יום רביעי, 10 באוקטובר 2018
יום שבת, 29 בספטמבר 2018
צליל גורדון - הרוח הקדמה
צליל גורדון
רוּחַ היא תנועה של חלקיקי אוויר רבים
יחד בכיוון מסוים. עוצמת הרוח יכולה להשתנות מרוח מלטפת וכמעט בלתי מורגשת ועד
לסופות הרסניות, המגיעות למהירות של כ-300 קמ"ש ויותר. הרוחות מהוות מרכיב
חשוב במדעי מזג האוויר (מטאורולוגיה) ומשמשות כלי חשוב לחיזוי מזג האוויר.
רוחות מעצבות את פני הקרקע, הדיונות
וההרים. הרוחות יוצרות גלים בים, מפיצות את אבקת הצמחים וזרעיהן, הן מסייעות
לעופות לרחף ולנדוד ומהוות מרכיב מרכזי במערכת הקירור של האדם. הרוח משמשת להפקת
אנרגיה. הרוח משיטה אוניות, ורוח הסחר נקראה כך משום שהשיטה אוניות מסחר מפורטוגל
דרומה לכיוון אפריקה ומשם זרם הגולף נשא אותם לאמריקה.
הרוח נתפשת כאחד מאיתני הטבע. בעולם
הדימויים של תרבות המערב הרוח מסמלת נושאים נשגבים כחופש או הרס. במיסטיקה הרוח
נתפשת כביטוי לתקשורת עם עולם המתים ולנוכחות ישות אלוהית.
הרוח היא תופעה נפוצה ושגרתית המקובלת
על רבים כמובנת מאליה. בתרבויות קדומות רבות נחשבה הרוח למעשה האל. אמפדוקלס (450
לפנה"ס) הגדיר את האוויר כאחד מארבעת היסודות. תפישת האוויר כיסוד או חומר
המסוגל לנוע התוותה את הבסיס להבנת הרוח. האוויר המקיף אותנו הוא תערובת של גזים,
לכן הרוח היא תנועה של גז. גילוי חוקי הגזים בסוף המאה ה-17 ותחילת המאה ה-18
איפשר לבטא את הרוח כתופעה פיזיקאלית ולתאר את אופיה במשוואות מתמטיות.
המילה 'רוח' בשפה העברית יכולה להתקיים
הן בצורת זכר והן בצורת נקבה,אך בימינו נהוגה הצורה הנקבית.
יצירת הרוח
הגורם המרכזי ליצירת רוחות הוא הפרשי
לחצים באטמוספירה המתורגמים לאנרגיה קינטית שהיא רוח. הפרשי הלחצים נוצרים בעיקר
מהפרשי טמפרטורה בטמפרטורת האוויר. סיבות נוספות ליצירת רוח הן הפרשים במשקל
הסגולי של גושי אוויר והגאומטריה של פני כדור הארץ. הסברים אלו עדיין אינם מכילים
את כל מגוון הרוחות ואת דרך יצירתן. למשל, עדיין לא ברור באילו נסיבות נוצר
טורנדו.
כוון הרוח ועוצמתה
ניתן להתרשם מכיוון הרוח ועוצמתה על פי
התנועה שהיא גורמת לה. בתמונה ניתן להתרשם מתנועת השער והבגדים של הילדה. עקרון
דומה משמש ליצירת שרוול הרוח.
כוון הרוח בקנה מידה קטן נקבע על ידי
הפרשי לחצים מקומיים. הרוח נושבת לכוון בו לחץ האוויר הוא נמוך יותר. נניח שתי
נקודות. באחת לחץ אוויר גבוה תסומן באות H בשנייה לחץ נמוך
תסומן באות L.
מהירות הרוח היא ביחס ישר להפרש הלחצים
בין H ל L וביחס הפוך
למרחק בין H ל L.
שרוול רוח הוא צינור בד בצורת חרוט
קטום, המחובר בקצהו הרחב לתורן, ומשמש להערכת מהירות הרוח וכיוונה.
מד רוח הוא מכשיר מדידה למדידת מהירות
הרוח.
הרוח וכח קוריוליס
כאמור העקרון הזה נכון למרחקים קצרים –
עד מאות בודדות של קילומטרים. במרחקים גדולים יותר כח קוריוליס משנה את כוון הרוח
לחלוטין עד שרוב הרוחות נעות אנכית לקו שבין הלחץ הגבוה ללחץ הנמוך.
סוגי רוח
הרוחות מסווגות לפי אופיין והסיבות
להיוצרותן. הרוחות יכולות להיווצר עקב תנאים גלובליים, רוחות כאלו תופענה במקומות
רבים בעולם. ישנן רוחות האופייניות למספר מצומצם של מקומות. רוחות אלו מאוד
ספציפיות ושמן יצביע על מיקומן.
