بادهای آرام رخ میدهند، مشاهده میشود. ساختمان ها، [66] توربین های بادی ، [67] و قایق های بادبانی . [68] برش باد تأثیر قابل توجهی بر کنترل هواپیما در هنگام برخاستن و فرود دارد، [69] و یکی از دلایل مهم سوانح هواپیما با تلفات زیادی در ایالات متحده بود. [64]
حرکت صدا در اتمسفر تحت تأثیر برش باد قرار می گیرد که می تواند جبهه موج را خم کند و باعث شود صداها در جایی که معمولاً شنیده نمی شوند یا برعکس. [70] برش شدید باد عمودی در داخل تروپوسفر نیز از توسعه طوفان استوایی جلوگیری میکند ، [71] اما به سازماندهی طوفانهای تندری در چرخههای زندگی طولانیتر کمک میکند که سپس میتواند آب و هوای سخت ایجاد کند . [72] مفهوم باد حرارتی توضیح میدهد که چگونه تفاوتهای سرعت باد با ارتفاع به اختلاف دمای افقی وابسته است و وجود جریان جت را توضیح میدهد . [73]
به عنوان یک نیروی طبیعی، باد اغلب به عنوان یک یا چند خدای باد یا به عنوان بیانی از ماوراء طبیعی در بسیاری از فرهنگ ها تجسم می شد. وایو خدای ودایی و هندویی باد است . [74] [75] خدایان باد یونانی عبارتند از Boreas ، Notus ، Eurus ، و Zephyrus . [75] آئولوس ، در تفاسیر مختلف، فرمانروا یا نگهبان چهار باد، همچنین به عنوان Astraeus ، خدای غروب که پدر چهار باد با Eos ، الهه سپیده دم، توصیف شده است. یونانیان باستان نیز تغییر فصلی بادها را مشاهده کردند، همانطور که برج بادها در آتن نشان می دهد . [75] ونتی خدایان رومی بادها هستند. [76] فوجین خدای باد ژاپنی و یکی از قدیمی ترین خدایان شینتو است . طبق افسانه، او در آفرینش جهان حضور داشت و ابتدا بادها را از کیسه خود بیرون داد تا جهان را از مه پاک کند. [77] در اساطیر نورس ، Njörðr خدای باد است. [75] همچنین چهار دوارگار ( کوتولههای نورس ) به نامهای نوریری، سوئری، اُستری و وستری و احتمالاً چهار گوزن گوزن ایگدراسیل ، شخصیت چهار باد و موازی با چهار خدای باد یونانی هستند . [78] استریبوگ نام خدای اسلاوی بادها، آسمان و هوا است. گفته می شود که او جد (پدربزرگ) بادهای هشت جهت است. [75]
کامیکازه یک کلمه ژاپنی است که معمولاً به عنوان باد الهی ترجمه می شود و اعتقاد بر این است که هدیه ای از جانب خدایان است. این اصطلاح برای اولین بار به عنوان نام یک جفت یا مجموعه ای از طوفان ها استفاده می شود که گفته می شود ژاپن را از دو ناوگان مغول تحت رهبری کوبلای خان که در سال 1274 و دوباره در سال 1281 به ژاپن حمله کردند نجات داده است. [79] باد پروتستانی یک باد است نام طوفانی که آرمادای اسپانیایی را از حمله به انگلستان در سال 1588 باز داشت ، جایی که باد نقشی محوری داشت، [80] یا بادهای مساعدی که ویلیام اورنج را قادر ساخت تا در سال 1688 به انگلستان حمله کند. [81] در دوران مصری ناپلئون در کمپین ، سربازان فرانسوی با باد خمسین سختی سپری کردند : وقتی طوفان "به صورت خونی در آسمان دور" ظاهر شد، عثمانی ها رفتند تا پناه بگیرند، در حالی