Tuul: definitsioon, tekkimine ja mõju ilmastikule

Definitsioon ja näited

Tuul on gaasivool. Maal on tuul peamiselt õhu liikumine, mille suund ja kiirus võivad muutuda väga lühikese aja jooksul või püsida pikema aja vältel. Kosmoses on päikesetuul gaaside või osakeste liikumine päikesest läbi kosmose. Kõige tugevamad tuuled meie päikesesüsteemi planeedil on Neptuunil ja Saturnil.

Tuulte liigid ja tugevus

Lühikesi kiireid tuulepuhanguid nimetatakse puhanguteks. Tugevat tuult, mis kestab umbes ühe minuti, nimetatakse puhanguteks. Pikka aega kestvaid tuuli nimetatakse mitmeks erinevaks asjaks, näiteks tuulepuhanguks, tormiks, orkaaniks ja taifuuniks. Tuule tugevust mõõdetakse tavaliselt meetrites sekundis (m/s), kilomeetrites tunnis (km/h) või sõlmedes (knots).

Tuule tugevuse hindamiseks kasutatakse ka Beauforti skaala abil, mis on lihtne visuaalne viis merel ja maal tuule tugevuse kirjelduseks, eriti siis kui kaugust maale ei ole näha.

Kuidas tuul tekib

Päikesevalgus juhib Maa atmosfääri tsirkulatsiooni. Selle tulemusel tekivad erinevad temperatuurid ja rõhud, ning tuuled puhuvad üle maa ja mere, tekitades ilma. Kõrgrõhuala (mis moodustab antitsükloni) madalrõhkkonna (mis moodustab tsükloni) lähedal paneb õhu liikuma kõrgrõhualalt madalrõhualale, et püüda rõhku tasandada. Coriolise efekt põhjustab tuulte keerlemist ja suunamuutusi, eriti laiematel makroskaaladel.

Tuul võib olla põhjustatud ka kuuma õhu tõusust või jaheda õhu langusest. Kui kuum õhk tõuseb, tekib selle all madal rõhk, mille tasandamiseks liigub õhku sisse. Kui külm õhk langeb (kuna see on tihedam või raskem kui soe õhk), siis tekib kõrge rõhk ja see voolab välja, et tasandada rõhk ümbritseva madalrõhuga.

Lisaks laiaulatuslikele rõhuerinevustele tekivad lokaalsed tuuletüübid, näiteks meretuul ja maatuul (päeva- ja ööpäevased rütmid), mägistest aladest liikumisest tingitud oru- ja nõlvatuuled ning tugevad alla- või ülesvood nagu katabaatilised ja anabaatilised tuuled. Ka ülemised õhukihtid, sealhulgas jet stream, mõjutavad ilmastiku arengut ja sügavate tormide liikumist.

Tuulte mõõtmine ja märgid

Tuul on tavaliselt nähtamatu, kuid vihm, tolm või lumi võivad näidata, kuidas ta puhub. Ilmakaar ehk pilved ja nende liikumine annavad vihjeid tuule suunale ja tugevusele. Instrumentaalselt mõõdetakse tuult anemomeetritega ning tuule suunda näitab tuulekell või -mõõtur. Merel kasutatakse tugevuse hindamiseks sageli Beauforti skaala abil.

Tuule mõju maastikule ja elusloodusele

Tuul kujundab maastikku: see võib maad liigutada, eriti kõrbetes, kus tuul kannab ja kuhjab liiva, tekitades düüne ning erosiooni. Tuul mõjutab mullastiku niiskust, taimkatte levikut ja seemnete hajumist. Külm tuul võib mõnikord kariloomadele halvasti mõjuda ja suurendada stressi, mõjutades nende kasvutingimusi ja tervist. Tuul mõjutab ka loomade toiduvarusid, nende jahipidamist ja enesekaitset — paljud linnud ja loomad kasutavad tuult liikumiseks või varjumiseks.

Tuul ja äärmuslikud ilmastikunähtused

Suur rõhkude erinevus võib tekitada tugevaid tuuli. Mõne tormi, näiteks orkaanide, taifuunide, tsüklonite või tornaadode puhul võib see põhjustada tuuled, mis on kiiremad kui 200 mph (320 kilomeetrit tunnis ). Need tuuled võivad kahjustada maju ja muid hooneid ning tappa inimesi. Lisaks tuulele kaasneb sageli tugev sademetevool, tormine meri ja üleujutused.

