מה מקורה של אנרגית הרוח?

אטמוספירת כדור הארץ מהווה משאבת חום גדולה, המעבירה חום בין האזורים השונים שעל פני כדור הארץ.

שינויים בלחץ האוויר, ובטמפרטורת האוויר, קובעים את כיוון הרוח ומהירותה. התנהגות כוללת זו, מושפעת על ידי תופעות על פני הקרקע, כגון תוואי הקרקע, יערות, מדבריות, גושי מים גדולים, ובניינים.

זרמי ההסעה הבסיסיים, נוצרים כתוצאה מהעובדה שאנרגיית השמש מחממת את אזור קו המשווה, ונוצר הבדל טמפרטורות גדול בין הקטבים לקו המשווה.

בערך 2% מאנרגיית השמש הפוגעת בפני כדור הארץ, משמשת ליצירת הרוח.

יש הכוללים את אנרגיית הרוח כחלק מאנרגיית השמש, מכיוון שהרוח נוצרת כתוצאה מחימום על ידי השמש. אנו נתייחס לרוח כמשאב אנרגיה עצמאי.

ניזכר במילות השיר: "הרוח נושבת קרירה, נוסיפה קיסם למדורה".

  • האם הרוח נושבת רק מאזור קר לאזור חם יותר?

הסבר לכיוון הגלובלי של הרוחות

אוויר חם באזור קו המשווה, מתרומם מעל פני הקרקע, ואוויר קר יותר הבא מהקטבים תופס את מקומו (עקרון השוואת לחצים בגז).

אם כדור הארץ לא היה מסתובב סביב צירו, התמונה שהייתה מתקבלת עבור כיווני הרוחות הייתה:

כיווני הרוחות אם כדור הארץ לא היה מסתובב סביב צירו

סיבוב כדור הארץ סביב צירו, גורם להשפעה על הרוחות, ובאיור הבא ניתן לראות השפעה זו.

כיווני הרוחות שנוצרים בעקבות סיבוב כדור הארץ סביב צירו

האוויר הקר הזורם מהקטבים, נוטה לכיוון מערב, כתוצאה מסיבוב כדור הארץ. לעומתו, האוויר החם הנע בחלק העליון של האטמוספרה, נוטה לכיוון מזרח, כתוצאה מהסיבוב. נוצר סחרור סביב אזורי לחץ נמוך. סחרור זה הוא בכיוון הפוך לכיוון תנועת מחוגי השעון בחצי הכדור הצפוני (כפי שנראה מעל הכדור), ובכיוון הסיבוב של מחוגי השעון בחצי הכדור הדרומי.

לאלו מכם שלמדו פיזיקה מתקדמת, הכוח המופעל על האוויר כתוצאה מסיבוב כדור הארץ נקרא "כוח קוריוליס (Coriolis Force)".

האוויר החם עולה באזור קו המשווה למעלה (עקב חימומו, והעובדה שאוויר חם קל יותר). האוויר נע בשכבה העליונה של האטמוספרה, בכיוון הקטבים (צפונה ודרומה).

בערך בקו רוחב 30, בשני חצאי הכדור, מונע כוח קוריוליס מהאוויר להמשיך לנוע. בקו רוחב זה נוצר אזור לחץ גבוה.

בגובה הקרקע, נוצר לחץ נמוך באזור קו המשווה (עקב האוויר החם שעלה למעלה), ולכן אוויר מצפון ומדרום נעים לכיוון קו המשווה.

בקטבים יש אזור לחץ גבוה עקב קירור האוויר.

כל הרוחות הגלובליות שתוארו, הן בגובה של קילומטר ויותר,
יש לזכור כי עובי האטמוספרה הוא כ 11 קילומטרים,, כלומר יחס של 1:6400 לעומת רדיוס כדור הארץ.

עקב נטיית כדור הארץ סביב צירו, נוצרים שינויים עונתיים במשטר הרוחות.

מהירות הרוח גדֵלה במהירות ככל שעולים לגובה. ככל שמתרחקים מפני כדור הארץ, יש לרוח פחות חיכוך עם הקרקע, ולכן מהירותה גדלה.

הרוחות המעניינות את האדם כמקור לאנרגיה הן רוחות הנמצאות בגובה נמוך מ 100 מטרים, ואלו הן רוחות המושפעות מתוואי הקרקע.

עצים ובליטות במבנה הקרקע גורמים לעיכוב הרוח (הקטנת זרימתה) כתוצאה מחיכוך. כמו כן הם יוצרים זרימה לא חלקה – זרימה טורבולנטית (זרימה עם מערבולות).

 

לעמוד הקודם לחץ כאן לעמוד הבא לחץ כאן