Vind är luftens rörelse över jordens yta och produceras av skillnader i lufttryck mellan en plats till en annan. Vindstyrkan kan variera från en lätt bris till orkan kraft och mäts med Beaufort-vindskalan.
Vindar är namngivna från den riktning som de kommer från. Till exempel är en västlig vind en vind som kommer från väster och blåser mot öster Vindhastighet mäts med en vindmätare och dess riktning bestäms med en vindflöjel
Eftersom vind produceras av skillnader i lufttryck är det viktigt att förstå det konceptet när man studerar vind också. Lufttrycket skapas av rörelsen, storleken och antalet gasmolekyler som finns i luften. Detta varierar beroende på luftmassans temperatur och densitet.
År 1643, Evangelista Torricelli, student of Galileo utvecklade kvicksilverbarometern för att mäta lufttrycket efter att ha studerat vatten och pumpar i gruvdrift. Med hjälp av liknande instrument idag kan forskare mäta normalt havsnivåtryck vid cirka 1013,2 millibar (kraft per kvadratmeter ytarea).
Tryckgradientkraften och andra effekter på vinden
Inom atmosfären finns det flera krafter som påverkar vindhastigheten och vindriktningen. Det viktigaste är dock jordens gravitationskraft. När gravitationen komprimerar jordens atmosfär skapar den lufttryck – vindens drivkraft. Utan gravitationen skulle det inte finnas någon atmosfär eller lufttryck och därmed ingen vind.
Den kraft som faktiskt är ansvarig för att orsaka luftens rörelse är dock tryckgradientkraften. Skillnader i lufttryck och tryckgradientkraft orsakas av den ojämna uppvärmningen av jordens yta när inkommande solstrålning koncentreras vid ekvatorn. På grund av energiöverskottet på till exempel låga breddgrader är luften där varmare än vid polerna. Varm luft är mindre tät och har ett lägre barometertryck än den kalla luften på höga breddgrader. Dessa skillnader i barometertryck är det som skapar tryckgradientkraften och vinden då luft ständigt rör sig mellan områden med högt och lågt tryck.
För att visa vindhastigheter ritas tryckgradienten in på väderkartor med hjälp av isobarer mappade mellan områden med högt och lågt tryck. Staplar placerade långt ifrån varandra representerar en gradvis tryckgradient och svaga vindar. De som ligger närmare varandra visar en brant tryckgradient och starka vindar.
Slutligen påverkar Corioliskraften och friktionen avsevärt vinden över hela jordklotet. Corioliskraften får vinden att avböjas från sin raka bana mellan hög- och lågtrycksområden och friktionskraften saktar ner avvecklingen när den färdas över jordens yta.
Övre nivå vindar
Inom atmosfären finns det olika nivåer av luftcirkulation. De i mitten och övre troposfären är dock en viktig del av hela atmosfärens luftcirkulation. För att kartlägga dessa cirkulationsmönster använder övre lufttryckskartor 500 millibar (mb) som referenspunkt. Detta innebär att höjden över havet endast ritas in i områden med en lufttrycksnivå på 500 mb. Till exempel, över ett hav kan 500 mb vara 18 000 fot upp i atmosfären men över land kan det vara 19 000 fot. Däremot plottar ytväderkartor tryckskillnader baserat på en fast höjd, vanligtvis havsnivån.
500 mb-nivån är viktig för vindar eftersom genom att analysera vindar på övre nivåer kan meteorologer lära sig mer om väderförhållanden på jordens yta. Dessa vindar på övre nivån genererar ofta väder- och vindmönster vid ytan.
Två övre vindmönster som är viktiga för meteorologer är Rossbyvågor och jetströmmen. Rossby-vågor är betydande eftersom de för kall luft söderut och varm luft norrut, vilket skapar en skillnad i lufttryck och vind. Dessa vågor utvecklas längs jetströmmen.
Lokala och regionala vindar
Förutom låg- och övernivå globalt vindmönster finns det olika typer av lokala vindar runt om i världen. Land-havsbrisar som förekommer vid de flesta kustlinjer är ett exempel. Dessa vindar orsakas av temperatur- och densitetsskillnader mellan luft över land och vatten men är begränsade till kustnära platser.
Berg-dalvindar är ett annat lokaliserat vindmönster. Dessa vindar orsakas när bergsluften svalnar snabbt på natten och rinner ner i dalar. Dessutom värmer dalluften snabbt under dagen och den stiger uppför och skapar eftermiddagsvindar.
Några andra exempel på lokala vindar inkluderar södra Kaliforniens varma och torra Santa Ana-vindar, den kalla och torr mistralvind i Frankrikes Rhône-dal, den mycket kalla, vanligtvis torra boravinden på Adriatiska havets östra kust, och Chinook-vindarna i Nordamerika.
Vindar kan också förekomma i stor regional skala. Ett exempel på denna typ av vind skulle vara katabatiska vindar. Dessa är vindar orsakade av gravitation och kallas ibland för dräneringsvindar eftersom de dränerar nerför en dal eller sluttning när tät, kall luft på höga höjder strömmar nedför av gravitationen. Dessa vindar är vanligtvis starkare än vindar från bergsdalar och förekommer över större områden som en platå eller högland. Exempel på katabatiska vindar är de som blåser bort från Antarktis och Grönlands stora inlandsisar.
De säsongsmässigt skiftande monsunvindarna som finns över Sydostasien, Indonesien, Indien, norra Australien, och Ekvatorialafrika är ett annat exempel på regionala vindar eftersom de är begränsade till den större delen av tropikerna i motsats till bara Indien till exempel.
Oavsett om vindarna är lokala, regionala eller globala, är de en viktig komponent för atmosfärisk cirkulation och spelar en viktig roll i mänskligt liv på jorden eftersom deras flöde över stora områden kan flytta väder, föroreningar och andra luftburna föremål över hela världen.