Tuul ja inimtegevus

• Transport ja lennundus: tuul mõjutab laevandust, lennuliiklust ja sõidukite ohutust — tugevad puhanguid ja risttuuled võivad keerulisemaks muuta navigeerimise.
• Põllumajandus: tuul võib lõhutada saaki, kuivatada mullapinda või levitada kahjureid ja haigusi.
• Ehitus ja planeerimine: hoonete projekteerimisel arvestatakse tuulekoormusi ja -suundasid, et tagada konstruktsioonide stabiilsus.
• Energiatehnoloogia: tugev ja püsiv tuul on oluline allikas tuuleenergia tootmiseks — tuuleparkide planeerimisel hinnatakse tuule ressursse ja mõju ümbritsevatele aladele.

Mõõtühikud, ohutus ja leevendus

Tuule kiiruse ühikuks on levinud m/s, km/h ja sõlmed; tuule tugevuse kirjeldamisel kasutatakse ka Beauforti skaalat. Tuuleohtlikel perioodidel on oluline järgida ohutusnõuandeid: kinnitada lahtised objektid, vältida tagahoovis töid tugevas tuules, jälgida ilmateateid ja tormiohu korral otsida kaitstud paiku. Ehitus- ja taristuinsenerid kasutavad projekteerimisel standardeid tuulekoormuse arvestamiseks.

Tuul ja kliimamuutused

Kliimamuutused võivad muuta tuulemustreid — näiteks muutuda jet streami kujunemine, tormide sagedus ja intensiivsus ning lokaalsed tuuletingimused. See omakorda mõjutab meretaseme tõusu, erosiooni ja inimeste varustuskindlust. Seetõttu jälgitakse tuulte pikaajalisi muutusi ja nende mõju kliimamodelleerimisel.

Kokkuvõte

Tuul on atmosfääriline nähtus, mis tekib peamiselt rõhuerinevustest ja soojuse jaotumisest Maa pinnal. See mõjutab loodust ja inimtegevust mitmel moel — alates maastiku kujundamisest kuni energiasektorini välja. Tuule mõistmine ja mõõtmine aitab paremini ette valmistuda äärmuslike ilmastikunähtuste vastu ning kasutada tuult jätkusuutliku energiaallikana.

Tuule tugevnemine põhjustab aurustumise kiiruse suurenemist.

Kahju

Kõrge tuul võib tekitada kahju sõltuvalt sellest, kui tugev on see. Mõnikord võivad tuulepuhangud halvasti valmistatud sillad liigutada või hävitada, nagu Tacoma Narrows Bridge 1940. aastal. Elektrienergia jaotamine võib tuule tõttu katkeda, isegi kui selle kiirus on vaid 23 sõlme (43 km/h). See juhtub siis, kui puuoksad kahjustavad elektriliine. Ükski puuliik ei suuda vastu pidada orkaani tugevusega tuulele, kuid puud, mille juured ei ole väga sügavad, võivad kergemini ümber paiskuda. Sellised puud nagu eukalüpt, merihibiskus ja avokaado on rabedad (kergesti murduvad) ja saavad kergemini kahjustada.

Orkaan Andrew'i kahjustused

Kaubandustuuled

Passaadituuled on troopikas, Maa atmosfääri alumises osas valitsevad idapoolsed pinnatuuled. Nad esinevad troposfääri alumises osas Maa ekvaatori lähedal. Põhja poolkeral puhuvad pasatiivid valdavalt kirdest. Lõunapoolkeral puhuvad nad kagust. Nad on tugevamad talvel ja siis, kui Arktika võnkumine on soojas faasis. Passaadituuleid on purjelaevade kaptenid kasutanud maailma ookeanide ületamiseks juba sajandeid. Need võimaldasid Euroopa impeeriumide laienemist Ameerikasse. Samuti võimaldasid nad luua kaubateed üle Atlandi ja Vaikse ookeani.

Sügavus on ekvatoriaalpiirkonnas. See on tuulevöönd, kus õhk on soe ja kus on väikesed rõhu kõikumised. Tuuled on seal kerged. Teine nimetus doldrumile on intertroopiline konvergentsivöönd (ITCZ).

Jaanuarikuu (sinine) ja juuli (punane).

Küsimused ja vastused

K: Mis on tuul?

K: Milliseid näiteid meie päikesesüsteemi planeetidel esinevatest tugevatest tuuledest on näha?

K: Mis on puhangud ja tuulepuhangud?

K: Kuidas mõjutab tuul loomi?

K: Kuidas tekib tuul?

K: Kuidas mõõdetakse, kui tugev on tuul?

K: Millist mõju avaldab tuule tugevnemine?

Otsing