Vjetar

Izvor: Wikipedija
Jump to navigation Jump to search
Vjetroelektrana Vrataruša kod Senja, se nalazi na obroncima Velebita i bila je najveća vjetroelektrana u Hrvatskoj, s instaliranom snagom od 42 MW.
Islandska ciklona 4. rujna 2003.
Anemometar s lopaticama iz 1846., koji je izradio John Thomas Romney Robinson.
Primjer ruže vjetrova.
Vjetrovi na određenim zemljopisnim područjima tijekom dijela godine pušu stalnim smjerom i jačinom.
Model tri ćelije u troposferi i smjer stalnih planetarnih vjetrova na Zemlji.
Nadolazeća atmosferska fronta se često može vidjeti i sa zemlje, ali točne granice je teško odrediti.
Ušće Dubračine u Crikvenici tijekom bure.
Ušće Dubračine u Crikvenici tijekom juga.
Prikaz kako nastaje fen.

Vjetar je pretežno vodoravno strujanje zraka, relativno prema Zemljinoj površini, određeno smjerom (stranom svijeta odakle vjetar puše) i brzinom, odnosno jakošću. [1] Za vjetar je svojstvena velika prostorna i vremenska promjenjivost. [2]

Iskorištenje snage vjetra bilo je u povijesti od velikog značaja prvenstveno za razvitak pomorstva, a s njime i zemljopisa, pogon mlinova, vjetrenjača i drugog, a i danas se pažnja usmjerava na energiju vjetra kao na jedan od mogućih obnovljivih izvora energije.

Nastanak vjetra[uredi VE | uredi]

Vjetar je posljedica više čimbenika:

Pri tlu je u umjerenim širinama često bezvjetreno stanje, to jest tišina, no u uvjetima velikih razlika tlaka, kao u uraganima, tornadima i tropskim ciklonima, brzina vjetra može dosegnuti vrijednosti i od više stotina kilometara na sat te prouzročiti velika razaranja. Na strujanje zraka mogu znatno utjecati i reljef (na primjer doljnjak, noćnik) i temperaturne razlike između kopna i mora, pa su poznati sustavi vjetrova obalne cirkulacije (zmorac i burin). Određeni dijelovi Zemlje poznati su po postojanim i jakim zapadnim vjetrovima, kao što su to olujna područja oceana, uglavnom oko 40° sjeverne zemljopisne širine. Brzina vjetra se redovito povećava s visinom i najveće se brzine obično pojavljuju u blizini troposfere.

Brzina vjetra[uredi VE | uredi]

Brzine vjetra kreću se od tišine (kalme) do veoma velikih brzina. U slojevima pri tlu brzina vjetra, na primjer brzina bure na našoj obali, može doseći i 50 m/s (180 km/h), na Antartiku pojedini udari vjetra i do 90 m/s (324 km/h), a 1934. izmjerena je u SAD na Mount Washingtonu (nadmorska visina 1 980 m) brzina vjetra od 115 m/s (414 km/h). Mnogo veće brzine vjetra izmjerene su u slobodnoj atmosferi. Tako je na visini 11 km iznad tla izmjerena 1959. iznad Rostova na Donu brzina vjetra od 160 m/s (576 km/h).

Brzina se vjetra mijenja s visinom. Pri tlu je, zbog trenja čestica zraka o podlogu, brzina vjetra smanjena. S povećanjem visine utjecaj trenja postepeno se smanjuje i brzina vjetra u prvih desetak metara visine raste najprije brzo, a zatim sve sporije.

Mjerenje brzine vjetra[uredi VE | uredi]

Brzina vjetra mjeri se s pomoću anemometra ili se prema Beaufortovoj ljestvici procjenjuje s pomoću učinaka vjetra na okoliš. U Hrvatskoj su brzine vjetra znatno veće na području priobalja i otoka nego u kopnenome dijelu. Najveće brzine vjetra mogu se očekivati na području gdje se obronci Velebita najstrmije spuštaju prema moru, to jest na dijelu obale od Senja do Karlobaga i na otoku Pagu (do 40 m/s ili 145 km/h).

