Tuul on teatud suunas liikuv õhuvool. Teistel planeetidel on see nende pinnale iseloomulik gaaside mass. Maal liigub tuul enamasti horisontaalselt. Klassifitseerimine toimub reeglina vastav alt kiirusele, ulatusele, jõudude tüüpidele, nende põhjustele, levikukohtadele. Vooluvoolude mõjul on mitmesugused loodusnähtused ja ilm. Tuul aitab kaasa tolmu, taimede seemnete edasikandumisele, soodustab lendavate loomade liikumist. Aga kuidas toimub suunaline õhuvool? Kust tuul puhub? Mis määrab selle kestuse ja tugevuse? Ja miks tuuled puhuvad? Selle ja palju muu kohta – hiljem artiklis.
Klassifikatsioon
Esiteks iseloomustab tuuli tugevus, suund ja kestus. Tuuled on õhuvoolude tugevad ja lühiajalised (kuni mitu sekundit) liikumised. Kui puhub keskmise kestvusega (umbes minut) tugev tuul, nimetatakse seda tuisuks. Pikemaid õhuvoolusid nimetatakse nende tugevuse järgi. Nii näiteks kerge tuul,rannikul puhumine on imelihtne. On ka taifuun, orkaan, torm, torm. Ka tuulte kestus võib olla erinev. Mõned kestavad näiteks paar minutit. Tuul, mis sõltub päevasest reljeefipinna temperatuuride erinevusest, võib kesta kuni mitu tundi. Atmosfääri kohaliku ja üldise tsirkulatsiooni moodustavad passaattuuled ja mussoonid. Mõlemad tüübid on klassifitseeritud "globaalseteks" tuulteks. Mussoonid on põhjustatud hooajalistest temperatuurimuutustest ja kestavad kuni mitu kuud. Pasaattuuled on õhumassid, mis pidev alt liiguvad. Need on tingitud temperatuuride erinevustest erinevatel laiuskraadidel.
Kuidas selgitada lapsele, miks tuul puhub?
Varases eas lastele pakub see nähtus erilist huvi. Laps ei saa aru, kus õhuvool tekib, mistõttu on see ühes kohas ja mitte teises kohas. Piisab, kui lihts alt seletada beebile, et näiteks talvel puhub madalate temperatuuride tõttu külm tuul. Kuidas see protsess toimub? On teada, et õhuvool on ühes suunas koos liikuvate atmosfääri gaasimolekulide mass. Väike õhuvool, mis puhub kõrghoonet, võib vilistada, möödujatelt mütsid maha rebida. Kuid kui gaasimolekulide massil on suur maht ja mitme kilomeetri laius, võib see katta üsna suure vahemaa. Suletud ruumides õhk praktiliselt ei liigu. Ja võite isegi selle olemasolu unustada. Aga kui paljastad näiteks käe liikuva aknastauto, tunnete oma nahaga õhuvoolu, selle tugevust ja survet. Kust tuul puhub? Voolu liikumine on tingitud rõhkude erinevusest erinevates atmosfääri osades. Vaatame seda protsessi lähem alt.
Atmosfäärirõhu erinevus
Miks siis tuul puhub? Laste jaoks on parem tuua näitena tamm. Ühelt poolt on näiteks veesamba kõrgus kolm, teis alt aga kuus meetrit. Lüüside avamisel voolab vesi sinna, kus seda on vähem. Sama juhtub õhuvooludega. Atmosfääri eri osades on erinev rõhk. See on tingitud temperatuuride erinevusest. Molekulid liiguvad soojas õhus kiiremini. Osakesed kipuvad üksteisest eri suundades hajuma. Sellega seoses on soe õhk rohkem tühjendatud ja kaalub vähem. Selle tulemusena väheneb selles tekkiv rõhk. Kui temperatuur langetatakse, moodustuvad molekulid lähedasemad klastrid. Seetõttu kaalub õhk rohkem. Selle tulemusena tõuseb rõhk. Nagu vesi, on ka õhul võime liikuda ühest tsoonist teise. Seega liigub vool kõrge rõhuga piirkonnast madala rõhuga piirkonda. Sellepärast puhuvad tuuled.
Ojade liikumine veekogude läheduses
Miks puhub tuul merelt? Kaaluge näidet. Päikesepaistelisel päeval soojendavad kiired nii kallast kui veehoidlat. Kuid vesi soojeneb palju aeglasem alt. See on tingitud asjaolust, et pinnasoojad kihid hakkavad kohe segunema sügavamate ja seetõttu külmade kihtidega. AGASiin soojeneb rannik palju kiiremini. Ja selle kohal olev õhk tühjeneb rohkem ja rõhk on vastav alt madalam. Atmosfäärivoolud tormavad veehoidlast kaldale – vabamale alale. Seal nad kuumenevad üles, vabastades taas ruumi. Selle asemel ilmub jälle jahe oja. Nii ringleb õhk. Rannas võivad puhkajad aeg-aj alt tunda kerget jahedat tuult.