که فرانسوی ها "تا دیر شده بود واکنشی نشان ندادند. سپس در دیواره های غبار خفه کننده و کور کننده خفه شد و بیهوش شد." [82] در طول کمپین جنگ جهانی دوم در شمال آفریقا ، "نیروهای متفقین و آلمانی چندین بار مجبور شدند در اواسط نبرد به دلیل طوفان های شن ناشی از خمسین متوقف شوند... دانه های شن که توسط باد می چرخید، سربازان را کور کرد و ایجاد کرد. اختلالات الکتریکی که قطب نما را بی فایده می کند." [83]
انواع مختلفی از کشتی های بادبانی وجود دارد، اما همه آنها دارای ویژگی های اساسی مشترک هستند. به جز کشتی های روتوری که از اثر مگنوس استفاده می کنند ، هر کشتی بادبانی دارای بدنه ، دکل و حداقل یک دکل برای نگه داشتن بادبان هایی است که از باد برای تامین انرژی کشتی استفاده می کنند. [84] سفرهای اقیانوسی با کشتی بادبانی میتواند ماهها طول بکشد، [85] و یک خطر رایج به دلیل کمبود باد، [86] یا خارج شدن از مسیر توسط طوفانها یا بادهای شدید که اجازه پیشرفت در مطلوب را نمیدهد، آرام میشود. جهت [87] یک طوفان شدید می تواند منجر به غرق شدن کشتی ، و از دست دادن همه دست ها شود. [88] کشتیهای بادبانی فقط میتوانند مقدار معینی از ذخایر را در انبار خود حمل کنند ، بنابراین باید سفرهای طولانی را با دقت برنامهریزی کنند تا مفاد مناسب ، از جمله آب شیرین را در بر گیرند. [89]
برای هواپیماهای آیرودینامیکی که نسبت به هوا عمل میکنند، بادها بر سرعت زمین تأثیر میگذارند، [90] و در مورد وسایل نقلیه سبکتر از هوا، باد ممکن است نقش مهمی یا انفرادی در حرکت و مسیر زمینی آنها داشته باشد . [91] سرعت باد سطحی عموماً عامل اصلی حاکم بر جهت عملیات پرواز در یک فرودگاه است و باندهای فرودگاه برای محاسبه جهت(های) باد مشترک منطقه محلی تراز شده اند. در حالی که ممکن است تحت شرایط خاصی برخاستن با باد عقب ضروری باشد، باد مخالف عموماً مطلوب است. باد عقب، مسافت مورد نیاز برخاست را افزایش می دهد و شیب صعود را کاهش می دهد. [92]
سینهالی های باستانی آنورادهاپورا و در شهرهای دیگر اطراف سریلانکا از بادهای موسمی در 300 سال قبل از میلاد برای نیرو دادن به کوره ها استفاده می کردند . کوره ها در مسیر بادهای موسمی ساخته شده اند تا دمای داخل را به 1200 درجه سانتیگراد (2190 درجه فارنهایت) برساند. [93] یک آسیاب بادی ابتدایی برای تغذیه یک اندام در قرن اول پس از میلاد مورد استفاده قرار گرفت. [94] آسیابهای بادی بعدها در سیستان ، افغانستان ، از قرن هفتم میلادی ساخته شدند . این آسیابهای بادی با محور عمودی، [95] با بادبانهایی پوشیده شده از پارچه نی یا پارچهای بودند. از این آسیاب های بادی برای آسیاب ذرت و برداشت آب استفاده می شد و در صنعت آسیاب و نیشکر استفاده می شد. [96] آسیابهای بادی محور افقی بعداً در اروپای شمال غربی برای آسیاب آرد در دهه 1180 به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند و بسیاری از آسیابهای بادی هلندی هنوز وجود دارند.
