قد يذهلك مصدر الرياح في عالمنا

الجواب بإختصار تحدث الرياح لأن الشمس تسخن أجزاءً من الأرض أكثر من غيرها، يُنشأ هذا التفاوت في درجات الحرارة الرياح. وهذا يعني أن طاقة الرياح هي حقيقةً نوع من الطاقة الشمسية.

تنشأ جميع أنواع الرياح بالطريقة نفسها

تتنوع أنظمة الرياح على الأرض من الرياح التجارية على نطاقٍ عالمي والتيارات النفاثة إلى نسائم البحر المحلية، لكن جميعهم يعتمدون بدرجة كبيرة على التفاوت في تسخين الأرض من قبل الشمس.

عندما تسخن الأرض خلال النهار ويصبح الجو حارًا جدًا، يسخن الهواء فوقها بعملية تسمى التوصيل الحراري. خلال هذه العملية يتوسع الهواء ليأخذ حيزًا أكبر. وفق لشيء يسمى (قانون الغاز المثالي)، يزداد الحجم بشكل مباشر ليتناسب مع درجات الحرارة.

وهذا يعني أن الهواء المسخن هو أقل كثافة. إذا حصل التسخين لكل الهواء، لن تتم صناعة أي رياح؛ وتصبح طبقة الهواء أسمك بقليل.

غير أن هذا يحدث للهواء في مكان واحد بدون محيطه، لأن الهواء المسخن سيرتفع.

هذا هو المبدأ الذي يسمح للبالونات المليئة بالهواء الساخن بالبقاء طافية في الهواء: الوزن الكلي للهواء داخل البالون مع السلة والأشخاص داخلها يجب أن يكون مطابقًا للوزن لنفس الحجم للهواء البارد خارج البالون.

إذا لم يوجد حمل أو رابط مع البالون، فسيستمر البالون بالارتفاع منطلقًا حتى يبرد.

عندما ترتفع كمية كبيرة من الهواء المسخن عن السطح، يبدأ الهواء المحيط يطفو من الجوانب ليأخذ مكانه. كلما ازدادت المساحة التي تحدث عليها هذه العملية كلما كانت الرياح الأفقية أشد حتى تجمع كل ذلك الهواء في موضعه.

تعطينا هذه الظاهرة النسيم البحري اليومي القريب من الشواطئ والذي يكون قوي بشكل مقبول نوعًا ما، حيث يتدفق هواء المحيط البارد ليستبدل الهواء القاري الساخن وهو يرتفع.

في غضون أيام معدودة تعطينا عملية مشابهة الرياح الموسمية، لأن التسخين يكون أقوى في الصيف من الشتاء، ينتج عنه تفاوت كبير في درجات الحرارة والرياح في الصيف (وغالبًا، العكس في فصل الشتاء).

وبالترتيب، يقود هذا إلى التحول الموسمي في الرياح السائدة، والتي تجلب الأمطار غالبًا خلال فصل دافئ في المناطق الاستوائية، من ضمنها الهند والطرف العلوي من أستراليا.

هنالك بعض الأنظمة الريحية الكبيرة

تدعى أكبر الأنظمة الريحية على الكوكب بالدوران العام للجو. الرياح التجارية أو الشرقية، ورياح الخط العرضي او الغربية، ورياح الأربعينيات الهادرة.

تحدث هذا الأنظمة الريحية الكبيرة لأن المدارات تحصل على الشمس أكثر من القطبين وتصبح أكثر دفئًا (بشكل واضح). يبدأ ذلك الهواء الدافئ بالارتفاع بنية الاتجاه إلى القطبين، بينما ينوي الهواء القطبي التحرك إلى المدارات.

وبالطبع يأخذ وقت طويل (عدة أيام) ليقطع الهواء رحلة طويلة مثل هذه. في هذه الأثناء تستمر الأرض بالدوران، والذي يعني أن الأشياء التي تحاول الحراك في خط مستقيم ستبدوا كأنها تدور تدريجيًا.

تلتف الرياح المتدفقة نحو القطب تدريجيًا بإتجاه الشرق وتصبح رياحًا غربية في خط العرض المتوسط.

تدور الرياح المنخفضة بإتجاه المدارات نحو الغرب وتصبح رياحًا شرقية، والمعروفة أيضًا بالرياح التجارية لأن البحاريين كانوا يستخدمونها ليقطعوا المحيطات عبر القرون الماضية. تكون الرياح الغربية في الخط العرضي قوية جدًا في الارتفاع العالي، وتصل سرعتها حتى 300 كيلومتر في الساعة في بعض الأماكن.