Beaufortova ljestvica[uredi VE | uredi]

Vista-xmag.pngPodrobniji članak o temi: Beaufortova ljestvica

Vjetar nastaje uslijed nejednakosti tlaka u atmosferi zbog meteoroloških mijena. Vjetar je određen brzinom, smjerom i jačinom. Brzina vjetra mjeri se pomoću anemometra, a izražava se uobičajenom jedinicom za brzinu - metrima u sekundi, kilometrima na sat, čvorovima ili specijaliziranom jedinicom - beaufort (čitaj: "bofor"). Odnos ovih jedinica vidljiv je iz sljedeće tablice:

Jačina (Bf) Naziv Brzina Maks. visina vala (m)
km/h m/s čvor unutarnje more
blizu obale
otvoreno
more
0 Tišina <1 0 - 0,2 <1 --- ---
1 Lahor 1 - 5 0,3 - 1,5 1 - 3 0,1 0,1
2 Povjetarac 6 - 11 1,6 - 3,3 4 - 6 0,2 0,3
3 Slab vjetar 12 - 19 3,4 - 5,4 7 - 10 0,6 1
4 Umjeren vjetar 20 - 28 5,5 - 7,9 11 - 16 1 1,5
5 Umjereno jak vjetar 29 - 38 8,0 - 10,7 17 - 21 2 2,5
6 Jak vjetar 39 - 49 10,8 - 13,8 22 - 27 3 4
7 Žestok vjetar 50 - 61 13,9 - 17,1 28 - 33 4 5,5
8 Olujni vjetar 62 - 74 17,2 - 20,7 34 - 40 5,5 7,5
9 Jak olujni vjetar 75 - 88 20,8 - 24,4 41 - 47 7 10
10 Orkanski vjetar 89 - 102 24,5 - 28,4 48 - 55 9 12,5
11 Jak orkanski vjetar 103 - 117 28,5 - 32,6 56 - 63 11,5 16
12 Orkan >118 >32,7 >64 14 ---

Ruže vjetrova[uredi VE | uredi]

Vista-xmag.pngPodrobniji članak o temi: Ruže vjetrova

Vjetar vrlo rijetko puše stalnom brzinom, to jest uobičajeno mijenja jakost. Izuzetak čine monsuni - vjetrovi koji na određenim zemljopisnim područjima tijekom dijela godine pušu stalnim smjerom i jačinom, zbog čega su u vrijeme jedrenjaka obilato korišteni za prekooceanske plovidbe. Učešća pojedinih smjerova i prosječnih ili maksimalnih brzina vjetra u tim smjerovima prikazuje takozvana ruža vjetrova s naznačenim stranama svijeta prema slici. Na jakost vjetra uz odnos tlakova u atmosferi utječe i konfiguracija, prisustvo prirodnih i umjetnih prepreka i obraslost terena što uvjetno rečeno možemo shvatiti i kao trenje s podlogom.

Strujanja u atmosferi[uredi VE | uredi]

Vista-xmag.pngPodrobniji članak o temi: Strujanje zraka

Strujanje zraka ne ovisi samo o silama koje djeluju u atmosferi, nego i o trenutnom stanju atmosfere. To stanje može biti barotropsko (to jest gustoća zraka je funkcija jedino tlaka), ili baroklinsko (to jest gustoća zraka ovisi, osim o tlaku, i o drugim termodinamskim uvjetima). Zbog mnogobrojnosti i međusobnosti utjecaja čimbenika koji uzrokuju i utječu na gibanje atmosfere, mehanizam strujanja zraka u atmosferi vrlo je složen i može se samo približno opisati matematičkim izrazima.

Zračna se masa Zemljine atmosfere neprestano giba s obzirom na površinu Zemlje. Dva su osnovna razloga gibanju zraka u atmosferi: vrtnja ili rotacija Zemljine kugle i nejednoliko zagrijavanje njene površine i atmosfere.

Zbog Zemljine vrtnje u višim slojevima atmosfere djeluju na čestice zraka Coriolisova sila i sila centrifugalnog ubrzanja, a u prizemnom sloju djeluju još i sile trenja između zračnog omotača i Zemljine površine, te između čestica zraka. Rezultat je djelovanja tih sila uglavnom vodoravno strujanje zraka. Zbog zakrivljenosti Zemljine površine i gibanja Zemlje s obzirom na Sunce, kao i nejednakog zagrijavanja podloge, ukupna se atmosfera nejednoliko zagrijava, što uzrokuje poremećaj gradijenta tlaka, pa nastaju strujanja zraka koja nastoje izjednačiti razlike tlaka.

