רוח
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
- ערך זה עוסק ברוח כתנועה של אוויר. לערך העוסק ברוח במובן מישור קיום לא גשמי, ראו רוחניות.
רוח היא תנועה של חלקיקי אוויר רבים יחד בכיוון מסוים. משב הרוח יכול להשתנות בעוצמתו מרוח מלטפת וכמעט בילתי מורגשת, המסוגלת בקושי לנענע עלים בודידם ועד סופות הרסניות, המגיעות למהירוית של כ- 300 קמ"ש ויותר. הרוחות מהוות מרכיב חשוב במדעי מזג האויר (מטאורולוגיה) ומשמשות כלי חשוב לחיזוי מזג האויר. הרוח משפיעה על על עולמינו באין ספור דרכים. רוחות מעצבות את פני הקרקע הדיונות וההרים. הרוחות יוצרות גלים בים, הן מפיצות את אבקת הצמחים וזירעיהן, הן מסיעות לעופות לרחף ולנדוד, הן מהוות מרכיב מרכזי במערכת הקירור של האדם. הרוח משמשת להפקת אנרגיה. הרוח משיטה אונית, למשל, רוח הסחר נקראה כך משום שהשיטה אונית מסחר מפורטוגל דרומה לכון אפריקה ומשם זרם הגולף נשא אותם לאמריקה. הרוח נתפסת כאחד מאיתני הטבע. בעולם הדימוים של תרבות המערב הרוח מסמלת נושאים נשגבים כחופש, הרס, במיסטיקה הרוח נתפשת כביטוי לתקשורת עם עולם המתים ולנוכחות ישות אלוהית. הרוח היא תופעה נפוצה ושיגרתית המקובלת על רבים כמובנת מאליה. בתרבות קדומות רבות נחשבה הרוח למעשה האל. אמפדוקלס (450 לפנה"ס) הגדיר את האויר כאחד מארבעת היסודות. תפיסת האויר כיסוד או חומר המסוגל לנוע התוותה את הבסיס להבנת הרוח. האויר המקיף אותנו הוא תערובת של גזים. לכן הרוח היא תנועה של גז. גילו חוקי הגזים בסוף המאה ה 17 תחילת המאה ה 18 איפשרו לבטא את הרוח כתופעה פיזיקאלית ולתאר את אופיה במשוואות מתמטיות. ראוי לציין שגם בימינו אין אנו מבינים את כל מגוון הרוחות ואת דרך יצירתם. למשל המדע עדיין מתחבט בהבנת הטורנדו החמקמק.
תוכן עניינים |
[עריכה] חקר הרוח
המטאורולוגיה בכלל וחיזוי מזג האויר בפרט מיחסים חשיבות רבה לרוחות. מחקר הרוח מפותח במדינות בהן הרוח משפיע באופן משמעותי על איכות החים. למשל בארצות הברית סוכנות NOAA הזוכה לתמיכה ממשלתית נרחבת. משקיעה מעמץ רב בחקר הרוח. בין שאר פעילותיה היא עוקבת אחרי שני סוגי סופות הרסניות במיוחד הוריקן וטורנדו. בסיס המחקר המטאורולוגי הוא מדידות מהשטח. בעזרת מדידות אילו נבנות מפות של רוחות המשמות בסיס למודלים ממושחבים הלומדים ומנסים לחזות את הגורמים לרוחות ואת מסלול ההרס שלהן.
[עריכה] כיצד נוצרת רוח
הגורם המרכזי ליצירת רוחות הוא הפרשי לחצים באטמוספרה המתורגמים לאנרגיה קנטית שהיא רוח. הפרשי הלחצים נוצרים בעיקר מהפרשי טמפרטורה. הקשר בין טמפרטורה של גז ולחץ הגז מומחש בעזרת הנוסחאות של חוקי הגזים. השמש מהווה מקור ל-קרינה אלקטרו מגנטית שהיא סוג של אנרגיה. קרינת השמש הופכת לחום כאשר היא נבלעת על ידי חלקיקים באטמוספרה או על פני השטח. כמות החום המשתחררת בתהליך הבליעה תלוי בעוצמת הקרינה בסוג החומר ובצפיפותו. חוסר אחידות בעוצמת הקרינה ובעוצמת הבליעה גורמים להפרשי טמפרטורות באטמוספרה. למשל כמות הקרינה גבוהה יותר באזור קו המשווה משאר בקטבים, אדמה כהה בולעת יותר קרינה מחול לבן. העננות משפיעה על הטפרטורה בכך שהיא כולאת את החום הנפלט ולא מאפשרת לו להתפזר. גורמים אילו יוצרים הפרשי טמפרטורה באטמוספרה. כאמור הפרשים אילו הם הגורם העיקרי ליצירת רוח. הפרשי טמפרטוה נוצרים גם על ידי תהליכים אחרים כמו דחיסת גז גורמת לפליטת חום לסביבה. שיחרור גז מקרר את הסביבה. אידוי מים מקרר את הסביבה. עבוי מים משחרר חום לסביביה. חומרים שונים משחררים חום בקצב שונה. מים מתקררים לאט יותר מאדמה. גם תהליכים אילו גורמים בסופו של דבר לחוסר אחידות בטמפרטורת האויר ומכאן להפרשי לחצים ולרוח. תופעה נוספת הגורמת ליצירת רוח הוא המשקל הסגולי של האויר. אויר חם ויבש הוא בעל משקל סגולי נמוך בעוד שאויר קר ולח הוא בעל משקל סגולי גבוה יחסית. לכן ככול שהאויר יותר חם ויותר יבש הוא שואף לעלות לוצוף על פני אויר הכבד בעוד שהאויר הכבד שוקע כלפי מטה. תנועה זאת מחוללת רוח.
