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風とは、惑星の表面に対する空気やその他のガスの自然な動きのことです。風は、数十分続く雷雨の流れから、地表面の加熱によって発生し数時間続く局地的なそよ風、地球上の気候帯間の太陽エネルギーの吸収の違いによって生じる地球規模の風まで、さまざまな規模で発生します。風の研究は風力学として知られています。[ 1 ]
大規模な大気循環の主な原因は、赤道と極の間の温度差と、コリオリ効果と呼ばれる地球の自転の2つです。熱帯および亜熱帯地域では、地形や高地の上空における熱的低気圧循環がモンスーン循環を引き起こすことがあります。沿岸地域では、海風と陸風のサイクルが局地的な風を決定づけ、地形が変化に富む地域では、山風や谷風が卓越することがあります。
風は一般的に、空間スケール、速度と方向、風を引き起こす力、風が発生する地域、およびその影響によって分類されます。風には、速度（風速）、関係するガスの密度、エネルギー含有量または風のエネルギーなど、さまざまな定義的側面があります。気象学では、風はしばしばその強さと風が吹いてくる方向によって言及されます。方向の慣例は、風がどこから来るかを示します。したがって、「西風」または「西寄りの風」は西から東に吹き、「北風」は南に吹くなどです。これは、時として直感に反します。
短時間の高速の風は突風と呼ばれます。中程度の時間（約1分）続く強い風はスコールと呼ばれます。長時間続く風は、その平均的な強さに応じて、そよ風、強風、嵐、ハリケーンなど、さまざまな名称で呼ばれます。
宇宙空間において、太陽風とは太陽から宇宙空間へと放出されるガスや荷電粒子の移動を指し、惑星風とは惑星の大気から宇宙空間へと放出される軽元素のガス移動を指す。太陽系内で観測されている惑星風の中で最も強いものは、海王星と土星で発生している。
人類文明において、風の概念は神話の中で探求され、歴史上の出来事に影響を与え、輸送や戦争の範囲を拡大し、機械作業、電力、レクリエーションのための動力源を提供してきました。風は帆船が地球の海を航海する原動力となっています。熱気球は風を利用して短距離飛行を行い、動力飛行機は風を利用して揚力を高め、燃料消費量を削減します。様々な気象現象によって引き起こされる風のシア（風速の急激な変化）は、航空機にとって危険な状況をもたらす可能性があります。風が強くなると、樹木や人工建造物が損傷したり、破壊されたりすることがあります。
風は、例えば黄土のような肥沃な土壌の形成や侵食など、さまざまな風成作用によって地形を形成することがあります。広大な砂漠からの塵は、卓越風によって発生源から遠くまで運ばれることがあります。起伏の多い地形によって加速され、砂塵の発生を伴う風は、その地域に大きな影響を与えるため、世界各地で地域名が付けられています。風は山火事の延焼にも影響します。風はさまざまな植物の種子を散布し、それらの植物種や飛翔昆虫、鳥類の生存と拡散を可能にします。風は低温と組み合わさると、家畜に悪影響を及ぼします。風は動物の食料貯蔵量だけでなく、狩猟や防御戦略にも影響を及ぼします。
風は気圧差によって発生し、気圧差は主に温度差によるものです。気圧差が存在すると、空気は高気圧から低気圧へと移動し、さまざまな速度の風が生じます。自転する惑星では、赤道上を除いて、空気はコリオリ効果によって偏向されます。地球規模では、大規模な風のパターン（大気循環）の2つの主要な駆動要因は、赤道と極の間の加熱差（太陽エネルギーの吸収の差による浮力）と惑星の自転です。熱帯地方以外で、地表の摩擦の影響から離れた上空では、大規模な風は地衡平衡に近づく傾向があります。地表付近では、摩擦によって風速が通常よりも遅くなります。また、地表摩擦によって風は低気圧域に内向きに吹き込みます。[ 2 ] [ 3 ]
風速プロファイルの分解と解析には、物理力の平衡によって定義される風速が使用されます。これらは、大気運動方程式を単純化し、水平風の水平および垂直分布について定性的な議論を行うのに役立ちます。地衡風成分は、コリオリ力と圧力勾配力のバランスの結果です。これは等圧線に平行に流れ、中緯度の大気境界層上の流れを近似します。 [ 4 ]熱風は、大気中の2つのレベル間の地衡風の差です。これは、水平温度勾配のある大気でのみ存在します。[ 5 ]非地衡風成分は、実際の風と地衡風の差であり、時間の経過とともにサイクロンに空気が「満たされる」原因となります。[ 6 ]勾配風は地衡風に似ていますが、遠心力（または求心加速度）も含まれています。[ 7 ]
風向は通常、風の発生源の方向で表されます。たとえば、北風は北から南に吹きます。[ 8 ]風向計は回転して風向を示します。[ 9 ]空港では、風向計が風向を示し、吊り下げ角度によって風速を推定することもできます。[ 10 ]風速は風速計で測定され、最も一般的には回転カップまたはプロペラを使用します。高い測定頻度が必要な場合（研究用途など）、風は超音波信号の伝播速度または加熱されたワイヤーの抵抗に対する換気の影響によって測定できます。[ 11 ]別のタイプの風速計はピトー管を使用し、風にさらされる内管と外管の間の圧力差を利用して動圧を決定し、それを使用して風速を計算します。[ 12 ]
