Қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі семей қаласының ШӘКӘрім атындағы

Горизонталь бағыттағы ауаның қозғалысын жел деп атайды. Жел жылдамдығы, күші және бағыты арқылы сипатталады.

Жел жылдамдығы секундына метрмен (м/сек), кейде сағатына километрмен (км/сағ), баллмен (Бофорт шкаласы 0 ден 12 баллға дейін) және халықаралық код бойынша узелмен (узел 0,5 м/сек-қа тең) өлшенеді. Жер бетіндегі желдің орташа жылдамдығы 5–10 м/сек.

Жел күші қозғалатын ауаның нәрсеге жасайтын қысымымен анықталады да квадрат метрге килограммен өлшенеді (кг/м2). Желдің күші оның жылдамдығына байланысты: Р – = 0,25- V2 кг/м2, мұнда Р – күш, V – жылдамдық, 0,25 коэффициент.

Желдің жылдамдығы бар градиентінің шамасына байланысты: бар градиенті өскен сайын жылдамдық артады. Ауаның қозғалысын орта есеппен 1000 м биіктікке дейін төменгі бетпен болатын үйкеліс баяулатады. Желдің жылдамдығына ауаның тығыздығы әсер етеді: тығыздық азайған сайың жылдамдық артады. Жоғары көтерілген сайын үйкеліс пен ауа тығыздығының азаюы нәтижесінде жел күшейеді.

Жерге таяу қабатта желдің секундына жазда 100 м, қыста 50 м болып соғатын максималь жылдамдығы 13–14 сағаттарда, ал минималь жылдамдығы – түнгі уақытта байқалады. Атмосфераның жоғарырақ қабаттарында жел жылдамдығының тәуліктік жүрісі керісінше. Мұндай жағдай тәулік бойы атмосферада вертикаль алмасу интенсивтілігінің өзгерісімен түсіндіріледі. Күндіз жер бетінде дамитын интенсивті вертикаль алмасу жоғарырақ қабаттарды да қамтып олардың горизонталь бағыттағы ығысуын кідіртеді. Түнде интенсивті алмасу болмаған кезде ауаның жерге жақын қабатының тежеу әсері жоғары қабаттардағы қозғалыстарға тимейді және олар бар градиентінің шамасына сәйкес жылдамдықпен орын алмастырады.

Желдің қалыпты тәуліктік соғуын әрдайым атмосфера аласапыраны бұзып отырады.

Желдің ең үлкен орташа жылдық жылдамдығы (22 м/сек) Антарктида жағасында байқалды. Мұнда желдің орташа тәуліктік жылдамдығы кейде 44 м/сек-қа жетеді, ал кейбір кездерде 90 м/сек болады. Ямайкада кейбір кездерде жылдамдығы 84 м/сек-қа жеткен дауылды жел байқалған.

Желдің бағыты жел соғып түрған горизонт нүктесінің жағдайымен анықталады. Желдің бағытын белгілеу үшін практикада горизонтты 16 румбыға бөледі. Румб дегеніміз дүние жүзі елдеріне қатысты көрінетін горизонт нүктесіне қарайғы бағыт. Басты румбылар: солтүстік (С, N), оңтүстік (Ю, S), шығыс (В, Е),батыс (3, W).

Желдің бағытын азимутпен, яғни сол жердегі меридиан мен жел бағыты арасындағы бұрышпен көрсетуге болады. Азимут солтүстік нүктеден шығысқа қарай есептеледі (0-ден 360°-қа дейін).

Желдің бағыты бар градиентінің бағытына, Жер айналуының ауытқу әсеріне, үйкеліске ал қисық сызықты изобара бойынша қозғалғанда центрден тепкіш күшке тәуелді Жер бетінен 1000 м-ден жоғары биіктіктерде қозғалатын жел екі күштің әсеріне, яғни бар градиенті (қысымдардың айырмасы) мен Жер айналуының ауытқу әсеріне бағынады. Соның нәтижесінде оның қозғалысының бағыты изобардың бағытымен дәл келеді. Мұның неге бұлай болатынын қарастырайық. Солтүстік жарты шарда ауа бөлшегі а0 нүктесінен (Г) бар градиентінің күші әсерінен қозғала бастайды. Қозғалыс пайда болысымен-ақ қозғалыс бағытында перпендикуляр және солтүстік жарты шарда одан оңға қарай бағытталған Жер (А) айналуының ауытқу күшінің әсері білінеді. Бөлшек бар градиентінің бағытынан а нүктесінде оң жаққа ауытқиды. Г күші бөлшек қозғалысын барған сайын тездетеді. Сонымен бірге А1 (А2, А3, А4) күші де өседі. А4 нүктесінде бөлшек қозғалысының бағыты изобара бағытымен дәл келеді, Г және А4 күштері бір-біріне теңеседі (геострофиялық тепе-теңдік) және бөлшектің қозғалысы изобараның бойымен инерциясы арқылы ғана жалғаса береді. Ауаның үйкеліссіз түзу сызықты бір қалыпты қозғалысы геострофиялық жел деп аталады.