שם הרוח יכול להשתנות מאזור לאזור,
למשל הוריקן, טייפון, וציקלון טרופי הם שמות שונים לאותה הסופה. השם במקרה הזה
מציין את מקום הסופה בעולם.
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 האוויר הנמוכה. הים מתחמם אף הוא אבל הוא מקרין פחות חום חימום הים גורם
לאידוי מים. תהליך האידוי מקרר את האוויר שמעל הים. האוויר מתחלק לשלוש קבוצות.
אוויר קר יחסית ולח מעל הים. אוויר חם ויבש מעל רצועת החוף. אוויר קר ויבש בשכבות
הגבוהות. משקלו הסגולי של האוויר מעל רצועת החוף הוא הקטן ביותר ולכן הוא עולה
למעלה ויוצר לחץ נמוך מעל רצועת החוף. האוויר הלח מהים נע לכיון הלחץ הנמוך וכך
נוצרת רוח מהים ליבשה.
בלילה רצועת החוף מתקררת מהר בעוד
שהמים שומרים על חומם. עכשיו המצב מתהפך. האוויר מעל הים מתחמם על ידי הים. האוויר
מעל רצועת החוף מתקרר. האוויר החם מעל הים עולה למעלה ויצר לחץ נמוך. האוויר
מרצועת החוף נע לכיון הים ונוצרת רוח מהיבשה לים.
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. על אף הציפייה לזרימה של אוויר קר מהקטבים על פני
השטח לכוון קו המשווה, כח קוריוליס אינו מאפשר לתנועה להתבצע והוא מסיט את האוויר
בחזרה לקטבים. למעשה נוצרות שלוש לולאות בכל אחד מחצאי כדור הארץ (הצפוני
והדרומי). הרוח נעה אלכסונית לכוון קווי הרוחב של כדור הארץ. האוויר נע בלולואה
הראשונה לכוון קו המשווה. בלולאה השנייה לכוון הקוטב ואז שוב לכוון קו המשווה.
לולאות אלו אחראיות על יצירת חגורת המדבריות ויערות הגשם. בחלק העליון של נקודת
המפגש של הלולאות נוצרים זרמי סילון מהירות המקיפים את כדור הארץ.
סוגי רוחות נוספים
זירמי סילון
סופות
טורנדו
עלעולים (עמודי אבק ומים)
רוח קדים
רוחות הסחר
רוח קטבטית ואנבטית
ויסקול
איך הרוח מתחילה לנשוב?
ישנו תהליך מחזורי שקורה כל הזמן
בשמיים. האוויר שקרוב לקרקע מתחמם בגלל קרני השמש שפוגעות ומחממות את הקרקע.
כשהאוויר מתחמם הוא עולה ואוויר קר מחליף אותו קרוב לקרקע. האוויר הקר הזה הוא
דחוס יותר מהאוויר החם (הרי חום הוא בעצם דחיסות של חלקיקים) וכשהוא יתחמם, הוא
יעלה שוב ויוחלף שוב באוויר קר ודחוס. ביחד עם סיבוב כדור הארץ, התנועה של האוויר
למעלה ולמטה הופכת לרוח.
הגורם העיקרי ליצירת רוחות, אם כן, הוא
הפרשי הלחצים באטמוספירה, שנוצרים בעיקר בשל הפרשי טמפרטורת האוויר. ואכן, הפרשי
לחצים הללו הופכים לאנרגיה קינטית, אנרגיה של תנועה - שהיא הרוח. רוחות נוצרות גם
בשל הפרשים במשקל הסגולי של גושי אוויר שונים ובגלל הצורה של פני כדור הארץ.
מד רוח (אנמומטר - Anemometer) הוא מכשיר מדידה למדידת מהירות הרוח. מקור המונח במילה היוונית אנמוס (Anemos) - רוח. זהו אחד המכשירים המותקנים בתחנה מטאורולוגית, ולו גם שימושים במתקנים תעשייתיים, כגון מדידת מהירות זרימה בתעלות איורור ובמנהרת רוח. מדי רוח מסוימים מספקים מדידה בו זמנית של מהירות הרוח וכיוונה.
על מנת לספק מידע על מהירות הזרימה על החיישן להיות באינטראקציה עם זרם הגז (או הנוזל). להלן מובא תיאור מקוצר של מספר עקרונות פעולה אותם מנצלים מדי רוח שונים, אשר חלקם יתוארו בהרחבה בהמשך.