持続風速は、世界中で10 メートル (33フィート)の高さで報告され、10 分間の平均です。米国では、熱帯低気圧については 1 分間の平均風速を報告し[ 13 ]、気象観測では 2 分間の平均風速を報告しています[ 14 ] 。インドでは通常、3 分間の平均風速を報告しています[ 15 ] 。1分間の持続風速の値は、通常 10 分間の持続風速よりも 14% 大きいため、風速のサンプリング平均を知ることは重要です[ 16 ] 。高速の風が短時間吹くことを突風と呼びます。突風の技術的な定義の 1 つは、10 分間の時間間隔で測定された最低風速を10 ノット (19 km/h、12 mph)超える最大値が数秒間続くことです。スコールは、風速が一定の閾値を超えて 1 分間以上続くことです。
上空の風を決定するために、ラジオゾンデは、 GPS、無線航法、またはプローブのレーダー追跡によって風速を決定します。 [ 17 ]あるいは、親気球の位置の移動は、セオドライトを使用して地上から目視で追跡できます。[ 18 ]風のリモートセンシング技術には、浮遊エアロゾルまたは分子から散乱または反射された電磁放射のドップラーシフトを測定できるSODAR、ドップラーライダー、レーダーがあり、放射計とレーダーは、宇宙または飛行機から海洋の表面粗度を測定するために使用できます。海洋の粗度は、海洋上の海面近くの風速を推定するために使用できます。静止衛星画像は、雲が1つの画像から次の画像にどれだけ移動するかに基づいて、雲頂の風を推定するために使用できます。風工学は、建物、橋、その他の人工物を含む構築環境に対する風の影響を研究します。
モデルは気流に関する空間情報と時間情報を提供することができる。空間情報は、様々な観測地点からのデータを補間することで得られ、水平方向のデータ計算が可能となる。あるいは、対数風速プロファイルなどのプロファイルを利用して、垂直方向の情報を得ることもできる。
時間情報は通常、数値気象予測モデル内でナビエ・ストークス方程式を解くことによって計算され、大循環モデル用のグローバルデータまたは特定の地域データが生成されます。風速場の計算は、放射差、地球の自転、摩擦などの要因によって影響を受けます。[ 19 ]ナビエ・ストークス方程式を解くのは時間のかかる数値処理ですが、機械学習技術は計算時間を短縮するのに役立ちます。[ 20 ]
数値気象予測モデルは、大気力学に関する理解を大きく前進させ、気象予報や気候研究において不可欠なツールとなっています。これらのモデルは、空間データと時間データの両方を活用することで、科学者が地球規模および地域規模の風のパターンを分析・予測することを可能にし、地球の複雑な大気システムの理解に貢献しています。
歴史的に、フランシス・ボーフォートによって作成されたボーフォート風力階級は、観測された海況に基づいて風速を経験的に記述します。元々は13段階（0 ～ 12）のスケールでしたが、1940年代に18段階（0 ～ 17）に拡張されました。[ 21 ]そよ風、強風、嵐、ハリケーンなど、平均風速が異なる風を区別する一般的な用語があります。ボーフォート階級では、強風は28ノット（52 km/h）から55ノット（102 km/h）の間であり、強風のカテゴリー内で風の強さを区別するために、中程度、爽やか、強い、全体などの形容詞が前に付けられます。[ 22 ]嵐の風は56ノット（104 km/h）から63ノット（117 km/h）です。[ 23 ]熱帯低気圧の用語は、世界各地で地域ごとに異なります。ほとんどの海洋盆地では、平均風速に基づいて熱帯低気圧のカテゴリーを決定しています。以下は、世界各地の地域専門気象センターで使用されている分類の概要です。
改良藤田スケール（EFスケール）は、被害状況から風速を推定することで竜巻の強さを評価する。目に見える被害から完全な破壊まで6段階のレベルがある。米国やカナダ、フランスなど一部の国で、若干の修正を加えて使用されている。[ 25 ]
地上天気図にプロットされる観測所モデルは、風向と風速の両方を示すために風向矢印を使用します。風向矢印は、先端の「旗」を使って風速を示します。
風は、風向矢印が向いている方向から吹いているものとして描かれます。したがって、北東の風は、雲の円から北東に伸びる線で表され、この線の北東端には風速を示す旗が付けられます。[ 27 ]地図上にプロットされると、等速線（風速が等しい線）の解析を行うことができます。等速線は、上層の定圧図でジェット気流の位置を診断するのに特に役立ち、通常は300 hPa レベルまたはそれ以上の高さに位置します。[ 28 ]
平均的に、極域では東風が気流パターンを支配し、亜熱帯高気圧より極側の地球の中緯度域では西風が吹き、熱帯域では再び東風が支配的となる。