Opća cirkulacija atmosfere[uredi VE | uredi]

Opća cirkulacija atmosfere je osnovna vrsta strujanja u atmosferi, kojom se izmjenjuju velike zračne mase u vodoravnom i okomitom smjeru. U njoj važnu ulogu imaju strujanja u vezi s putujućim ciklonama i anticiklonama. Ta strujanja posreduju u razmjeni zračnih masa između polarnih, umjerenih i suptropskih širina i daju glavnu značajku vremenskim zbivanjima kod nas.

Lokalna cirkulacija zraka[uredi VE | uredi]

Lokalna cirkulacija zraka nastaje zbog različita zagrijavanja zraka iznad kopna i mora i zbog različita sastava i oblika tla. S tim u vezi pojavljuju se svojstveni (karakteristični) lokalni vjetrovi s mora i kopna. Danju se kopno jače ugrije od mora i zbog toga puše vjetar s mora na kopno; noću je obratno. Lokalna cirkulacija zraka pojavljuje se i na pristrancima planina.

Tlak vjetra[uredi VE | uredi]

U tehničkoj struci se s vjetrom računa kao s opterećenjem koje on može proizvesti na građevine, konstrukcije i plovila. Opterećenje vjetrom spada pod promjenjiva djelovanja (statika konstrukcija) i ono djeluje okomito na površinu konstrukcije i obuhvaća: vjetar koji djeluje na konstrukciju i trenje vjetra po konstrukciji (tangencijalno niz površinu konstrukcije). Opterećenje uslijed vjetra iskazuje se u kN/m2 (kilonjutnima po kvadratnom metru) ili kp/m2 (kilopondima po kvadratnom metru), a ovisno je od brzine vjetra i smjera pod kojim napada površine objekata. Tlak vjetra jača s visinom iznad terena, pa je osobito izražen kod visokih objekata i može poprimiti vrlo velike vrijednosti, pa i dovesti do prevrtanja dizalica ili vozila ili drugih načina oštećenja objekata.

Približne vrijednosti tlaka vjetra
Visina iznad tla (m) Brzina vjetra (m/s) Tlak vjetra (N/m2)
0 - 8 28,3 500
8 - 20 35,8 800
20-100 42,0 1 100
> 100 45,6 1 300

Djelovanje podloge na vjetar[uredi VE | uredi]

Atmosfera se prema djelovanju podloge sastoji od više slojeva:

  • prizemni ili Prandtlov sloj (od 50 do 100 m), u kojemu brzina vjetra raste s visinom po logaritamskom ili po eksponencijalnom zakonu, a smjer se vjetra s visinom ne mijenja;
  • prijelazni ili Ekmanov sloj (od 500 do 1 500 m), u kojemu brzina vjetra raste s visinom, a na sjevernoj polutki skreće s visinom udesno;
  • slobodna atmosfera, u kojoj se utjecaj trenja s podlogom može zanemariti, a smjer vjetra poprima smjer geostrofičkog vjetra.

U unutrašnjem sloju atmosfere s jednolikom stratifikacijom može se promjena brzine vjetra s visinom (do visine 15 - 20 m) dobro aproksimirati s takozvanim logaritamskim zakonom:

gdje su: v2 i v1 brzine vjetra na visinama z2 i z1, a z0 je parametar hrapavosti podloge, koji je jednak visini nad tlom do koje je brzina vjetra jednaka nuli. Vrijednosti z0 ovisne su o svojstvima podloge, na primjer nad snježnim je pokrivačem z0 = 0,1 - 0,5 mm, nad travom z0 = 10 - 50 mm, a nad zgradama i nekoliko metara.

U umjerenim i višim zemljopisnim širinama mijenjaju se tokom godine srednje brzine vjetra u čitavoj troposferi i stratosferi. Srednja brzina vjetra pri tlu je najveća zimi kad su i razlike tlaka najveće. Ljeti je cirkulacija atmosfere u našim širinama općenito slabija. U većim visinama veće su razlike između ljeta i zime. Tako je, na primjer, na 5 km visine nad Zagrebom maksimalna brzina vjetra u siječnju, a minimalna u lipnju.

Dnevni je hod brzine vjetra veoma složen. Nad nižim su područjima kontinenta najmanje srednje brzine vjetra u jutarnjim satima, a najveće u ranim poslijepodnevnim satima. U planinskim predjelima, gdje se brzina vjetra približava stanju u slobodnoj atmosferi, srednja brzina vjetra ima obratan dnevni hod: maksimalne vrijednosti su u noćnim, a minimalne u dnevnim satima.