انرژی بادی در حال حاضر یکی از منابع اصلی انرژی های تجدیدپذیر است و استفاده از آن به سرعت در حال رشد است که ناشی از نوآوری و کاهش قیمت است. [97] بیشتر ظرفیت نصب شده در نیروی بادی در خشکی است ، اما نیروی بادی فراساحلی پتانسیل زیادی را ارائه میدهد زیرا سرعت باد معمولاً بالاتر و ثابتتر از ساحل است. [98] انرژی باد انرژی جنبشی هوا، متناسب با توان سوم سرعت باد است. قانون بتز حد بالای تئوری کسری از این انرژی را که توربینهای بادی میتوانند استخراج کنند، توضیح میدهد که حدود 59 درصد است. [99]
باد در چندین ورزش پرطرفدار، از جمله گلایدر تفریحی ، بالون سواری ، پرواز بادبادک ، برف سواری ، کایت لندبوردینگ ، کایت موج سواری ، پاراگلایدر ، قایقرانی ، و موج سواری برجسته است . در سر خوردن، شیب باد درست بالای سطح، بر مراحل برخاستن و فرود پرواز یک گلایدر تأثیر می گذارد . گرادیان باد میتواند تأثیر قابلتوجهی بر پرتابهای زمینی داشته باشد ، همچنین به عنوان پرتاب وینچ یا پرتاب سیم شناخته میشود. اگر شیب باد قابل توجه یا ناگهانی یا هر دو باشد و خلبان وضعیت زمین یکسانی را حفظ کند، سرعت هوای مشخص شده افزایش مییابد و احتمالاً از حداکثر سرعت یدک کش پرتاب زمینی بیشتر میشود. خلبان باید سرعت هوا را برای مقابله با اثر گرادیان تنظیم کند. [100] هنگام فرود، برش باد نیز یک خطر است، به ویژه هنگامی که بادهای قوی هستند. همانطور که گلایدر از شیب باد در نزدیک شدن نهایی به فرود پایین می آید، سرعت هوا کاهش می یابد در حالی که سرعت فرورفتگی افزایش می یابد، و زمان کافی برای شتاب دادن قبل از تماس با زمین وجود ندارد. خلبان باید شیب باد را پیش بینی کند و برای جبران آن از سرعت نزدیک تر استفاده کند. [101]
در اقلیم های خشک، منبع اصلی فرسایش باد است. [102] گردش عمومی باد ذرات کوچک مانند گرد و غبار را در اقیانوس های وسیع هزاران کیلومتر به سمت باد نقطه مبدا حرکت می دهد، [103] که به عنوان باد زدایی شناخته می شود. بادهای غربی در عرض های جغرافیایی میانی سیاره، حرکت جریان های اقیانوسی را از غرب به شرق در سراسر اقیانوس های جهان هدایت می کند. باد نقش بسیار مهمی در کمک به گیاهان و سایر موجودات بی حرکت در پراکندگی دانه ها، هاگ ها، گرده ها و غیره دارد. اگرچه باد شکل اولیه پراکندگی بذر در گیاهان نیست، اما درصد زیادی از زیست توده گیاهان زمینی را پراکنده می کند. .
