Tuul

Allikas: Vikipeedia
Disambig gray.svg  See artikkel räägib liikuvast õhust; Mongoolias voolava jõe kohta vaata artiklit Tuul (jõgi).

Tuule jälg lombil

Tuul on looduslikel põhjustel liikuv õhk.

Maal peetakse tuuleks looduslikel põhjustel liikuvat õhku. Spetsiifilisema meteoroloogilise tähenduse kohaselt on tuul õhk, mis liigub paralleelselt Maa pinnaga. Kosmoses esineb päikesetuul ja planeetide tuul. Tuult klassifitseeritakse selle kiiruse, põhjustajate, asukoha ja efekti põhjal. Kõige tugevamad tuuled meie päikesesüsteemis esinevad Neptuunil ja Saturnil.[1][2]

Meteoroloogias kasutatakse tuulte iseloomustamiseks nende tugevust ja suunda kust tuul puhub. Lühiajalisi tuule kiiruse tõusmisi nimetatakse puhanguteks ning pikemalt (umbes üks minut) kestvaid tuule kiiruse tõusmisi nimetatakse pagideks. Sõltuvalt tuule tugevusest on püsivatel tuultel erinevad nimetused: briis, torm, orkaan ja taifuun. Kaks kõige põhilisemat tegurit, mis põhjustavad atmosfääri tsirkulatsiooni on õhu erinev soojenemise kiirus ekvaatoril ja poolustel ning planeedi pöörlemine (Coriolisi efekt).

Tuul on inimajaloos erilisel kohal. See on loonud transpordi viise ning rikastanud energia saamise võimalusi. Tuule abil seilavad purjelaevad üle Maa. Samuti kasutatakse kuumaõhupallide juhtimiseks vertikaalset ja horisontaalset õhu liikumist. Tugevad tuuled aga võivad tekitada looduses suuri kahjustusi ning hävitada inimese materiaalset vara.

Tuuled võivad kujundada maastikke erinevate protsesside toimel. Tuulel on erodeeriv võime. Erosiooniga murrab tuul lahti osakesi ning moodustab nendega uusi maastike ning viljakaid pindu, näiteks lösse. Tuul võib kõrbetes liigutada tohutuid koguseid liiva ühest paigast teise. Tuule positiivseks omaduseks looduses on tuullevi, mis võimaldab taimedel paljuneda. Teisalt võib tuul teha palju kahju metsatulekahju korral. Samuti on tuulel madalate temperatuuride juures negatiivne mõju karja pidamisele ning metsloomadele. Tuul mõjutab ka metsloomade jahtimisstrateegiaid.

Põhjus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tuul on põhjustatud rõhkude erinevusest. Rõhkude erinevuse tekkimisel hakkab õhk liikuma kõrgema rõhuga alalt madalama rõhuga alale. Kaks põhilist asjaolu, mis põhjustavad globaalseid õhu liikumisi, on ekvaatori ja pooluste erinev soojenemise kiirus ning planeedi pöörlemine, mis omakorda tekitab Coriolisi efekti. Suureskaalalised tuuled lähenevad alati geostroofilisele tasakaalule, kuid hõõrdejõud Maa pinna lähedal aeglustab tuuli ning geostroofiline tuul ei saa tekkida.[3]

Geostroofiline tuul on tasakaal, mis tekib Coriolisi jõu ja õhurõhu gradientjõu vahel. Coriolisi jõud kallutab liikuva õhuosakese esialgsest liikumissuunast kõrvale ning õhurõhu gradientjõud paneb õhuosakese liikuma kõrgema rõhu piirkonnast madalama rõhu piirkonna suunda. Nende jõudude koosmõjul kujuneb välja geostroofiline ehk baariline tuul, mis tähendab ühtlast ja sirgjoonelist liikumist piki isobaare, st tuul puhub piki samarõhujooni.[4] Termiline tuul on geostroofilise tuule erinevus kahe horisontaalse õhukihi vahel. See esineb ainult horisontaalse temperatuuri gradientide korral.[5] Gradienttuul on sarnane geostroofilise tuulega, kuid seal liigub õhuosake mööda kõverjoonelist trajektoori ja seepärast mõjub sellele õhule kesktõukejõud.[6]