Ауа бөлшектері қисық сызықты изобара бойымен қозғалғанда траектория центрінен әрқашанда қисықтық радиусы бойынша бағытталған центрден тепкіш күш пайда болады. Соның нәтижесінде үш күш (бар градиенті, центрден тепкіш және Кориолис күштері) өзара әрекеттеседі, бұл жағдайда да изобараның бойымен ауа қозғалысы орнығады. Ауаның үйкеліссіз айналма траектория бойынша бір қалыпты қозғалысы градиенттік жел деп аталады.

Бар минимумында (изобаралардың циклондық системасы) бар градиенті системаның центріне (изобараларға перпендикуляр, төменгі қысым жаққа) қарай бағытталған және бағыттары қарама-қарсы центрден тепкіш күшпен Кориолис күші теңеседі. Ауа солтүстік жарты шарда сағат тіліне қарсы және оңтүстік жарты шарда (желдің циклондық системасы) сағат тілі бойынша изобараның бойымен қозғалады.

Бар максимумында (изобаралардың антициклондық системасы) бар градиенті мен центрден тепкіш күш центрден шетке, ал Кориолис күші, керісінше, центрге қарай бағытталған. Осы күштердің жинақ әсерінің нәтижесінде солтүстік жарты шарда сағат тілі бойынша және оңтүстік жарты шарда (желдің антициклондық системасы) сағат тіліне қарсы изобараның бойымен ауа қозғалысы пайда болады.

Атмосфераның төменгі қабатында (үйкеліс қабатында) желдің бар градиенті бағытынан ауытқуы жалпы алғанда ауа қозғалысының бағытына қарама-қарсы жаққа қарай бағытталған және сол қозғалыстың жылдамдығына пропорционал үйкеліс күшімен азаяды. Нәтижесінде беттегі жел бар градиентінен құрылықта 45–50° және су үстінде 70–80°-қа ауытқиды. Бар минимумында солтүстік жарты шарда сағат тіліне қарсы және оңтүстік жарты шарда сағат тілі бойынша, центрге қарай ауытқи отырып, ауа қозғалысы пайда болады. Ауа бар максимумында керісінше шетке қарай ауытқи отырып, солтүстік жарты шарда сағат тіліне қарсы, ал оңтүстік жарты шарда сағат тілі бойынша қозғалады. Бірінші жағдайда барлық жақтан ағып келген ауа центрде топталып жоғары қарай көтеріледі, екінші жағдайда ауа центрден жан-жаққа тарап төмен қарай түседі.

Ауаның кезігуі (конвергенция) мен оның қоса-қабат көтерілуі төменге қысым аймақтарында, ал таралуы (дивергенция) мен қоса-қабат төмен қарай түсуі жоғары қысым аймақтарында болады.

Желдің туу заңдылықтарын біле отырып, оның бағыты бойынша төменгі қысым және жоғары қысым аймақтарының орналасуы туралы пайымдауға болады. Бұл үшін желдің барикалық заңын (Бюйс-Балло заңы) пайдалануға болады: «Егер де желге арқаңды тосып тұрсаң сонда солтүстік жарты шарда неғүрлым төменгі қысым сол жақта және біршама алдымызда, ал ең жоғарғысы оң жақта және біршама артта болып шығады».

Көп жылдар, бір жыл, маусым, ай ішіндегі желдің режимі туралы көрнекі түсініктер жел розалары деп аталатын диаграммаларды береді. Диаграмма орталығында дөңгелекше бұдан негізгі румбылар бағытында сызықтар (сәулелер) тарайды. Сәулелердің ұзындығы желдің сәйкес бағыттарымен қайталануына пропорционал (егер сол немесе басқа бағыттағы жел болмаса, сәуле де болмайды). Сәуле үштарын қосуға болады, бірақ бұл шарт емес. Диаграмма орталығындағы дөңгелекшеде цифрмен желдің қайталануы көрсетіледі: егер бұл ескерілмесе, дөңгелекшені нүктемен ауыстырады: егер әр бағыттағы желдің орташа жылдамдығын оның қайталану санына көбейтсек, әр түрлі бағыттағы жел әкелген ауаның (шартты бірліктерде) мөлшерін білеміз. Осы деректер бойынша да жел розасын құрайды. Жел әр түрлі бағытта болғанда температураның жауын-шашын мөлшерінің және т. б. көрсеткіштерімен де жел розаларын құрауға болады.