Tuulte tähendus
Olles teada saanud, miks tuuled puhuvad, tuleks öelda nende mõju kohta elule Maal. Tuul on inimtsivilisatsiooni jaoks väga oluline. Pöörised hoovused inspireerisid inimesi looma mütoloogilisi teoseid, laiendasid kaubandus- ja kultuurilist haaret ning mõjutasid ajaloolisi nähtusi. Tuuled toimisid ka erinevate mehhanismide ja sõlmede energiatarnijatena. Õhuvoolude liikumise tõttu suutsid purjelaevad läbida märkimisväärseid vahemaid üle ookeanide ja merede ning õhupallidega üle taeva. Kaasaegsete lennukite puhul on tuulel suur praktiline tähtsus – need võimaldavad säästa kütust ja tõsta tõstevõimet. Kuid olgu öeldud, et õhuvoolud võivad ka inimest kahjustada. Nii võib näiteks tuule kaldekõikumise tõttu kaotada kontroll lennuki juhtimise üle. Väikestes veekogudes võivad kiired õhuvoolud ja nende tekitatud lained hooneid hävitada. Paljudel juhtudel soodustavad tuuled tulekahju laienemist. Üldiselt mõjutavad õhuvoolude tekkega seotud nähtused elusolendeid mitmeti.loodus.
Globaalsed efektid
Paljudes maailma osades domineerivad teatud liikumissuunaga õhumassid. Pooluste piirkonnas valitsevad reeglina idatuuled ja parasvöötme laiuskraadidel läänetuuled. Samal ajal troopikas võtavad õhuvoolud taas idasuuna. Nende tsoonide – subtroopilise seljandiku ja polaarfrondi – vahelistel piiridel on nn rahulikud alad. Nendes tsoonides valitsevad tuuled praktiliselt puuduvad. Siin toimub õhu liikumine peamiselt vertikaalselt. See seletab kõrge õhuniiskusega alade (polaarfrondi lähedal) ja kõrbete (subtroopilise seljandiku lähedal) tekkimist.
Troopika
Selles planeedi osas puhuvad pasaattuuled lääne suunas, lähenedes ekvaatorile. Nende õhuvoolude pideva liikumise tõttu on atmosfääri massid Maal segunenud. See võib avalduda märkimisväärses ulatuses. Nii näiteks kannavad üle Atlandi ookeani liikuvad passaattuuled tolmu Aafrika kõrbealadelt Lääne-Indiasse ja osadesse Põhja-Ameerikasse.
Õhumassi moodustumise kohalikud mõjud
Selleks, miks tuuled puhuvad, tuleks öelda ka teatud geograafiliste objektide kohaloleku mõju kohta. Üks õhumasside tekke lokaalseid mõjusid on temperatuuride erinevus mitte liiga kaugete piirkondade vahel. Seda võivad esile kutsuda erinevad valguse neeldumistegurid või erinevadpinna soojusmahtuvus. Viimane efekt on kõige tugevam veepinna ja maa vahel. Tulemuseks on imelihtne. Teine kohalik oluline tegur on mägisüsteemide olemasolu.
Mägede mõju
Need süsteemid võivad olla omamoodi takistuseks õhuvoolude liikumisele. Lisaks põhjustavad mäed paljudel juhtudel ise tuule teket. Küngaste kohal soojeneb õhk rohkem kui samal kõrgusel madaliku kohal olev atmosfäärimass. See aitab kaasa madalrõhualade tekkele mäeahelike kohal ja tuule tekkele. See efekt provotseerib sageli mägi-oru atmosfääri liikuvate masside ilmumist. Sellised tuuled valitsevad ebatasase maastikuga piirkondades.
Suurenenud hõõrdumine oru pinnal põhjustab paralleelselt suunatud õhuvoolu kõrvalekaldeid lähedalasuvate mägede kõrgusele. See aitab kaasa reaktiivjoa kõrgmäestikuvoolu tekkele. Selle voolu kiirus võib ületada ümbritseva tuule tugevust kuni 45%. Nagu eespool mainitud, võivad mäed olla takistuseks. Ringist mööda minnes muudab voolu suunda ja tugevust. Mäeahelike muutused mõjutavad oluliselt tuule liikumist. Näiteks kui mäeahelikus on kurk, mille atmosfäärimass ületab, siis vool möödub sellest märgatava kiiruse suurenemisega. Sel juhul toimib Bernoulli efekt. Tuleb märkida, et isegi väikesed kõrguste erinevused põhjustavad tuule kiiruse kõikumisi. Märkimisväärse õhukiiruse gradiendi tõttu on vooluhulkmuutub rahutuks ja jääb selliseks ka mäe taga tasandikul teatud kaugusel. Sellised mõjud on mõnel juhul eriti olulised. Näiteks on need olulised mägilennuväljadel õhkutõusvate ja maanduvate lennukite jaoks.