[עריכה] כוון הרוח ועוצמתה
כוון הרוח ומהירותה בקנה מידה קטן נקבעים על ידי הפרשי לחצים מקומיים (למשל רוח ים). הרוח נושבת לכוון בו לחץ האויר הוא נמוך יותר. נניח שתי נקודות. באחת לחץ אויר גבוה תסומן באות H בשנייה לחץ נמוך תסומן באות L. הרוח תנשוב מ H ל L ומהירותה תגדל ככול שהפרש הלחצים בין H ל L יהי גדול יותר. מהירות הרוח תקטן ככול שהמרחק בין H ל L יהיה גדול יותר. כאמור העקרון הזה נכון למרחקים קצרים של עד מספר בודד של מאות קלומטרים. במרחקים גדולים יותר כח קוריוליס משנה את כוון הרוח לחלוטין עד שרוב הרוחות נעות אנכית לקו שבין הלחץ הגבוה ללחץ הנמוך. ברוחות סיבוביות, הנוצרות כאשר האויר נע במהירות כלפי מעלה או כלפי מטה, משפיע כח קוריוליס או כוח צנטרפוגאלי גם במרחקים קצרים מאוד. למשל לעמודי אבק (Dust Devil) בהן האויר מנסה לעלות מהר מאוד ואז הוא מסתחרר ויצר צינור של לחץ נמוך במרכזו. הטורנדו היא סוג אחר של רוח בקנה מידה קטן הקשור בסחרור אויר.
[עריכה] כלים למדידת הרוח
כלי חשוב במדידת הרוח היא השבשבת או ה-אנימומטר. השבשבת מודדת באמצעים מכנים את מהירות הרוח וכיוונה. יש אין ספור סוגים של שבשבות המחוברות למכשירי מדידה אלקטנים. מכשיר נפוץ למדידת כיוון הרוח הוא ה-Wind Vane המורכב מלוח קשיח המשמש כמפרש המחובר לצידו האחד של מוט אופקי הנע על ציר. הרוח הנושבת גורמת למפרש להפנות את המוט לכיוון הרוח. המכשיר הקלאסי למדידת מהירות הרוח הוא האנימומטר. האנימומטר מורכב ממספר כוסות המחוברות בצורה מעגלית ואופקית. הרוח הנושבת גורמת למכשיר להיסתובב על צירו. מהירות הסיבוב משקפת את מהירות הרוח. אמצעי נוסף למדידת הרוח הוא שק הרוח. שק הרוח הוא שרוול בד. צידו האחד של השרוול מולבש על טבעת המחוברת בציר לעמוד. כיוון השרוול מצביע על כיוון הרוח. עוצמת הרוח תשפיע על זווית השרוול. שק הרוח מספק בעיקר מידע ויזואלי. למשל בשדות תעופה או כבישים שק הרוח ממחיש את מצב הרוח בחוץ.
[עריכה] מפת רוחות
מפת רוח מבוססת על ממדידות אמת המתבצות בשטח. למשל מדידה מסוג METAR המתקבלת משדות תעופה. הפרמטרים הבסיסים הנמדדים הם מיקום המדידה עוצמת הרוח וכיוונה. כמו כן נמדדים פרמטרים נוספים המשפיעים על השתנות הרוח כמו הגאוגרפיה של השטח, לחץ ברומטרי, לחות, שעה ביום, עננות, אחידות הרוח וכ"ו.
[עריכה] סוגי רוח
הרוחות מסווגות לפי אופיין והסיבות להיוצרותן. הרוחות יכולות להיוצר עקב תנאים גלובלים. רוחות כאילו יופיעו במקומות רבים בעולם. ישנן רוחות האופיניות למספר מצומצם של מקומות. רוחות אילו מאוד ספציפיות ושמן יצביע על מיקומן. למשל רוח מיסטראל (Mistral) היא רוח קרה החולפת מעל מחוז מיסטראל בצרפת. שם הרוח יכול להשתנות מאזור לאזור למשל הוריקן טייפון וציקלון טרופי הם שמות שונים לאותה הסופה. השם במקרה הזה מציין את מקום הסופה בעולם.