فرسایش می تواند نتیجه حرکت مواد توسط باد باشد. دو اثر اصلی وجود دارد. اول، باد باعث می شود که ذرات کوچک بلند شوند و در نتیجه به منطقه دیگری منتقل شوند. به این می گویند کاهش قیمت. دوم، این ذرات معلق ممکن است بر روی اجسام جامد تأثیر بگذارند و باعث فرسایش در اثر سایش شوند (توالی زیست محیطی). فرسایش بادی معمولاً در مناطقی با پوشش گیاهی کم یا بدون پوشش گیاهی رخ می دهد، اغلب در مناطقی که بارندگی کافی برای حمایت از پوشش گیاهی وجود ندارد. به عنوان مثال، تشکیل تپه های شنی ، در یک ساحل یا در یک بیابان است. [۱۰۴] لس رسوبی همگن، معمولاً غیرلایهای، متخلخل، شکننده ، کمی منسجم، اغلب آهکی، ریزدانه، سیلتی ، زرد کمرنگ یا گاومیش، بادی (بادی) است . [105] عموماً بهعنوان یک رسوب پوششی گسترده رخ میدهد که مناطقی به وسعت صدها کیلومتر مربع و ضخامت دهها متر را میپوشاند. لس اغلب در صورت های شیب دار یا عمودی قرار می گیرد. [106] لس تمایل دارد به خاک های بسیار غنی تبدیل شود. در شرایط آب و هوایی مناسب، مناطق دارای لس از پرمحصول ترین مناطق کشاورزی در جهان هستند. [107] ذخایر لس طبیعتاً از نظر زمین شناسی ناپایدار هستند و به آسانی فرسایش می یابند. بنابراین، بادشکن ها (مانند درختان و بوته های بزرگ) اغلب توسط کشاورزان کاشته می شوند تا فرسایش بادی لس را کاهش دهند. [102]
در طول اواسط تابستان (ژوئیه در نیمکره شمالی)، بادهای تجاری در حال حرکت به سمت غرب در جنوب خط الرأس نیمه گرمسیری که به سمت شمال حرکت می کند، از دریای کارائیب به سمت شمال غربی به سمت جنوب شرقی آمریکای شمالی گسترش می یابد. هنگامی که گرد و غبار صحرا در اطراف حاشیه جنوبی خط الراس در کمربند بادهای تجاری حرکت می کند، بارندگی سرکوب می شود و آسمان از آبی به سفید تغییر می کند که منجر به افزایش غروب های قرمز می شود. وجود آن با افزودن بر تعداد ذرات معلق در هوا بر کیفیت هوا تأثیر منفی می گذارد. [108] بیش از 50 درصد از گرد و غبار آفریقایی که به ایالات متحده می رسد فلوریدا را تحت تأثیر قرار می دهد. [109] از سال 1970، شیوع گرد و غبار به دلیل دوره های خشکسالی در آفریقا بدتر شده است. تنوع زیادی در انتقال گرد و غبار به کارائیب و فلوریدا از سال به سال وجود دارد. [110] رویدادهای گرد و غبار عمدتاً از دهه 1970 با کاهش سلامت صخره های مرجانی در سراسر کارائیب و فلوریدا مرتبط بوده است. [111] تودههای گرد و غبار مشابه در صحرای گوبی منشأ میگیرند ، که همراه با آلایندهها، فواصل زیادی را به سمت پایین باد یا به سمت شرق به آمریکای شمالی پخش میکنند. [103]
نام های محلی برای بادهای مرتبط با طوفان های شن و گرد و غبار وجود دارد. Calima گرد و غبار را در بادهای جنوب شرقی به جزایر قناری می برد . [112] هارماتان گرد و غبار را در طول زمستان به خلیج گینه حمل می کند . [113] سیروکو گرد و غبار را از شمال آفریقا به جنوب اروپا به دلیل حرکت طوفان های خارج از حاره از طریق مدیترانه می آورد. [114] سیستمهای طوفان بهاری که در شرق دریای مدیترانه حرکت میکنند باعث میشوند گرد و غبار در سراسر مصر و شبه جزیره عربستان که در محلی به نام خمسین شناخته میشوند، منتقل شود . [115] شمال توسط جبهه های سرد ایجاد می شود که گرد و غبار را برای روزها در اتمسفر در سراسر کشورهای خلیج فارس بالا می برد . [116]