Mõõtmine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tuulesokk

Tuule suuna all mõistetakse suunda, kust tuul puhub. Seda võib väljendada kraadides või ilmakaartes. Näiteks lõunatuul puhub lõunast põhja.[7] Pöörlev tuulelipp on tuule suuna mõõtmise vahendiks. Lennujaamades kasutatakse tuule suuna määramiseks põhiliselt tuulesokke, kuna selle rippumise nurga järgi saab määrata ka ligikaudse tuule kiiruse.[8] Tuule kiiruse mõõtmiseks kasutatakse anemomeetreid millel enamasti on selleks kas propeller või seest tühjad pöörlevad poolkerad.[9]

Püsivaid tuuli mõõdetakse üldiselt kümne meetri kõrguselt ning iga kümne minuti kohta arvutatakse keskmine kiirus. Ameerika Ühendriikides esitatakse iga kahe minuti kohta arvutatud tuulte keskmise kiiruse aruanne.[10] Samas Indias tehakse seda kolmeminutilise perioodi kohta. [11] Lühema aja kohta arvutatud tuule keskmine kiirus on suurema väärtusega, kuna võimaldab vaatlejal tuule kiiruse muutumist paremini jälgida.[12]

Kohalikud tuuled[muuda | redigeeri lähteteksti]

A: Merebriis, B: Maabriis

Mere- ja maabriis[muuda | redigeeri lähteteksti]

Rannikualadel on kohalike tuulte kujundamises suur osa mere- ja maabriisidel. Briis tekib maa ja vee erinevast soojenemise kiirusest. Kuna veel on suurem erisoojus kui maal, siis tõuseb hommikul õhutemperatuur maa kohal kiiremini kui vee kohal. Mida külmem on õhk, seda tihedam see on ning seetõttu hakkab tihedam ehk raskem õhk vee kohal liikuma sisemaa suunas, tekitades sellega jaheda briisi. Öösel on vastupidi. Vee aeglase jahtumiskiiruse tõttu hakkab jahtunud maa pealt, kus on suurem õhurõhk, puhuma tuul veekogu poole.[13]

Briis esineb enamasti vaid väikese baarilise gradiendiga alal, kus tuul on piisavalt nõrk. Mõõduka või tugeva tuule puhul briisi ei arene, välja arvatud juhul kui maa ja vee vahel on eriti suur temperatuurierinevus. Mõõduka tuule puhul võib ka tekkida briisi ja esialgse tuulesuuna segu. Lisaks on briisi tekkeks vaja selget ilma, kuna pilved takistavad temperatuurierinevuse tekkimist.[14]

Tuule kasutusalad[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

Mitmetes kultuurides on tuult iseloomustatud kui midagi üleloomulikku või peetud seda üheks või mitmeks tuulejumalaks. Näiteks Kreeka mütoloogia tuulejumalateks on Boreas, Notos, Euros ja Zephyrios.[15][16] Antiikkreeklased vaatlesid tuulte aastaajalist muutust Tuulte Tornis, mis asub Ateenas.[16] Rooma tuulte jumalaks on Venti.[17] Jaapani tuulte jumal Fūjin on üks vanimaid Shinto jumalaid. Legendi järgi lasi ta maailma loomisel oma kotist välja tuuled, et puhastada maailm udust.[18] Jaapani sõna kamikaze (神風) tähistab jumalikku tuult ning usutakse, et see on kingitus jumalate poolt. Teadaolevalt kasutati seda terminit esmakordselt kahe järjestikuse taifuuni nimetamiseks, mis päästsid Jaapani aastatel 1274 ja 1281 toimunud Mongoli laevastiku rünnaku käest.[19]

Transport[muuda | redigeeri lähteteksti]

Purjekas sõitmas allatuult

Purjelaevu on mitmesuguseid, kuid neil kõigil on põhilised omadused, mille poolest nad sarnanevad. Kui välja arvata pöörlevate silindritega laevad, mis kasutavad edasi liikumiseks Magnuse efekti, siis on igal purjelaeval laevakere, taglastus ning vähemalt üks mast, mis hoiab üleval purjeid.[20] Reis üle ookeani võib purjekal võtta mitmeid kuid.[21] Reisi pikenemise põhjuseks on tihti tuulevaikus,[22] torm või vastutuul, mis ei lase õiges suunas liikuda.[23] Tugev torm võib viia laevahukule.[24]