Vrste vjetrova[uredi VE | uredi]

Mnogi, osobito lokalni vjetrovi imaju svojstvena imena, od kojih su se neka kod nas sačuvala od davnine. Među poznatije vjetrove u primorju ubrajaju se bura, garbin, jugo, levant, maestral, oštro, pulenat, tramontana, a u na kontinentu košava, sjeverac i drugi. Režim vjetra na nekome mjestu može se grafički prikazati s pomoću ruže vjetrova. Neki sustavi zračnih strujanja svojstveni su za golemim područjima Zemlje i daju određene značajke klimi toga područja. U takve sustave strujanja ulaze geostrofički vjetrovi, monsuni, pasati, zapadni vjetrovi umjerenih širina i drugi. Prema jakosti vjetrovi se nazivaju tišina (kad nema vjetra), lahor, povjetarac, slab vjetar, umjeren vjetar, jak vjetar, olujni vjetar, orkanski vjetar i orkan.

Vjetrovi na Jadranu[uredi VE | uredi]

Vjetrovi na Jadranu.

Najjači vjetrovi u Hrvatskoj su bura koja puše s kopna prema moru, iz pravca sjeveroistoka i jugo koje puše iz pravca jugoistoka. Bura uobičajeno traje 3 dana i karakteristično je da puše "na refule", to jest na mahove i osobito je jaka u podvelebitskom kanalu na području Senja, no i u Bakru dosiže i do 180 km/h.

Godine 1988. u Dubrovačkoj zračnoj luci izmjerena je vrijednost od 44,3 m/s (159,5 km/h), na Marjanu je 1994. izmjerena brzina bure od 48,5 m/s (174,6 km/h), u Novalji 1995. je izmjereno 39,9 m/s (143,9 km/h). Godine 1996. na Krčkom mostu izmjereno je 58,9 m/s (212 km/h), a 2002. u Makarskoj je zabilježeno 49,9 m/s (179,6 km/h). Najsnažniji udar bure u Hrvatskoj, izmjeren je 24. prosinca 2003., na autocesti A1, između tunela Sveti Rok i Maslenice, na vijaduktu Božići, jedan od rijetkih instrumenata za mjerenje brzine vjetra koji je uopće uspio neoštećen izdržati nalete vjetra, zabilježio je tada brzinu od 307 km/h, što je najveća ikad izmjerena brzina vjetra u Hrvatskoj. Zbog toga što taj instrument nije bio predviđen za tolike iznose (radi se o instrumentu tvrtke "VAISALA" Wind Set WA15), podatak se ne uzima kao službeni te kao službeno najjači udar vjetra iz NNE smjera u Hrvatskoj i dalje vrijedi onaj od 21. prosinca 1998. godine s Masleničkog mosta od 248 km/h (69,0 m/s). [3][4][5]

Jugo uzrokuje valove koji "valjaju" i na plovilu se teže podnose od valova po buri. Uz pojam vjetra veže se i pojam nevera koji označava nevrijeme, odnosno vrijeme vrlo loše za boravak na moru. Za plovila su opasni i iznenadni neverini (kako i ime govori, manje i kraće nevere) koji kratkotrajno mogu dići neugodno visoke valove.

Promatramo li ružu vjetrova u našem priobalju možemo naći sljedeće vjetrove:

  • tramontana - N - (S) sjever - hladan vjetar sličan buri, ali stabilniji
  • burin - NNE - (SSI) - vjetar koji puše noću s kopna, pretežno iz NNE na sjevernome Jadranu, a često iz E ili SE na južnome dijelu
  • bura - NE - (SI) - najjači vjetar na Jadranu, puše s kopna preko planina na more, često na mahove i promjenjiva smjera
  • grego levante - ENE - (ISI) -jak vjetar koji zimi puše
  • levanat - E - (I) - istočnjak, često istih obilježja kao i bura, ponekad i topli vjetar lijepog vremena
  • jugo levante - ESE - (IJI) -
  • jugo - SE - (JI) - ili široko, vjetar jugoistočnog smjera koji uglavnom donosi kišu i loše biometeorološke prilike
  • oštro - S - (J) - je čisti južnjak, karakterizira ga velika jačina, i relativno malo vrijeme trajanja. Većinom je oštro prijelazna faza između juga i lebića
  • maestral obalni - SSW - (JJZ) -
  • lebić - SW - (JZ) - je kratak vjetar, često zapuše nakon juga. Može biti jak i tada se zove lebićada
  • garbin - WSW - (ZJZ) -
  • pulenat - W - (Z) - ponent, punenat ili pulent je rijedak vjetar kod nas. Kada je jak naziva se pulentada
  • maestral - NW - (SZ) - u pravilu ugodan ljetni vjetar koji za lijepa vremena uobičajeno puše poslije podne, donoseći lagano rashlađenje u toplim danima.