پراکندگی دانه ها با باد، یا انیموکوری ، یکی از ابتدایی ترین ابزارهای پراکندگی است. پراکندگی باد می تواند به یکی از دو شکل اصلی به خود بگیرد: دانه ها می توانند روی نسیم شناور شوند و یا می توانند روی زمین بال بزنند. [117] نمونههای کلاسیک این مکانیسمهای پراکندگی شامل قاصدکها ( Taraxacum spp.، Asteraceae )، که دارای پاپوس پردار هستند که به دانههایشان متصل است و میتوانند در فواصل طولانی پراکنده شوند، و افرا ( Acer (جنس) spp.، Sapindaceae )، که دانههای بالدار دارند و روی زمین میچرخند. یک محدودیت مهم در پراکندگی باد، نیاز به تولید بذر فراوان برای به حداکثر رساندن احتمال فرود بذر در محل مناسب برای جوانه زنی است . همچنین محدودیت های تکاملی قوی بر روی این مکانیسم پراکندگی وجود دارد. به عنوان مثال، گونه های Asteraceae در جزایر تمایل به کاهش قابلیت پراکندگی (یعنی توده دانه بزرگتر و پاپوس کوچکتر) نسبت به همان گونه در سرزمین اصلی دارند. [118] تکیه بر پراکندگی باد در میان بسیاری از گونه های علف های هرز یا خشن رایج است . مکانیسم های غیرمعمول پراکندگی باد شامل علف های هرز است . یکی از فرآیندهای مرتبط با انیموکوری، آنموفیلی است ، که فرآیندی است که در آن گرده توسط باد توزیع می شود. خانوادههای بزرگ گیاهان به این روش گردهافشانی میشوند، که وقتی افراد گونههای گیاهی غالب در فاصله نزدیکی با هم قرار میگیرند، مطلوب است. [119]
باد همچنین رشد درختان را محدود می کند. در سواحل و کوههای منزوی، ردیف درخت اغلب بسیار کمتر از ارتفاعات مربوطه در داخل و در سیستمهای کوهستانی بزرگتر و پیچیدهتر است، زیرا بادهای شدید رشد درختان را کاهش میدهند. بادهای شدید از طریق فرسایش، خاک های نازک را از بین می برد ، [120] و همچنین به اندام ها و شاخه ها آسیب می رساند. هنگامی که بادهای شدید درختان را می کوبند یا ریشه کن می کنند، این فرآیند به عنوان باد انداختن شناخته می شود . این به احتمال زیاد در دامنههای بادگیر کوهها اتفاق میافتد، و موارد شدید معمولاً در درختان 75 سال یا بیشتر رخ میدهد. [121] گونه های گیاهی نزدیک به ساحل، مانند صنوبر سیتکا و انگور دریایی ، [122] توسط باد و نمک پاشی در نزدیکی خط ساحلی هرس می شوند . [123]
باد همچنین می تواند از طریق سایش شن و ماسه باعث آسیب گیاهان شود. بادهای شدید شنها و خاکهای سطحی را جمع کرده و با سرعتهای 25 مایل در ساعت (40 کیلومتر در ساعت) تا 40 مایل در ساعت (64 کیلومتر در ساعت) در هوا پرتاب میکنند. چنین شن و ماسهای آسیب زیادی به نهالهای گیاه وارد میکند، زیرا سلولهای گیاه را پاره میکند و آنها را در برابر تبخیر و خشکسالی آسیبپذیر میکند. دانشمندان وابسته به سرویس تحقیقات کشاورزی با استفاده از یک سندبلستر