亜熱帯高気圧の真下には、風が弱い無風帯、または馬緯度帯があります。地球上の砂漠の多くは亜熱帯高気圧の平均緯度付近に位置しており、そこでは下降気流によって気団の相対湿度が低下します。 [ 29 ]最も強い風は、冷たい極地の空気と熱帯からの暖かい空気がぶつかる中緯度にあります。
貿易風（貿易風とも呼ばれる）は、熱帯地方から地球の赤道に向かって吹く、卓越する東向きの地表風のパターンである。[ 30 ]貿易風は、北半球では主に北東から、南半球では主に南東から吹く。[ 31 ]貿易風は、世界の海洋上で発生する熱帯低気圧の進路を誘導する流れとして機能する。 [ 32 ]貿易風はまた、アフリカの砂塵を大西洋を越えて西へカリブ海や北米南東部の一部へと運ぶ。[ 33 ]
モンスーンは、熱帯地域で数ヶ月間続く季節的な卓越風です。この用語は、インド、バングラデシュ、パキスタン、および近隣諸国で、南西のインド洋とアラビア海から吹いてこの地域に大雨をもたらす大きな季節風を指すために英語で初めて使用されました。 [ 34 ]モンスーンの極方向への進行は、5月から7月にかけてアジア、アフリカ、北アメリカ大陸上空、および12月にオーストラリア上空で熱低気圧が発生することによって加速されます。[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]
偏西風または卓越偏西風は、緯度35度から65度の間の中緯度における卓越風です。これらの卓越風は西から東に吹き、[ 38 ] [ 39 ]一般的にこの方向に温帯低気圧を誘導します。風は主に北半球では南西から、南半球では北西から吹きます。[ 31 ]極地の気圧が低い冬に最も強く、極地の気圧が高い夏に最も弱くなります。[ 40 ]
貿易風とともに偏西風は、大西洋と太平洋を横断する帆船の往復貿易ルートを可能にした。偏西風は、西風強化の過程を通じて、両半球の海洋の西側に強い海流を発達させるからである。[ 41 ]これらの西風は、温暖な亜熱帯の水を極地に向かって輸送する。偏西風は、特に南半球で強くなることがある。南半球では、中緯度に流れのパターンを増幅させる陸地が少ないため、風が弱まる。中緯度で最も強い偏西風は、赤道から南緯40度から50度の間の「吠える40度」と呼ばれる帯の中にある。 [ 42 ]偏西風は、暖かい赤道付近の水と風を大陸の西海岸に運ぶ上で重要な役割を果たしており、[ 43 ] [ 44 ]特に南半球は広大な海洋域を持つため、その役割は大きい。
極東風（極ハドレー循環とも呼ばれる）は、北極と南極の極高気圧の高気圧域から高緯度の偏西風域内の低気圧域に向かって吹く、乾燥した冷たい卓越風です。偏西風とは異なり、これらの卓越風は東から西に吹き、しばしば弱く不規則です。[ 45 ]太陽高度が低いため、極では冷たい空気が蓄積して下降し、地表の高気圧域を形成し、赤道方向への空気の流出を引き起こします。 [ 46 ]その流出はコリオリ効果によって西に偏向されます。
沿岸地域では、海風と陸風がその地域の卓越風の重要な要因となることがあります。海は陸に比べて比熱が大きいため、太陽による加熱が遅くなります。陸地の表面温度が上昇すると、陸地は伝導によってその上の空気を温めます。暖かい空気は周囲の環境よりも密度が低いため上昇します。[ 47 ]海面気圧が高くなった海上の冷たい空気は、気圧の低い内陸部へと流れ込み、海岸付近に冷たい風を生み出します。沿岸に沿った背景風は、コリオリの力に対する向きによって、海風を強めたり弱めたりします。[ 48 ]
夜間は、比熱値の違いにより、陸地は海よりも早く冷えます。この温度変化により、日中の海風は消散します。陸上の温度が海上の温度よりも低くなると、海上の気圧は陸上の気圧よりも低くなり、陸風が発生します。ただし、陸風がそれに抵抗するほど強くない場合に限ります。[ 49 ]
標高の高い場所では、地面の加熱が同じ海抜高度の周囲の空気の加熱を上回り、地形上に熱的低気圧が発生し、そうでなければ存在していたであろう熱的低気圧が強化され、[ 50 ] [ 51 ]地域の風の循環が変化します。険しい地形が環境風の流れを大きく妨げる地域では、山と谷の間の風の循環が卓越風に最も重要な影響を与えます。丘や谷は、流れに対する物理的なブロックとして作用し、大気と陸地の間の摩擦を増加させることで気流を大きく歪め、地形のすぐ上流で山脈に平行に風を偏向させます。これはバリアジェットとして知られています。このバリアジェットは、低層の風を45%増加させる可能性があります。[ 52 ]また、地形の輪郭によって風向も変化します。[ 53 ]
山脈に峠がある場合、速度と圧力の間に反比例の関係があるというベルヌーイの原理により、風は峠をかなりの速さで吹き抜けます。気流は、風下側の平坦な田園地帯まで、ある程度の距離にわたって乱流で不規則なままになることがあります。このような状況は、上昇および下降する航空機にとって危険です。[ 53 ]山間の隙間を加速して吹く冷たい風には、地域名が付けられています。中央アメリカでは、パパガヨ風、パナマ風、テワノ風などがその例です。ヨーロッパでは、同様の風はボラ、トラモンターネ、ミストラルとして知られています。これらの風が外洋を吹くと、海洋の上層の混合が促進され、冷たく栄養豊富な水が表面に上昇し、海洋生物の増加につながります。[ 54 ]