אינטראקציה באמצעות העברת מומנט (כוח): דוגמה לעקרון זה הוא מד רוח כפות, בו הזרימה מסובבת התקן מכני; או מד רוח מבוסס גרר, בו הזרימה מסיטה ממקומו עצם כגון כדור או גליל, כנגד כוח היחסי למידת ההיסט (למשל קפיץ או כבידה). בסווג זה נכללים גם מדי רוח המבוססים על עליית הלחץ בתוך צינור החוסם את הזרימה (לדוגמה צינור פיטו).התפשטות קול: מד רוח אולטרה-סוני אשר מודד את מהירות הרוח על ידי מדידת הבדל מהירות הקול בכיוון הזרימה ובניגוד לכיוון הזרימה. אינטראקציה באמצעות העברת חום: חיישן חוט להט, אשר מאבד חום לסביבה ביחס למהירות הגאז (או הנוזל) הזורם סביבו. הקצב בו יש לספק אנרגיה לחוט הלהט על מנת לשמור על טמפרטורה קבועה משמש מדידה עקיפה למהירות הרוח.סחיפת חלקיקי עקיבה: בסווג זה נכללים חיישן המודד את מהירות תנועתו של חלקיק עוקב הנסחף בזרימה. הסקת מהירות הרוח על ידי סדרת צילומי לווין ומיקום העננים היא דוגמה לעקרון זה, וכן גם מד רוח לייזר דופלר.
שושנת הרוחות היא תרשים המראה את כיוונירוחות השמים: צפון, דרום, מזרח ומערב. השרטוט מורה גם את כיווני הביניים צפון-מזרח, דרום-מזרח, דרום-מערב, וצפון-מערב.
לעיתים יש שושנות רוחות המראות כיוונים משניים נוספים הנותנים זווית נוספת של 22.5 מעלות, או אף פחות כמו 11.25 מעלות. למעשה צורתו של המצפן האנלוגי היא בצורת שושנת הרוחות.
בעוד שבשושנת הרוחות המקובלת כיום הצפון מראה את הכיוון קדימה, הרי שבתנ"ך, ובמזרח הקדום בכלל, הכיוון "קדימה" הוא מזרח. האדם ניצב ופניו אל כיוון זריחת השמש - ממזרח ("מזרח שמש"), ומכאן נקרא מזרח גם "קדם" והכיוון שלפנים "קדימה".
ולפאתי מזרח, קדימה
— התקווה
לימינו דרום, ומכאן הכינוי ימין או תימן לכיוון דרום
בֶּן אָדָם שִׂים פָּנֶיךָ דֶּרֶךְ תֵּימָנָה וְהַטֵּף אֶל דָּרוֹם וְהִנָּבֵא אֶל יַעַר הַשָּׂדֶה נֶגֶב
— יחזקאל, כ"א, ב
, לשמאלו צפון, הנקרא במקורות מסוימים שמאל,
וַיֵּחָלֵק עֲלֵיהֶם לַיְלָה הוּא וַעֲבָדָיו וַיַּכֵּם וַיִּרְדְּפֵם עַד חוֹבָה אֲשֶׁר מִשְּׂמֹאל לְדַמָּשֶׂק
— בראשית, י"ד, ט"ו
ובגבו הים התיכון, הנקרא לעיתים גם הים האחרון, מלשון אחורי - מערב
וְאֵת כָּל נַפְתָּלִי וְאֶת אֶרֶץ אֶפְרַיִם וּמְנַשֶּׁה וְאֵת כָּל אֶרֶץ יְהוּדָה עַד הַיָּם הָאַחֲרוֹן:
— דברים ל"ד
שושנת הרוחות בעלת 12 הכיוונים, היא פרי המצאתו של אריסטוטלס טימוסתנס, ספן ומלומד שחי במאה השלישית לפנה"ס. תלמי השני, מלך מצרים מינה אותו לנתב ראשי בצי האוניות שלו, מכיוון שתלמי אהב מאד טכנולוגיה ומדע, ובימיהם התקדמה מצרים בתחומים רבים בצעדי ענק, וביניהם הניווט.
היסטוריה -
טימוסתנס חיבר ספר של הוראות שיט לטובת הצי המצרי. בנוסף לכך היו בספר הנחיות לניווט, שהתבססו על שושנת הרוחות בעלת 12 כיוונים. בעקבות ספר זה יצאו במשך השנים עוד ועוד ספרי שיט, שנהיו חיוניים לספנים וליורדי הים.
צליל גורדון
הירשם ל-
רשומות (Atom)
-
צליל גורדון רוּחַ היא תנועה של חלקיקי אוויר רבים יחד בכיוון מסוים. עוצמת הרוח יכ...
-
http://tslilgordon.blogspot. com/2018/09/cameo.html?m=1 http://cameo.mozello.co.il http://www.2all...