مکانیکی در یک محیط آزمایشگاهی، اثرات ساییدگی شن و ماسه بادی بر روی نهال های پنبه را مطالعه کردند. این مطالعه نشان داد که نهالها با انتقال انرژی از رشد ساقه و ریشه به رشد و ترمیم ساقههای آسیبدیده، به آسیب ایجاد شده توسط ساییدگی ماسه بادی پاسخ دادند. [124] پس از یک دوره چهار هفته ای، رشد نهال یک بار دیگر در سراسر گیاه یکنواخت شد، همانطور که قبل از وقوع ساییدگی شن و ماسه بادی بود. [125]
علاوه بر گامتهای گیاهی (دانهها)، باد به دشمنان گیاهان نیز کمک میکند: اسپورها و دیگر تکثیر پاتوژنهای گیاهی حتی سبکتر هستند و میتوانند مسافتهای طولانی را طی کنند. [126] چند بیماری گیاهی شناخته شده است که بر روی دریاهای حاشیه ای [127] و حتی کل اقیانوس ها سفر می کنند. [128] انسان نمی تواند از پراکندگی پاتوژن های گیاهی با باد جلوگیری کند یا حتی سرعت آن را کاهش دهد و در عوض به پیش بینی و بهبود نیاز دارد. [129]
گاوها و گوسفندها در معرض سرمای باد ناشی از ترکیبی از باد و دماهای سرد هستند، زمانی که باد از سرعت 40 کیلومتر در ساعت (25 مایل در ساعت) فراتر میرود و پوششهای پشمی و موی آنها بیاثر میشود. [130] اگرچه پنگوئن ها از لایه ای از چربی و پر برای کمک به محافظت در برابر سرما در آب و هوا استفاده می کنند، باله ها و پاهای آنها کمتر در برابر سرما مصون هستند. در سردترین اقلیمها مانند قطب جنوب ، پنگوئنهای امپراتور برای زنده ماندن در برابر باد و سرما، به طور مداوم اعضای خارج از گروه مونتاژ شده را متناوب میکنند که از دست دادن گرما را تا 50 درصد کاهش میدهد. [131] حشرات پرنده ، زیرمجموعه ای از بندپایان ، توسط بادهای غالب همراه می شوند، [132] در حالی که پرندگان مسیر خود را با استفاده از شرایط باد دنبال می کنند تا پرواز یا سر خوردن داشته باشند. [133] به این ترتیب، الگوهای خطوط ظریف در تصاویر رادار آب و هوا ، مرتبط با بادهای همگرا، تحت سلطه بازگشت حشرات است. [134] مهاجرت پرندگان، که تمایل دارد یک شبه در کمترین 7000 فوت (2100 متر) جو زمین رخ دهد، با افزایش بادهای محیطی با افزایش 15 گره، پروفیل های باد جمع آوری شده توسط رادار هواشناسی، به ویژه WSR-88D را آلوده می کند (28). کیلومتر در ساعت) تا 30 گره (56 کیلومتر در ساعت). [135]
پیکاها از دیواره ای از سنگریزه ها برای نگهداری گیاهان خشک و علف ها برای زمستان استفاده می کنند تا از دمیدن غذا محافظت کنند. [136] سوسکها از بادهای خفیفی استفاده میکنند که قبل از حملات شکارچیان بالقوه مانند وزغها ، برای زنده ماندن از برخوردشان استفاده میکنند. cerci آنها به باد بسیار حساس است و به آنها کمک می کند تا نیمی از حملات خود را نجات دهند. [137] الک دارای حس بویایی قوی است که می تواند شکارچیان بالقوه در جهت باد را در فاصله 0.5 مایلی (800 متری) تشخیص دهد. [138] افزایش باد با سرعت بالای 15 کیلومتر در ساعت (9.3 مایل در ساعت) به مرغهای آب سیاه سیگنال میدهد که جستجوی غذا و حملات هوایی خود را به مورچههای منقار ضخیم افزایش دهند . [139]