Tuul mõjutab oluliselt ka erinevate õhusõidukite liikumiskiirust ja suunda.[25] Tuule suund ja kiirus on põhilisteks mõjutajateks, mis määravad lennujaamas toimuvaid operatsioone. Samuti on lennujaama rajad paigutatud vastavalt sellel alal valitsevatele tuultele. Lennuki õhkutõusu hetkel on eelistatud vastutuul, kuna taganttuul pikendab õhkutõusuks vajaliku raja pikkust ning raskendab kõrguse võtmist.[26]

Energia allikas[muuda | redigeeri lähteteksti]

Esimesed praktilised vertikaalse teljega tuuleveskid ehitati 7. sajandil pKr ajaloolises Afganistani piirkonnas Sistanis. Veskitel oli siis 6–12 riidest purje ja neid kasutati tööstuses teravilja jahvatamiseks.[27] Horisontaalse teljega tuuleveskid võeti kasutusele alles 1180. aastate alguses loode Euroopas. Paljud nendest on alles tänapäevalgi. Esimese elektrit tootva tuulegeneraatori ehitas 1887. aastal Šoti õpetlane James Blyth.[28]

Tuule roll looduses[muuda | redigeeri lähteteksti]

Erosioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ariidses kliimas on põhiliseks erosiooni tekitavaks elemendiks tuul.[29] Tuul tekitab erosiooni kahel viisil. Tuulekanne ehk deflatsioon põhjustab väikeste osakeste lendumise ja uude kohta transportimise. Teiseks nende lenduvate osakeste kokkupõrkamine mingi takistusega (näiteks kiviga) tekitab hõõrdumisega selle takistuse kulumise. Tuuleerosioon esineb tavaliselt vaid vähese või puuduliku taimkattega alades, kus ei saja vihma. Näiteks liivaluidete moodustumisel rannas või kõrbes.[30]

Mõju taimedele ja loomadele[muuda | redigeeri lähteteksti]

Anemohooriaks ehk tuulleviks nimetatakse ühte primitiivsemat seemnete levimise viisi. Olenevalt taime liigist võib juba õrna tuule korral seeme hõljuda õhus või liikuda mööda maad.[31] Klassikaliseks näiteks võib tuua võilille. Võilille seemne külge ühendatud sulgjas pappus aitab sellel läbida pikkasid vahemaid. Kuid tuulel on ka taimede kasvule ja levikule piirav mõju. Rannikul, kus puhub tihti tugev tuul, on puud tunduvalt lühemad kui sisemaal. Tuul murrab ümber puid ning pühib minema õhukesed mullakihid, kuhu taimed kinnituda võiksid.[32]

