A szelek megértése: A légkör mozgásban

A szél társulhat a legtöbb időjáráshoz komplex viharok, de kezdete nem lehetett egyszerűbb.

A következőképpen határozza meg: vízszintes a levegő mozgása egyik helyről a másikra, a szeleket a különbség okozza levegő nyomás. Mivel a Föld felületének egyenetlen melegítése ezeket a nyomáskülönbségeket okozza, végül az a szél generáló energiaforrás a nap.

A szelek elindulása után három erő kombinációja felelős a mozgás irányításáért - a nyomásgradiens erő, a Coriolis erő és a súrlódás.

A meteorológia általános szabálya, hogy a levegő a nagyobb nyomású területekről alacsonyabb nyomású területekre áramlik. Amint ez megtörténik, a magasabb nyomás helyén a levegőmolekulák felhalmozódnak, amikor készen állnak az alacsonyabb nyomás felé történő nyomásra. Ezt az erőt, amely a levegőt az egyik helyről a másikra tolja, úgy nevezzük nyomásgradiens erő. Ez az erő gyorsítja a levegőcsomagokat, és ezzel elindítja a szél fújását.

A "tolóerő" vagy a nyomásgradiens erő erőssége attól függ, hogy (1) milyen nagy a különbség a légnyomásban és (2) a nyomásterületek közötti távolság nagysága. Az erő erősebb lesz, ha nagyobb a nyomáskülönbség, vagy rövidebb a távolság közöttük, és fordítva.

Ha a Föld nem forogna, akkor a levegő egyenesen, közvetlenül a magas nyomástól az alacsony nyomásig áramlik. Mivel azonban a Föld kelet felé fordul, a levegő (és minden más szabadon mozgó tárgy) elmozdulása az északi féltekén való mozgáspályájuk jobb oldalára fordul el. (Balra eltolódnak a déli féltekén). Ez az eltérés a Coriolis erő.

A Coriolis-erő közvetlenül arányos a szélsebességgel. Ez azt jelenti, hogy minél erősebb a szél fúj, annál erősebb a Coriolis a jobb irányba. A Coriolis a szélességi foktól is függ. Ez a legerősebb a pólusoknál és gyengíti azt, minél közelebb haladnak a 0 ° szélesség felé (az Egyenlítő). Az Egyenlítő elérése után a Coriolis-erő nem létezik.

Vegye le a lábát, és mozgassa át egy szőnyegpadlón. Az ellenállás, amelyet ezzel érez - az egyik tárgy áthelyezése a másikra - súrlódás. Ugyanez történik a szélgel, mint az fúj a föld felszínén. A terepen áthaladó súrlódás - fák, hegyek és akár a talaj is - megszakítja a levegő mozgását és lassítja azt. Mivel a súrlódás csökkenti a szeleket, úgy lehet erõnek tekinteni, amely szemben áll a nyomásgradiens erõvel.

Fontos megjegyezni, hogy a súrlódás csak a Föld felszínétől néhány kilométerre található meg. E magasság felett hatásai túl kicsik ahhoz, hogy figyelembe lehessen venni.

A szél vektor mennyiség. Ez azt jelenti, hogy két összetevőből áll: sebesség és irány.

A szél sebességét egy szélmérővel mérik, és mérföldekenként óránként adják meg csomós. Irányát egy a szélkakas vagy windsock, és az irányban van kifejezve ahonnan fúj. Például, ha északról délbe fúj a szél, akkor azt mondják északi, vagy északról.

A szélsebességnek a szárazföldi és tengeri megfigyelt körülményekhez, valamint a várható vihar erősségéhez és az anyagi károkhoz való könnyebb összekapcsolásának egyik módja a szélmérleg.

• Beaufort szélmérleg
  1805-ben Sir Francis Beaufort (királyi haditengerészet és admirális) találta ki, a Beaufort-skála segített a tengerészeknek a szélsebesség becslésére műszer nélkül. Ezt úgy tették, hogy vizuális megfigyeléseket végeztek arról, hogyan viselkedtek a tenger a szél jelenlétében. Ezeket a megfigyeléseket ezután illesztették a Beaufort-skála diagramhoz, és meg lehetett becsülni a megfelelő szélsebességet. 1916-ban a skálát kiterjesztették a földterületre is.
  Az eredeti skála tizenhárom kategóriából áll, 0 és 12 között. Az 1940-es években öt további kategóriát (13-17) adtak hozzá. Használatukat trópusi ciklonok és hurrikánok számára fenntartották. (Ezeket a Beaufort-számokat ritkán használják, mivel a Saffir-Simpson skála ugyanazt a célt szolgálja.)
• Saffir-Simpson hurrikán szél skála
  A Saffir-Simpson skála leírja a partra szálló vagy áthaladó hurrikán valószínű hatásait és anyagi károit a vihar maximális tartós szélsebessége alapján. A hurrikánokat szél alapján öt kategóriába osztja, 1-5-ig.
• Továbbfejlesztett Fujita skála
  A továbbfejlesztett Fujita (EF) skála a tornádók szilárdságát a szél által okozott károk alapján határozza meg. A tornádókat szél alapján hat kategóriába sorolja, 0 és 5 között.

Ezeket a kifejezéseket gyakran használják az időjárási előrejelzésekben a szél erősségének és időtartamának megadására.