Naši otočani imaju jednu rečenicu koja pomaže zapamtiti vjetrove na našoj obali, prva slova vjetrova i riječi su ista:

  • Težak
  • Gorak
  • Lavur
  • Svakon
  • Onon
  • Ludon
  • Poštenon
  • Mornaru

U unutrašnjosti (prvenstveno na području podunavskih ravnica) zimi puše vrlo snažan i hladan jugoistočnjak košava. Na našem području anticiklona u pravilu nosi vedro vrijeme, a ciklona oblačno vrijeme i padaline. Sukladno tome, na našoj obali razlikujemo "običnu" suhu (anticiklonalnu) buru koja "čisti" zrak i takozvanu "ciklonalnu buru", koja je praćena kišom, povećanim tlakom i pogoršanjem tegoba meteoropata (ljudi osjetljivih na meteorološke prilike).

Na oceanskoj i morskoj površini snažni vjetrovi uzrokuju valovitost, pa i pojavu razornih valova visokih desetke metara, koji mogu ugroziti priobalje ili potopiti čak i najveća plovila. S druge strane, valovitost doprinosi snabdijevanju voda kisikom i njihovom "samočišćenju", a kroz dugo vremensko razdoblje oblikuje obalni pojas razarajući stijenje i stvarajući pijesak. Iako bi preciznije bilo iskazivanje valovitosti dužinom i visinom valova, uobičajena je skala od 1 - 5 definirana oblikom valova (na primjer pojavom krijesta na valovima i slično) Na ponašanje valova utječe i dubina mora. Na plićinama se valovi više "lome" i pri istoj snazi vjetra u pravilu predstavljaju veću opasnost nego na dubokom moru (utjecaj svojevrsnog "trenja" vode o dno koči dno vala i uzrokuje pojavu krijesta, a kod velikih valova lomljenje vala).

Uragan[uredi VE | uredi]

Osobito velike štete može uzrokovati vjetar olujne do orkanske snage ili vrtložni oblik vjetra poznat pod nazivom pijavica ili regionalno kao šijun, uvjetovan prije svega temperaturnim razlikama, a uslijed njih i okomitim razlikama tlakova u kombinaciji s konfiguracijom terena. Posebno snažna vrtložna strujanja zovu se uragani a učestali su nad oceanima, pa su primjerice česta katastrofalna razaranja koja uzrokuju na američkim obalama atlantika.

Temperaturne razlike između površine planete i zračnih masa uzokuju uzlazno okomito vrtložno strujanje, takozvani ciklonu, ili silazno vrtloženje koje zovemo anticiklonom. Smjer vrtloženja definira Zemljina rotacija i njome uzrokovane Coriolisove sile tako da ciklona na sjevernoj polutci slijedi matematski pozitivan smjer (smjer suprotan smjeru kazaljke na satu), a kod anticiklone je obrnut. U središtu vrtloženja vlada tišina, a na rubnim područjima se iskazuje jak vjetar.

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. vjetar, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2018.
  2. "Tehnička enciklopedija" (Meteorologija), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.
  3. http://www.meteoadriatic.net/pub/zadarski_list/2006/2006_03_15.doc
  4. Alica Bajić, Bernardin Peroš, Višnja Vučetić, Zvonko Žibrat (11. travnja 2001.). Opterećenje vjetrom – meteorološka podloga za hrvatske norme (PDF). Hrčak Portal znanstvenih časopisa Republike Hrvatske, preuzeto 2. rujna 2017.
  5. http://info.grad.hr/!res/gf_osoblje/.../doc/h08-djelovanje_vjetra.pdf

Poveznice[uredi VE | uredi]

Vanjske poveznice[uredi VE | uredi]

Ostali projekti[uredi VE | uredi]

Commons-logo.svgU Wikimedijinu spremniku nalazi se članak na temu: vjetar
Commons-logo.svgU Wikimedijinu spremniku nalazi se još gradiva na temu: vjetar
Wiktionary-logo.svgPogledajte rječničku natuknicu vjetar u Wječniku, slobodnom rječniku.