Madal temperatuuri ja tugeva tuule koosmõjul muutub veise- ja lambakarja karvkatte kasutuks.[33] Keiserpingviinid Antarktikas moodustavad külma ja tuule üleelamiseks kobaraid, kus pidevalt vahetatakse välimisi pingviine välja sisemiste vastu. See aitab hoida soojuse kaost kokku kuni 50%.[34] Lisaks jahutavale toimele kannab tuul endaga kaasa lõhna ja heli. Ülestuult asuvat saaklooma või kiskjat on parem haista ja kuulda ning allatuult halvem. Näiteks vapiti ehk kanadahirv võib vastutuult asuvat röövlooma haista juba 800 meetri kauguselt.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. C.C. Porco et al. (2005). "Cassini Imaging Science: Initial Results on Saturn's Atmosphere". Science 307 (5713): 1243–1247. doi:10.1126/science.1107691. PMID 15731441. Bibcode2005Sci...307.1243P. 
  2. Linda T. Elkins-Tanton (2006). Uranus, Neptune, Pluto, and the Outer Solar System. New York: Chelsea House, 79–83. ISBN 0-8160-5197-6. 
  3. JetStream (2010). "Tuule päritolu". National Weather Service Southern Region Headquarters. Vaadatud 1.10.2012.
  4. Jüri Kamenik (2010). "Gradienttuul ja geostroofiline tuul". ILM.EE. Vaadatud 1.10.2012.
  5. Glossary of Meteorology (2009). "Termaaltuul". American Meteorological Society. Vaadatud 3.10.2012.
  6. Jüri Kamenik (2010). "Gradienttuul ja geostroofiline tuul". ILM.EE. Vaadatud 1.10.2012.
  7. Jüri Kamenik (2009). "Gradienttuul ja geostroofiline tuul". ILM.EE. Vaadatud 3.10.2012.
  8. Glossary of Meteorology (2009). "Tuulesokk". American Meteorological Society. Vaadatud 3.10.2012.
  9. Glossary of Meteorology (2009). "Anemomeeter". American Meteorological Society. Vaadatud 17.03.2009.
  10. Office of the Federal Coordinator for Meteorology. Federal Meteorological Handbook No. 1 – Surface Weather Observations and Reports September 2005 Appendix A: Glossary. Välja otsitud 2012-10-03.
  11. (2007) Hydrology and Water Resources of India. Springer, 187. ISBN 978-1-4020-5179-1. Välja otsitud 2012-10-03
  12. Jan-Hwa Chu (1999). "Section 2. Intensity Observation and Forecast Errors". Ameerika Ühendriikide Merevägi. Vaadatud 3.10.2012.
  13. Jüri Kamenik (2011). "Briis". ILM.EE. Vaadatud 3.10.2012.
  14. Jüri Kamenik (2011). "Briis". ILM.EE. Vaadatud 3.10.2012.
  15. Laura Gibbs, Ph.D (16. oktoober 2007). "Vayu". Encyclopedia for Epics of Ancient India. Vaadatud 3.10.2012.
  16. 16,0 16,1 Michael Jordan (1993). Encyclopedia of Gods: Over 2, 500 Deities of the World. New York: Facts on File, 5, 45, 80, 187–188, 243, 280, 295. ISBN 0-8160-2909-1. 
  17. Theoi Greek Mythology (2008). "Anemi: Greek Gods of the Winds". Aaron Atsma. Vaadatud 4.10.2012.
  18. John Boardman (1994). The Diffusion of Classical Art in Antiquity. Princeton University Press. ISBN 0-691-03680-2. 
  19. History Detectives (2008). "Feature – Kamikaze Attacks". Public Broadcasting Service. Vaadatud 5.10.2012.
  20. (1906) Britain's Sea Story, B.C. 55-A.D. 1805. Hodder and Stoughton, 30. Välja otsitud 2012-10-05
  21. Brandon Griggs and Jeff King. "Boat made of plastic bottles to make ocean voyage", CNN. Vaadatud 2012-10-05. 
  22. Jerry Cardwell (1997). Sailing Big on a Small Sailboat. Sheridan House, Inc, 118. ISBN 978-1-57409-007-9. Välja otsitud 2012-10-05
  23. Brian Lavery and Patrick O'Brian (1989). Nelson's navy. Naval Institute Press, 191. ISBN 978-1-59114-611-7. Välja otsitud 2012-10-05
  24. Underwater Archaeology Kids' Corner (2009). "Shipwrecks, Shipwrecks Everywhere". Wisconsin Historical Society. Vaadatud 5.10.2012.
  25. Tom Benson (2008). "Relative Velocities: Aircraft Reference". NASA Glenn Research Center. Vaadatud 5.10.2012.
  26. "Flight Paths". Bristoli International Airport (2004). Originaali arhiivikoopia seisuga 8.05.2007. Vaadatud 5.10.2012.
  27. Donald Routledge Hill (May 1991). Mechanical Engineering in the Medieval Near East, 64–69. 
  28. Hardy, Chris (6 July 2010). "Renewable energy and role of Marykirk's James Blyth". The Courier. D. C. Thomson & Co. Ltd.. Vaadatud 5.10.2012.
  29. Vern Hofman and Dave Franzen (1997). "Emergency Tillage to Control Wind Erosion". North Dakota State University Extension Service. Vaadatud 5.10.2012.
  30. United States Geological Survey (2004). "Dunes – Getting Started". Vaadatud 5.10.2012.
  31. (2006) Plant Ecology, 2nd ed. Sinauer Associates, Inc., Massachusetts. 
  32. Leif Kullman (2005). "Wind-Conditioned 20th Century Decline of Birch Treeline Vegetation in the Swedish Scandes". Arctic 58 (3): 286–294. Välja otsitud 2012-10-06
  33. D. R. Ames and L. W. lnsley (1975). "Wind Chill Effect for Cattle and Sheep". Journal of Animal Science 40 (1): 161–165. PMID 1110212.  Välja otsitud 2012-10-06
  34. Australian Antarctic Division (8. detsember 2008). "Adapting to the Cold". Australian Government Department of the Environment, Water, Heritage, and the Arts Australian Antarctic Division. Vaadatud 6.10.2012.