[עריכה] רוח ים
רוח ים היא הרוח הנלמדת ביותר. רוח הים משמשת גם בתור מודל קלאסי להיווצרות עננים. רוח ים נוצרת עקב הפרשי טמפרטורה בין הים ליבשה. ביום השמש מחממת את הים ורצועת החוף. חום רב מוקרן מרצועת החוף ומחמם את שיכבת האויר הנמוכה. הים מתחמם אף הוא אבל הוא מקרין פחות חום חימום הים גורם לאידוי מים. תהליך האידוי מקרר את האויר שמעל הים. האויר מתחלק לשלוש קבוצות. אויר קר יחסית ולח מעל הים. אויר חם ויבש מעל רצועת החוף. אויר קר ויבש בשכבות הגבוהות. משקלו הסגולי של האויר מעל רצועת החוף הוא הקטן ביותר ולכן הוא עולה למעלה ויוצר לחץ נמוך מעל רצועת החוף. האויר הלח מהים נע לכיון הלחץ הנמוך ונכך יוצר רוח מהים ליבשה. בלילה רצועת החוף מתקררת מהר בעוד שהמים שומרים על חומם. עכשיו המצב מתהפך. האויר מעל הים מתחמם על ידי הים. האויר מעל רצועת החוף מתקרר. האויר החם מעל הים עולה למעלה ויצר לחץ נמוך. האויר מרצועת החוף נע לכיון הים ונוצרת רוח מהיבשה לים.
[עריכה] משטר רוחות גלובלי
הפרשי הטמפרטורה בין הקטבים לקו המשווה יוצר תנועת אוויר מעגלית. האוויר בקו המשווה מתחמם ועולה כלפי מעלה. אוויר קר מהקטבים יורד לתפוס את מקומו . לכאורה הינו מצפים לזרימה של אויר קר מהקטבים על פני השטח לכוון קו המשווה. כח קוריוליס אינו מאפשר לתנועה להתבצע והוא מסיט את האויר בחזרה לקטבים. למעשה נצרות שלוש לולאות בכל אחד מחצאי כדור הארץ. (הצפוני והדרומי) הרוח נעה אלכסוניות לכוון קווי הרוחב של כדור הארץ. האויר נע בלולואה הראשונה לכוון קו המשווה. בלולוא השנייה לכוון הקוטב ואז שוב לכוון קו המשווה. לולאות אילו אחראיות על יצירת חגורת המדבריות ויערות הגשם. בחלק העליון של נקודת המפגש של הלולאות נוצרים זרמי סילון מהירות המקיפים את כדור הארץ.
[עריכה] סוגי רוחות נוספים
- זירמי סילון
- סופות
- טורנדו
- עלעולים (עמודי אבק ומים)
- רוח קדים
- רוח קטבטית
[עריכה] הרוח והאדם
הרוח מועילה לאדם, אך גם מזיקה. מזה מאות שנים משתמשים בכוח הרוח להפקת אנרגיה, למשל: טחנות רוח לטחינת חיטה, שבשבות לייצור חשמל, ספינות מפרש על פני הים. לעיתים רוח גורמת אסונות טבע. מדי פעם סופות הרסניות (כמו טורנדו, והוריקן ) מחריבות אזורים נרחבים בעולם.
[עריכה] נהימת הרוח
את הרוח אנו גם שומעים. הרוח מפיקה רעשים במספר דרכים. רעשים הנגרמים על ידי עצמים העומדים בדרכה של הרוח כמו עלים פעמוני רוח גגות פח וכו'. נהימת הרוח נגרמת כתוצאה מהווצרות תנודת בחלל בו נעה הרוח. רוח במהירות גבוהה יוצרות מערבולות באויר. המערבולות מתאפינות בתנועה אקראית של חלקיקי אויר. תנועה זאת יוצרת רעש לבן. רעש לבן הוא רעש אחיד בתחום תדירוית רחב. כדי שרעש לבן יהפוך לקול מוגדר צריך לסננן חלק מהתנועות ולצמצם את תחום התדרים. צימצום התדרים נעשה בעזרת התנודה הטבעית של הסביבה בה הרוח נושבת. לכל גוף או חלל יש תנודה טבעית רזוננאס. כאשר מנענעים גוף בתנודתו הטבעית התנודה תלך ותיתחזק בעוד שאם ננענע את הגוף בקצב אחר התנודה תלך ותגבע. למשל כדי להקפיץ כדור עלינו לחבוט בו בקצב מסוים. קצבים איטיים מידי או מהירים מדי לא יביאו לשום תוצאות. התנודה הטבעית של החלל בו נעה הרוח תגרום לתדרים מסוימים ברעש הלבן להתחזק ולשאר התדרים להחלש. סינון התדרים יגרום לרוח להישמע כקול. הקול הזה נקרא נהימת הרוח או שריקת הרוח. כלי נגינה מסוג כלי נשיפה מפיקים צלילים לפי העיקרון הזה.
[עריכה] ראו גם
[עריכה] קישורים חיצוניים
| מיזמי קרן ויקימדיה | ||
|---|---|---|
 ציטוטים בוויקיציטוט: רוח |
- קוריוליס, דולדרום, רוחות הסחר
- בריזות, רוח קטבטית ואנבטית, מונסונים
- סערות טרופיות
- בלדד השוחי, איך נוצרת הרוח?, באתר נענע
ערך זה הוא קצרמר בנושא מדעי כדור הארץ. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.