山岳地帯では、気流の局所的な歪みが深刻になります。ギザギザの地形が組み合わさって、ローターなどの予測不可能な流れのパターンや乱流が発生し、その上にレンズ雲が現れることがあります。空気が丘を越えて谷を下るにつれて、強い上昇気流、下降気流、渦が発生します。地形性降水は山の風上側で発生し、山稜を横切る大規模な湿った空気の流れの上昇運動（上昇流とも呼ばれる）によって引き起こされ、断熱冷却と凝結をもたらします。比較的安定した風（例えば貿易風）にさらされる世界の山岳地帯では、通常、風上側の方が風下側よりも湿潤な気候になります。地形性上昇気流によって水分が除去され、降雨陰が見られる下降し、一般的に暖まる風下側に乾燥した空気が残ります。 [ 55 ]
山を越えて低地に流れ込む風は、下降風として知られています。これらの風は暖かく乾燥しています。ヨーロッパのアルプスの風下では、フェーン風として知られています。ポーランドでは、ハルニー・ウィアトルがその一例です。アルゼンチンでは、下降風の現地名はゾンダです。ジャワ島では、このような風の現地名はクンバンです。ニュージーランドでは、北西アーチとして知られており、その名前の由来となった雲の形成を伴い、長年にわたって芸術作品のインスピレーションとなっています。[ 56 ]アメリカ合衆国のグレートプレーンズでは、これらの風はチヌークとして知られています。下降風は、アメリカ合衆国のアパラチア山脈の麓でも発生し、[ 57 ]他の下降風と同じくらい強い場合があり、 [ 58 ]発生源の気団の水分が増加するため、相対湿度が通常ほとんど変化しないという点で、他のフェーン風とは異なります。 [ 59 ]カリフォルニアでは、山道を通る下り風が強まり、サンタアナ風やサンダウナー風などがその例です。下り風の影響下での風速は時速 160 キロメートル (99マイル)を超えることがあります。[ 60 ]
風速シア（風勾配とも呼ばれる）は、地球の大気中の比較的短い距離における風速と風向の差である。[ 61 ]風速シアは垂直成分と水平成分に分解でき、水平風速シアは気象前線や海岸付近で見られ、[ 62 ]垂直風速シアは通常地表付近で見られるが、[ 63 ]上空のジェット気流や前線帯付近の大気の上層部でも見られる。[ 64 ]
ウィンドシア自体は、非常に小さな距離で発生するミクロスケールの気象現象ですが、スコールラインや寒冷前線などのメソスケールまたは総観スケールの気象現象と関連付けられることがあります。これは、雷雨によって引き起こされるマイクロバーストやダウンバースト[ 65 ]、気象前線、低層ジェットと呼ばれる局所的に高い低層風の領域、山岳地帯[ 53 ] 、晴天と無風によって発生する放射逆転、建物[ 66 ] 、風力タービン[ 67 ] 、およびヨット[ 68 ]の近くでよく観測されます。ウィンドシアは、離着陸時の航空機の制御に大きな影響を与え[ 69 ]、米国では多数の死者を出した航空機事故の重大な原因となっています[ 65 ] 。
大気中の音の伝わり方は風のシアの影響を受け、波面が曲がって、通常は聞こえない場所で音が聞こえたり、その逆になったりします。[ 70 ]対流圏内の強い鉛直風シアは熱帯低気圧の発達を阻害しますが、[ 71 ]個々の雷雨を組織化してより長いライフサイクルを持たせ、激しい気象現象を引き起こす可能性があります。[ 72 ]熱風の概念は、高度による風速の違いが水平方向の温度差に依存することを説明し、ジェット気流の存在を説明します。[ 73 ]
自然の力として、風は多くの文化でしばしば一つまたは複数の風の神として擬人化され、あるいは超自然的なものの表現として扱われた。ヴァーユはヴェーダとヒンドゥー教の風の神である。 [ 74 ] [ 75 ]ギリシャの風の神には、ボレアス、ノトス、エウロス、ゼピュロスなどがいる。[ 75 ] 解釈によって四つの風の支配者または守護者であるアイオロスは、夜明けの女神エオスと共に四つの風を生み出した夕暮れの神アストラエウスとも表現されている。古代ギリシャ人はまた、アテネの風の塔に見られるように、風の季節的な変化を観察していた。[ 75 ]ヴェンティはローマの風の神である。[ 76 ]風神は日本の風の神であり、神道の最も古い神の一人である。伝説によると、彼は世界の創造に立ち会い、最初に袋から風を出して世界の霧を晴らした。[ 77 ]北欧神話では、ニョルズは風の神である。[ 75 ]また、ノルズリ、スズリ、アウストリ、ヴェストリという名の4人のドヴァルガル（北欧のドワーフ）と、おそらくユグドラシルの4頭の鹿が、4つの風を擬人化し、ギリシャの4人の風の神と並行している。[ 78 ]ストリボグは、スラヴの風、空、空気の神の名前である。彼は8方向の風の祖先（祖父）であると言われている。[ 75 ]マオリ神話では、タウィリマテア（またはタウィリ）は、雷と稲妻、風、雲、嵐を含む天候の神である。[ 79 ]ヨルバの神々の体系では、オヤ（イアンサとも呼ばれる）は風、雷、嵐のオリシャである。 [ 80 ] [ 81 ]