وزش بادهای شدید بسته به میزان سرعت و اختلاف فشار، باعث آسیب می شوند. فشار باد در سمت باد سازه مثبت و در سمت بادگیر منفی است. وزش بادهای نادر می تواند باعث تاب خوردن پل های معلق با طراحی ضعیف شود. هنگامی که وزش باد در فرکانس مشابهی با تاب خوردن پل باشد، پل را می توان راحت تر تخریب کرد، مانند آنچه در پل باریک تاکوما در سال 1940 رخ داد. [140] سرعت باد به 23 گره (43 کیلومتر در ساعت) می رسد. ) می تواند منجر به قطع برق به دلیل شاخه های درخت شود که جریان انرژی را از طریق خطوط برق مختل می کند. [141] در حالی که هیچ گونه درختی تضمین نمی شود که در برابر بادهای طوفانی مقاومت کند، آنهایی که ریشه های کم عمق دارند بیشتر مستعد ریشه کن شدن هستند و درختان شکننده مانند اکالیپتوس ، هیبیسکوس دریایی و آووکادو بیشتر مستعد آسیب هستند. [142] بادهای طوفانی باعث آسیب قابل توجهی به خانه های متحرک می شود و شروع به آسیب ساختاری خانه ها با پایه می کند. بادهایی با این قدرت ناشی از بادهای پایین در خارج از زمین، باعث شکستن شیشهها و ماسهبلاست اتومبیلها میشوند. [59] هنگامی که باد از 135 گره (250 کیلومتر در ساعت) فراتر رفت، خانه ها به طور کامل فرو می ریزند، و خسارت قابل توجهی به ساختمان های بزرگتر وارد می شود. تخریب کلی سازه های مصنوعی زمانی اتفاق می افتد که باد به 175 گره (324 کیلومتر در ساعت) برسد. مقیاس سافیر -سیمپسون و مقیاس پیشرفته فوجیتا برای کمک به تخمین سرعت باد از آسیب ناشی از بادهای شدید مربوط به طوفانهای گرمسیری و گردبادها و بالعکس طراحی شدهاند. [143] [144]
جزیره بارو استرالیا رکورد شدیدترین وزش باد را در اختیار دارد که طی طوفان استوایی اولیویا در 10 آوریل 1996 به سرعت 408 کیلومتر در ساعت (253 مایل در ساعت) رسید و از رکورد قبلی 372 کیلومتر در ساعت (231 مایل در ساعت) که در کوه واشنگتن (نیوهمپشایر) ثبت شده بود، گذشت. ) بعد از ظهر 12 آوریل 1934. [145]
شدت آتش سوزی در طول روز افزایش می یابد. به عنوان مثال، نرخ سوختن سیاهههای مربوط به سوختن تا پنج برابر بیشتر در طول روز به دلیل رطوبت کمتر، افزایش دما و افزایش سرعت باد است. [146] نور خورشید در طول روز زمین را گرم میکند و باعث میشود جریانهای هوا به سمت بالا حرکت کنند و در طول شب با سرد شدن زمین، به سمت پایین سرازیر شوند. آتش سوزی های جنگلی توسط این بادها شعله ور می شوند و اغلب جریان های هوا را بر فراز تپه ها و دره ها دنبال می کنند. [147] عملیات آتش سوزی ایالات متحده حول یک روز آتش سوزی 24 ساعته می چرخد که در ساعت 10:00 صبح شروع می شود، زیرا شدت افزایش قابل پیش بینی ناشی از گرمای روز است. [148]
باد خورشیدی با بادهای زمینی کاملاً متفاوت است، زیرا منشأ آن خورشید است و از ذرات باردار تشکیل شده است که از جو خورشید فرار کرده اند. مانند باد خورشیدی، باد سیاره ای از گازهای سبکی تشکیل شده است که از جو سیاره ها فرار می کنند. بادهای سیاره ای در طی دوره های زمانی طولانی می توانند ترکیب اتمسفر سیاره ای را به شدت تغییر دهند.
