Jak vzniká vítr

Proudění větru

Na proudění vzduchu má vliv i otáčení Země kolem své osy nebo krajina – na horách nebo na moři třeba fouká mnohem silněji než v zalesněném údolí. Vítr je vlastně pohyb vzduchu. Vzduch totiž proudí podobně jako voda. Proudění vzduchu způsobuje Slunce. To ohřívá povrch Země a vzduch nad ním. Nejde to ale rovnoměrně – třeba pouště se ohřejí mnohem rychleji než krajina s lesy nebo vodní plocha. Teplý vzduch stoupá vzhůru a tím snižuje atmosférický tlak (tedy to, jak moc vzduch tlačí na povrch Země). Na uvolněné místo po teplém vzduchu proudí těžší studený vzduch, který má tlak zase vyšší. A tím vzniká vítr. Čím je rozdíl tlaků větší, tím silnější vítr vzniká.

Větrná mapa Ústavu fyziky atmosféry AV

U nás je často k vidění větrná korouhvička s plechovým kohoutem. V zemích, kde mají moře, se asi víc hodí plachetnice.

Směrovka

Směr větru se určuje podle toho, odkud vítr vane. V písničce „Severní vítr“ se tedy zpívá o větru, který vane ze severu směr na jih. Směr větru se určuje se pomocí větrného rukávu (ten můžete nejčastěji vidět na letištích) nebo pomocí směrovky.

V různých výškách nad terénem může vítr foukat různými směry i různými rychlostmi. Někdy je proto vidět mraky ve výšce letět z jiného směru, než odkud fouká při zemi, kde stojíme. Na severní polokouli má vítr tendenci stáčet se s nadmořskou výškou směrem vpravo, což znamená, že například fouká-li při zemi západní, je pravděpodobné, že ve výšce se bude točit směrem od severozápadu.

V různých výškách nad terénem může vítr foukat různými směry i různými rychlostmi. Někdy je proto vidět mraky ve výšce letět z jiného směru, než odkud fouká při zemi, kde stojíme. Na severní polokouli má vítr tendenci stáčet se s nadmořskou výškou směrem vpravo, což znamená, že například fouká-li při zemi západní, je pravděpodobné, že ve výšce se bude točit směrem od severozápadu.

Červeno bílý větrný rukáv, viditelný na poměrně velkou vzdálenost, poskytuje základní informace o větrných podmínkách.

Trocha historie

Větrnou energii používá lidstvo od dávnověku. Poháněla plachetnice, větrné mlýny, vodní čerpadla. Větrné motory znala už starověká Čína.V Evropě se ve středověku hojně využívaly větrné mlýny. První zmínka o větrném mlýnu je už z roku 833. Postavení prvního větrného mlýna na území dnešní České republiky je doloženo již v roce 1277 v zahradě Strahovského kláštera v Praze. V 19. století zažívalo mletí obilí pomocí větrné energie přímo rozkvět – celkem u nás bylo (a je historicky doloženo) 879 větných mlýnů. Jen pramálo se jich dochovalo – příkladem může být větrný mlýn u Kuželova postavený 1842.

Podle dochovaných dokumentů sestrojili první větrné elektrárny nezávisle dva konstruktéři. V Americe v letech 1887–1888 Charles F. Brush v Clevelandu (Ohio), v Evropě v roce 1891, Poul la Cour v městečku Askov (Dánsko). Brushova elektrárna měla rotor s průměrem asi 17 metrů složený ze 144 paprskovitě uspořádaných lopatek z cedrového dřeva a dosahovala výkonu 12 kW. Poul la Courova elektrárna byla inspirovaná čtyřkřídlým větrným mlýnem. Vědec dokonce testoval prototypy ve vlastním větrném tunelu a objevil vzorec pro závislost výkonu elektrárny na průměru rotoru, hustotě vzduchu a rychlosti větru. Bushova první větrná elektrárna byla v provozu dlouhých 20 let.

Novodobé větrné elektrárny se začaly objevovat po roce 1970 (stoupala cena ropy, tak se hledala náhrada pro energetiku) a další rozkvět následoval po roce 1990 z ekologických důvodů – omezování skleníkových plynů.

Bushova první větrná elektrárna byla v provozu dlouhých 20 let. Zdroj: www.cleveland.com

Zdroj: www.britannica.com

Jak je rychlý a mocný

Odhaduje se, že na celém povrchu Země může vítr teoreticky dodat asi 1 terrawatt výkonu, což odpovídá jednomu tisíci gigawattových velkých bloků – např. temelínských. Pro větrnou energetiku je přímo klíčové měření rychlosti větru na místě, kde se plánují větrné elektrárny. Meteorologové měří nejen směr, ale tzv. anemometrem i rychlost větru.

Pro větrnou energetiku je přímo klíčové měření rychlosti větru na místě, kde se plánují větrné elektrárny.

Meteorologové měří nejen směr, ale tzv. anemometrem i rychlost větru

Befaurtova stupnice

Rychlost větru se měří v m/s nebo km/h (1 m/s = 3,6 km/h) nebo podle tzv. Beaufortovy stupnice, kterou sestavil v roku 1805 anglický admirál Francis Beaufort.

Vítr není jen pomocník. Umí také škodit. Ničivé formy větru se v různých zemích nazývají různými jmény: hurikán, uragán, tajfun, cyklón. Odborně se jim říká tropická cyklóna a je to bouřkový systém, tlaková níže ve tvaru víru s okem uprostřed. Vznikají v tropických oblastech nad prohřátým mořem. Nad pevninou zanikají.

Oko hurikánu Isabel nad Atlantikem - pohled z vesmíru pořízený NASA

Jiným druhem silného vzdušného jevu je tornádo. Je to rychle rotující vír v podobě nálevky a chobotu, který se dotýká zemského povrchu. Většina tornád má rychlost větru pod 180 km/h a šířku pod 100 m, a délka jeho trasy je maximálně několik kilometrů. Ovšem nejsilnější tornáda mohou dosahovat rychlostí větru kolem 480 km/h, šířky přes 3 km a putovat déle než 100 km. Nejvíce tornád se vyskytuje v Severní Americe, občas jsou k spatření i u nás.

Typický chobot vzdušného tornáda nad zemí u farmy v USA

Jako „ležaté tornádo“ bývá někdy ne zcela správně označována húlava. Je to náhlé zvýšení rychlosti větru, značně nárazovitého a výrazně měnícího směr. Provází bouřku nebo celý pás oblačnosti dlouhý desítky kilometrů. V horském terénu může vlivem turbulence připomínat unavené tornádo, co si lehá na zem.