カミカゼは日本語で、通常は「神の風」と訳され、神々からの贈り物だと信じられている。この言葉が最初に使われたのは、1274年と1281年に日本を攻撃したフビライ・ハンの2つのモンゴル艦隊から日本を救ったとされる、 2つまたは一連の台風の名前としてである。[ 82 ]プロテスタント風とは、1588年にスペイン無敵艦隊がイングランド侵攻を思いとどまらせた嵐の名前で、風が決定的な役割を果たしました。 [ 83 ]また、1688年にウィリアム3世がイングランド侵攻を可能にした追い風の名前でもあります。 [ 84 ]ナポレオンのエジプト遠征中、フランス兵はハムシン風に苦労しました。嵐が「遠くの空に血痕のように」現れたとき、オスマン帝国軍は身を隠しましたが、フランス軍は「手遅れになるまで反応せず、その後、目もくらむような、息苦しい砂塵の壁の中で窒息して気を失いました」。[ 85 ]第二次世界大戦の北アフリカ戦線では、「連合軍とドイツ軍は、ハムシンによって引き起こされる砂嵐のために、戦闘の途中で何度も停止を余儀なくされた。風によって巻き上げられた砂粒は兵士の視界を奪い、コンパスを役に立たなくする電気的障害を引き起こした。」[ 86 ]
帆船にはさまざまな種類がありますが、基本的な共通点がいくつかあります。マグナス効果を利用するローター船を除いて、すべての帆船には船体、索具、そして風を利用して船を動かす帆を支える少なくとも1本のマストがあります。[ 87 ]帆船による外洋航海は数ヶ月かかることもあり、[ 88 ]よくある危険は、風がないために無風状態になること、[ 89 ]または、望む方向に進むことができないほどの激しい嵐や風によって航路から外れてしまうことです。 [ 90 ]激しい嵐は難破と乗組員全員の死につながる可能性があります。[ 91 ]帆船は船倉に積める物資の量に限りがあるため、真水を含む適切な物資を積むために、長距離航海を慎重に計画する必要があります。 [ 92 ]
空気に対して相対的に動作する空力航空機の場合、風は対地速度に影響を与え、 [ 93 ]軽航空機の場合、風は移動と地上軌跡において重要な、あるいは唯一の役割を果たすことがある。[ 94 ]一般的に、地表風の速度は空港での飛行運用の方向を決定する主要因であり、飛行場の滑走路は地域の一般的な風向を考慮して配置されている。追い風での離陸は特定の状況下では必要となる場合があるが、一般的には向かい風が望ましい。追い風は必要な離陸距離を増加させ、上昇勾配を減少させる。[ 95 ]
スリランカのアヌラーダプラや周辺の都市に住む古代シンハラ人は、紀元前300年頃からモンスーンの風を利用して炉を動かしていた。炉はモンスーンの風の通り道に建設され、内部の温度を1,200 ℃（2,190 °F）まで上昇させた。[ 96 ]紀元1世紀には、原始的な風車がオルガンの動力源として使われていた。 [ 97 ]その後、7世紀からアフガニスタンのシスタン地方に風車が建設された。これらは垂直軸の風車で、[ 98 ]葦のマットや布で覆われた帆を備えていた。これらの風車はトウモロコシを挽いたり水を汲み上げたりするために使われ、製粉業やサトウキビ産業で利用された。[ 99 ]水平軸風車はその後、1180年代から北西ヨーロッパで小麦粉を挽くために広く使われるようになり、オランダの風車の多くは今も残っています。
風力発電は現在、再生可能エネルギーの主要な供給源の1つであり、イノベーションと価格の低下に後押しされてその利用は急速に拡大しています。[ 100 ]風力発電の設備容量のほとんどは陸上ですが、風速は海岸から離れた場所では一般的に高く、より一定であるため、洋上風力発電には大きな可能性があります。[ 101 ]風力エネルギー、つまり空気の運動エネルギーは、風速の3乗に比例します。ベッツの法則は、風力タービンがこのエネルギーのうちどれだけの割合を抽出できるかという理論上の上限を説明しており、それは約59%です。[ 102 ]
先コロンブス時代から歴史的に、アンデスのワイラ炉では金属精錬に使用される燃焼を促進するために風が使われてきた。 [ 103 ] [ 104 ]
風は、レクリエーションとしてのハンググライディング、熱気球、凧揚げ、スノーカイト、カイトランドボーディング、カイトサーフィン、パラグライディング、セーリング、ウィンドサーフィンなど、いくつかの人気スポーツで重要な役割を果たします。グライディングでは、地表直上の風の勾配がグライダーの離陸と着陸の飛行段階に影響を与えます。風の勾配は、ウインチ発進またはワイヤー発進とも呼ばれる地上発進に顕著な影響を与える可能性があります。風の勾配が著しいか急激であるか、またはその両方であり、パイロットが同じピッチ姿勢を維持している場合、指示対気速度は増加し、最大地上発進牽引速度を超える可能性があります。パイロットは、勾配の影響に対処するために対気速度を調整する必要があります。[ 105 ]着陸時には、特に風が強い場合、風のシアも危険です。グライダーが着陸の最終進入で風の勾配を通過して降下すると、対気速度は減少し、沈下率は増加し、地面に接触する前に加速する時間が不十分になります。パイロットは風向勾配を予測し、それを補うために進入速度を上げる必要がある。[ 106 ]