سریعترین باد ثبت شده از دیسک برافزایش سیاهچاله IGR J17091-3624 نشات گرفته است. سرعت آن 20000000 مایل در ساعت (32000000 کیلومتر در ساعت) است که 3 درصد سرعت نور است . [149]
باد هیدرودینامیکی در قسمت بالایی جو سیاره به عناصر شیمیایی سبک مانند هیدروژن اجازه میدهد تا به سمت اگزوسفر ، حد پایینی اگزوسفر حرکت کنند ، جایی که گازها میتوانند سپس به سرعت فرار برسند و بدون تأثیرگذاری بر ذرات دیگر گاز وارد فضای بیرونی شوند. . این نوع از دست دادن گاز از یک سیاره به فضا به عنوان باد سیاره ای شناخته می شود. [150] چنین فرآیندی در طول زمان زمین شناسی باعث می شود که سیارات غنی از آب مانند زمین به سیاراتی مانند زهره تبدیل شوند . [151] علاوه بر این، سیاراتی با اتمسفر پایین تر می توانند سرعت از دست دادن هیدروژن را تسریع کنند. [152]
باد خورشیدی به جای هوا، جریانی از ذرات باردار - یک پلاسما - است که با سرعت 400 کیلومتر در ثانیه (890000 مایل در ساعت) از اتمسفر بالایی خورشید خارج می شود. [153] بیشتر از الکترون ها و پروتون ها با انرژی حدود 1 کو تشکیل شده است . دما و سرعت جریان ذرات با گذشت زمان تغییر می کند. این ذرات قادرند از گرانش خورشید فرار کنند ، تا حدی به دلیل دمای بالای تاج [154]، اما همچنین به دلیل انرژی جنبشی بالایی که ذرات از طریق فرآیندی به دست می آورند که به خوبی درک نشده است . باد خورشیدی هلیوسفر را ایجاد می کند ، یک حباب بزرگ در محیط بین ستاره ای که منظومه شمسی را احاطه کرده است. [155] سیارات به میدان مغناطیسی بزرگی نیاز دارند تا یونیزاسیون اتمسفر بالای خود توسط باد خورشیدی را کاهش دهند. [152] دیگر پدیدههای ناشی از باد خورشیدی شامل طوفانهای ژئومغناطیسی است که میتواند شبکههای برق روی زمین را از بین ببرد، [156] شفقهای قطبی مانند شفقهای شمالی ، [157] و دمهای پلاسمایی دنبالهدارهایی که همیشه به سمت خورشید هستند. [158]
بادهای شدید 300 کیلومتر در ساعت (190 مایل در ساعت) در نوک ابرهای ناهید هر چهار تا پنج روز زمینی دور سیاره می چرخند. [159] هنگامی که قطب های مریخ پس از زمستان خود در معرض نور خورشید قرار می گیرند، CO 2 یخ زده تصعید می شود و بادهای قابل توجهی ایجاد می کند که با سرعت 400 کیلومتر در ساعت (250 مایل در ساعت) قطب ها را از بین می برد، که متعاقباً مقادیر زیادی گرد و غبار را منتقل می کند و بخار آب روی چشم انداز آن . [160] سایر بادهای مریخی منجر به پاکسازی و گرد و غبار شیاطین شده است . [161] [162] در مشتری ، سرعت باد 100 متر در ثانیه (220 مایل در ساعت) در جریان های جت منطقه ای رایج است. [163] بادهای زحل از سریع ترین بادهای منظومه شمسی هستند. دادههای کاسینی-هویگنس نشاندهنده اوج بادهای شرقی با سرعت 375 متر در ثانیه (840 مایل در ساعت) بود. [164] در اورانوس ، سرعت باد در نیمکره شمالی به 240 متر در ثانیه (540 مایل در ساعت) در نزدیکی 50 درجه عرض شمالی می رسد. [165] [166] [167] در نوک ابرهای نپتون ، سرعت بادهای غالب از 400 متر در ثانیه (890 مایل در ساعت) در امتداد خط استوا تا 250 متر در ثانیه (560 مایل در ساعت) در قطب ها متغیر است. [168] در عرض جغرافیایی 70 درجه جنوبی در نپتون، یک جریان جت پرسرعت با سرعت 300 متر در ثانیه (670 مایل در ساعت) حرکت می کند. [169] سریعترین باد در هر سیاره شناخته شده در HD 80606 b است که در فاصله 190 سال نوری از ما قرار دارد و با سرعتی بیش از 11000 مایل در ساعت یا 5 کیلومتر بر ثانیه می وزد. [170]
{{cite journal}}
: CS1 maint: چندین نام: فهرست نویسندگان ( پیوند ){{cite web}}
: CS1 maint: چندین نام: فهرست نویسندگان ( پیوند )وسترلی های Roaring Forties Shrieking Sixties.
ساختار کشتی بادبانی
{{cite journal}}
: CS1 maint: چندین نام: فهرست نویسندگان ( پیوند )