乾燥気候では、侵食の主な原因は風です。[ 107 ]一般的な風の循環は、塵などの微粒子を、発生源から風下数千キロメートル離れた広大な海を越えて運びます。 [ 108 ]これは風食として知られています。地球の中緯度における西風は、世界の海洋を西から東へ流れる海流を駆動します。風は、植物やその他の移動しない生物が種子、胞子、花粉などを散布するのを助ける上で非常に重要な役割を果たしています。風は植物の種子散布の主要な形態ではありませんが、陸上植物のバイオマスの大部分の散布に利用されています。
侵食は、風による物質の移動の結果である可能性があります。主な影響は 2 つあります。まず、風によって小さな粒子が持ち上げられ、別の場所に移動します。これは風食と呼ばれます。次に、これらの浮遊粒子が固体に衝突し、摩耗による侵食（生態遷移）を引き起こす可能性があります。風食は一般的に、植生がほとんどまたはまったくない地域、多くの場合、植生を維持するのに十分な降雨がない地域で発生します。例としては、海岸や砂漠での砂丘の形成が挙げられます。[ 109 ]黄土は、均質で、典型的には層状ではなく、多孔質で、もろく、わずかに凝集性があり、しばしば石灰質で、粒子が細かく、シルト質で、淡黄色または黄褐色の、風成（風成）堆積物です。[ 110 ]一般的に、数百平方キロメートルの地域を数十メートルの厚さで覆う広範囲のブランケット堆積物として発生します。黄土は、急な面または垂直な面によく見られます。[ 111 ]黄土は非常に肥沃な土壌に発達する傾向があります。適切な気候条件下では、黄土のある地域は世界で最も農業生産性の高い地域の一つです。[ 112 ]黄土堆積物は地質学的に不安定で、非常に浸食されやすい性質があります。そのため、農家は黄土の風食を軽減するために防風林（大きな木や低木など）を植えることがよくあります。 [ 107 ]
真夏（北半球では7月）には、北上する亜熱帯高気圧の南にある西向きの貿易風が、カリブ海から北西方向に広がり、北米南東部に至ります。貿易風帯内の高気圧の南縁を回るサハラ砂漠からの砂塵が陸地に移動すると、降雨が抑制され、空が青から白に変わり、夕焼けが赤くなる頻度が増えます。砂塵の存在は、浮遊粒子状物質の数を増やすことで大気質に悪影響を及ぼします。 [ 113 ]米国に到達するアフリカの砂塵の50%以上がフロリダに影響を与えています。[ 114 ] 1970年以降、アフリカの干ばつの期間により、砂塵の発生は悪化しています。カリブ海とフロリダへの砂塵の輸送量は年によって大きく変動します。[ 115 ]砂塵現象は、主に1970年代以降、カリブ海とフロリダのサンゴ礁の健康状態の悪化と関連付けられています。[ 116 ]同様の砂塵の柱はゴビ砂漠で発生し、汚染物質と混ざり合って風下、つまり東方向に広範囲に広がり、北アメリカに到達します。[ 108 ]
砂嵐や砂塵嵐に関連する風には、地域によって異なる名前があります。カリマは、南東の風に乗って砂塵をカナリア諸島に運びます。[ 117 ]ハルマッタンは、冬の間、砂塵をギニア湾に運びます。[ 118 ]シロッコは、地中海を通過する温帯低気圧の移動により、北アフリカから南ヨーロッパに砂塵を運びます。[ 119 ]東地中海を横断する春の嵐は、砂塵をエジプトとアラビア半島に運び、地元ではカムシンとして知られています。[ 120 ]シャマルは、ペルシャ湾岸諸国を横断して数日間、寒冷前線が砂塵を大気中に巻き上げることによって発生します。[ 121 ]
風による種子散布、すなわち風散布は、最も原始的な散布方法の 1 つです。風による散布には、主に 2 つの形態があります。種子がそよ風に乗って漂う場合と、地面にひらひらと舞い落ちる場合です。[ 122 ]これらの散布メカニズムの典型的な例としては、種子に羽毛状の冠毛が付いていて遠くまで散布されるタンポポ (Taraxacum spp.、キク科)や、翼のある種子を持っていて地面にひらひらと舞い落ちるカエデ( Acer (genus) spp.、ムクロジ科) などがあります。風による散布の重要な制約は、種子が発芽に適した場所に着地する可能性を最大化するために、種子の生産量が多い必要があることです。この散布メカニズムには、進化上の強い制約もあります。たとえば、島に生息するキク科の種は、本土に生息する同じ種に比べて散布能力が低い傾向がありました (つまり、種子の質量が大きく、冠毛が小さい)。[ 123 ]風による散布への依存は、多くの雑草や荒地植物に共通している。風による散布の珍しいメカニズムとしては、タンブルウィードなどがある。風散布に関連するプロセスとして、風によって花粉が散布される風媒花がある。多くの植物科はこの方法で受粉され、優占種の植物が密集している場合に受粉が促進される。[ 124 ]
風は樹木の成長も制限します。海岸や孤立した山では、強風が樹木の成長を阻害するため、樹木限界線は内陸の同じ標高やより大きく複雑な山系に比べてはるかに低いことがよくあります。強風は侵食によって薄い土壌を洗い流し、[ 125 ]枝や小枝を損傷します。強風によって木が倒れたり根こそぎになったりする現象は、風倒木として知られています。これは山の風上斜面で最も起こりやすく、深刻なケースは一般的に樹齢75年以上の樹木群で発生します。 [ 126 ]シトカスプルースやシーグレープなどの海岸近くの植物品種は、海岸線近くの風と塩水噴霧によって剪定されます。[ 127 ] [ 128 ]
風は砂の摩耗によって植物にダメージを与えることもあります。強風は緩んだ砂や表土を巻き上げ、時速 25 マイル (40 km/h)から40 マイル (64 km/h)の速度で空中に吹き飛ばします。このような風で吹き飛ばされた砂は植物の細胞を破壊し、蒸発や干ばつに対して脆弱にするため、植物の苗に大きなダメージを与えます。農業研究局に所属する科学者たちは、実験室で機械式サンドブラスターを使用して、風で吹き飛ばされた砂の摩耗が綿の苗に及ぼす影響を研究しました。この研究では、苗は風で吹き飛ばされた砂の摩耗によって生じたダメージに対して、茎と根の成長から、損傷した茎の成長と修復にエネルギーをシフトすることで反応したことが示されました。[ 129 ] 4 週間後、苗の成長は風で吹き飛ばされた砂の摩耗が発生する前と同じように、植物全体で再び均一になりました。[ 130 ]
風は植物の配偶子（種子）だけでなく、植物の敵にも役立ちます。植物病原体の胞子やその他の繁殖体はさらに軽く、長距離を移動することができます。[ 131 ]いくつかの植物病は、縁海[ 132 ]や大洋全体[ 133 ]を越えて移動することが知られています。人間は植物病原体の風による拡散を防ぐことも、遅らせることもできないため、予測と改善が必要となります。[ 134 ]
牛や羊は、風速が時速 40 キロメートル (25マイル)を超えると、風と低温が組み合わさって風冷えを起こし、毛や羊毛の覆いが効果を発揮しなくなります。[ 135 ]ペンギンは、水中でも空気中でも、脂肪と羽毛の両方の層を使って寒さから身を守りますが、ひれや足は寒さに弱いです。南極のような最も寒い気候では、コウテイペンギンは風と寒さをしのぐために身を寄せ合う行動をとり、集まったグループの外側にいるメンバーを絶えず交代させることで、熱損失を 50% 減らします。[ 136 ]節足動物の一種である飛翔昆虫は、卓越風に流されますが、[ 137 ]鳥は風の状況を利用して独自の進路を取り、飛んだり滑空したりします。[ 138 ]そのため、収束風に関連する気象レーダー画像の細い線状パターンは、昆虫の反射によって支配されています。[ 139 ]鳥の渡りは、地球の大気圏の最下層7,000フィート（2,100メートル）で夜間に発生する傾向があり、気象レーダー、特にWSR-88Dによって収集された風速プロファイルを汚染し、環境風の反射を15ノット（28 km/h）から30ノット（56 km/h）増加させます。[ 140 ]
ナキウサギは、冬の間、乾燥した植物や草を貯蔵するために小石の壁を使用し、食べ物が風で飛ばされないように保護します。[ 141 ]ゴキブリは、ヒキガエルなどの潜在的な捕食者の攻撃の前に吹く微風を利用して、遭遇を生き延びます。ゴキブリの尾角は風に非常に敏感で、攻撃の半分を生き延びるのに役立ちます。[ 142 ]ヘラジカは、 0.5 マイル (800 m)の距離で風上の潜在的な捕食者を感知できる鋭い嗅覚を持っています。[ 143 ]時速 15 キロメートル (9.3 mph)を超える風の増加は、オオセグロカモメに、ハシブトウミガラスへの採餌と空中攻撃を増やすように合図します。[ 144 ]
強風は、その速度と圧力差の大きさに応じて、損傷を引き起こすことが知られています。風圧は、構造物の風上側では正、風下側では負になります。まれな突風は、設計の不十分な吊り橋を揺らす可能性があります。突風の頻度が橋の揺れの頻度と似ている場合、 1940 年にタコマ ナローズ橋で発生したように、橋はより簡単に破壊される可能性があります。[ 145 ]風速が23 ノット (43 km/h)程度でも、木の枝が送電線を通るエネルギーの流れを妨害するため、停電につながる可能性があります。[ 146 ]ハリケーン並みの強風に耐えられることが保証されている樹種はありませんが、根が浅い樹木は根こそぎ倒れやすく、ユーカリ、シーハイビスカス、アボカドなどの脆い樹木は損傷を受けやすいです。[ 147 ]ハリケーン並みの強風は移動住宅に大きな被害を与え、基礎のある住宅にも構造的な損傷を与え始めます。地形から下降する風によるこの強さの風は、窓ガラスを割ったり、車の塗装を砂で吹き飛ばしたりすることが知られています。[ 60 ]風速が135 ノット (250 km/h)を超えると、住宅は完全に倒壊し、より大きな建物にも大きな被害が出ます。風速が175 ノット (324 km/h)に達すると、人工構造物は完全に破壊されます。サファ・シンプソン・スケールと強化藤田スケールは、熱帯低気圧や竜巻に関連する強風による被害から風速を推定し、またその逆を行うために設計されました。[ 148 ] [ 149 ]
オーストラリアのバロー島は、1996年4月10日の熱帯低気圧オリビアの際に、最大瞬間風速408km /h（253mph ）を記録し、 1934年4月12日午後にマウントワシントン（ニューハンプシャー州）で記録された372km /h（231mph ）の記録を上回った、最強の瞬間風速の記録を保持している。 [ 150 ]
山火事の激しさは日中に増します。例えば、日中は湿度が低く、気温が高く、風速が速いため、くすぶっている丸太の燃焼速度は最大で5倍になります。 [ 151 ]日中は日光が地面を温め、空気の流れが上り坂を流れ、夜間は地面が冷えるため下り坂を流れます。山火事はこれらの風によって煽られ、しばしば丘を越えて谷を通り抜けて空気の流れに沿って広がります。[ 152 ]米国の山火事対策は、日中の暖かさによる激しさの予測可能な増加のため、午前10時から始まる24時間体制の消火活動を中心に行われます。 [ 153 ]
太陽風は、その起源が太陽であり、太陽の大気から脱出した荷電粒子で構成されているという点で、地球の風とは大きく異なります。惑星風も太陽風と同様に、惑星の大気から脱出した軽ガスで構成されています。惑星風は、長い時間をかけて惑星の大気の組成を劇的に変化させる可能性があります。
これまで記録された中で最も速い風は、IGR J17091-3624ブラックホールの降着円盤から発生したもので、その速度は時速 20,000,000 マイル (32,000,000 km/h)であり、光速の3% に相当する。[ 154 ]
惑星の大気上層部における流体力学的風によって、水素などの軽い化学元素は外気圏の下限である外気底まで上昇し、そこでガスは脱出速度に達して、他のガス粒子に衝突することなく宇宙空間に飛び出すことができる。惑星から宇宙空間へのこの種のガスの損失は、惑星風として知られている。[ 155 ]地質学的時間スケールでこのようなプロセスが起こると、地球のような水が豊富な惑星が金星のような惑星へと進化する。[ 156 ]さらに、下層大気がより高温の惑星では、水素の損失速度が加速する可能性がある。[ 157 ]
太陽風は空気ではなく、太陽の上層大気から毎秒 400 キロメートル (890,000マイル)の速度で放出される荷電粒子の流れ(プラズマ) です。[ 158 ]太陽風は主に約 1 keVのエネルギーを持つ電子と陽子で構成されています。粒子の流れは時間の経過とともに温度と速度が変化します。これらの粒子は、コロナの高温のため、また、よく理解されていないプロセスによって粒子が得る高い運動エネルギーのために、太陽の重力から逃れることができます。 [ 159 ]太陽風は、太陽系を取り囲む星間物質の中に巨大な泡である太陽圏を形成します。 [ 160 ]惑星は、太陽風による上層大気の電離を減らすために、大きな磁場を必要とします。[ 157 ]太陽風によって引き起こされるその他の現象には、地球上の送電網を麻痺させる可能性のある地磁気嵐、 [ 161 ]オーロラ（北極光など）、[ 162 ]そして常に太陽から遠ざかる彗星のプラズマ尾などがあります。 [ 163 ]
金星の雲頂では、時速 300 キロメートル (190マイル)の強い風が、地球の 4 ～ 5 日ごとに惑星を一周します。 [ 164 ]火星の極が冬の後、太陽光にさらされると、凍っていた CO2 が昇華し、時速 400 キロメートル (250マイル)もの速さで極を吹き飛ばす強い風が発生し、その結果、大量の塵と水蒸気が地表に運ばれます。 [ 165 ]火星の他の風は、清掃現象や塵旋風を引き起こしています。[ 166 ] [ 167 ]木星では、帯状ジェット気流で毎秒 100 メートル (220マイル)の風速が一般的です。[ 168 ]土星の風は、太陽系で最も速い風の一つです。カッシーニ・ホイヘンスのデータによると、東向きの風のピークは毎秒 375 メートル (840マイル)でした。[ 169 ]天王星では、北半球の風速は北緯50度付近で毎秒240メートル（540マイル）にも達します。 [ 170 ] [ 171 ] [ 172 ]海王星の雲頂では、卓越風の速度は赤道沿いで毎秒400メートル（890マイル）から極で毎秒250メートル（560マイル）まで変化します。 [ 173 ]海王星の南緯70度では、高速ジェット気流が毎秒300メートル（670マイル）の速度で流れています。[ 174 ]既知の惑星の中で最も速い風は、190光年離れたHD 80606 bにあり、毎時11,000マイル以上、つまり毎秒5キロメートル以上で吹いています。[ 175 ]
吠える40度、叫ぶ60度の西風。
A-Kahiwahiwa (ポリネシア): 「燃えるような黒い雲」。風、嵐、ハリケーンの神、タウィリ・マ・テアの13人の子供のうちの1人。
帆船の構造。