Vindhastighet i Beaufort-skala och meter per sekund

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Vind är luftens rörelse i horisontell riktning längs jordens yta. I vilken riktning det blåser beror på fördelningen av tryckzoner i planetens atmosfär. Artikeln behandlar frågor relaterade till vindhastighet och vindriktning.

Väderflöjel eller anemone

Kanske en sällsynt händelse i naturen kommer att vara absolut lugnt väder, för du kan alltid känna att det blåser en lätt bris. Sedan urminnes tider har mänskligheten varit intresserad av luftrörelsens riktning, så den så kallade väderflöjeln eller anemonen uppfanns. Enheten är en pil som fritt roterar på en vertikal axel under inverkan av vindkraft. Hon pekar hans riktning. Om du bestämmer punkten i horisonten varifrån vinden blåser, kommer linjen som dras mellan denna punkt och observatören att visa luftens rörelseriktning.

För att en observatör ska kunna överföra information om vinden till andra människor används begrepp som nord, syd, öst, väst och deras olika kombinationer. Eftersom helheten av alla riktningar bildar en cirkel, den verbala formuleringendupliceras också med motsvarande värde i grader. Till exempel betyder nordlig vind 0o(den blå kompassensnålen pekar rakt norrut).

Vindroskoncept

Att tala om luftmassornas rörelseriktning och hastighet, bör sägas några ord om vindrosen. Det är en cirkel med linjer som visar hur luft strömmar. Det första omnämnandet av denna symbol återfanns i den latinske filosofen Plinius den äldres böcker.

Hela cirkeln, som reflekterar de möjliga horisontella riktningarna för luftens framåtgående rörelse, är uppdelad i 32 delar på vindrosen. De viktigaste är norr (0^o eller 360^o), söder (180^o), öster. (90^o) och West (270^o). De resulterande fyra delarna av cirkeln delas ytterligare och bildar nordväst (315^o), nordost (45^o), sydväst (225). o^{) och sydost (135}o^{). De resulterande 8 delarna av cirkeln delas återigen i hälften vardera, vilket bildar ytterligare linjer på vindrosen. Eftersom det finns 32 linjer i slutet är vinkelavståndet mellan dem 11,25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Observera att vindrosens utmärkande särdrag är bilden av en fleur-de-lis ovanför nordtecknet (N).

Varifrån blåser vinden?

Horisontella rörelser av stora luftmassor utförs alltid från områden med högt tryck till områden med lägre luftdensitet. Samtidigt kan du svara på frågan, vad är vindhastigheten, genom att studeraplatsen på en geografisk karta över isobarer, det vill säga breda linjer inom vilka lufttrycket är konstant. Luftmassornas hastighet och rörelseriktning bestäms av två huvudfaktorer:

• Vinden blåser alltid från områden där det finns en anticyklon till områden som täcks av en cyklon. Du kan förstå detta om du kommer ihåg att vi i det första fallet talar om zoner med högt tryck, och i det andra fallet - lågt.
• Vindhastigheten står i direkt proportion till avståndet som skiljer två intilliggande isobarer. Ju större detta avstånd är, desto svagare kommer tryckfallet att märkas (i matematik säger man en gradient), vilket innebär att luftens framåtrörelse blir långsammare än vid små avstånd mellan isobarer och stora tryckgradienter.

Faktorer som påverkar vindhastighet

En av dem och den viktigaste har redan framförts ovan - detta är tryckgradienten mellan angränsande luftmassor.

Förutom detta beror den genomsnittliga vindhastigheten på topografin på ytan över vilken den blåser. Eventuella ojämnheter i denna yta hindrar avsevärt luftmassornas framåtrörelse. Till exempel borde alla som varit i fjällen minst en gång ha märkt att vindarna är svaga vid foten. Ju högre du klättrar på bergssidan, desto starkare känns vinden.

Av samma anledning blåser vindar starkare över havsytan än över land. Det eroderas ofta av raviner, täckta av skogar, kullar och bergskedjor. Alla dessa inhomogeniteter, som inte är ovanhav och hav, sakta ner alla vindbyar.

Högt över jordens yta (i storleksordningen flera kilometer) finns det inga hinder för luftens horisontella rörelse, så vindhastigheten i den övre troposfären är hög.

En annan faktor som är viktig att tänka på när man talar om luftmassornas rörelsehastighet är Corioliskraften. Det genereras på grund av vår planets rotation, och eftersom atmosfären har tröghetsegenskaper avböjs all rörelse av luft i den. På grund av det faktum att jorden roterar från väst till öst runt sin egen axel, leder Corioliskraftens verkan till vindens avvikelse åt höger på norra halvklotet och till vänster på södra.

Märkligt nog har denna effekt av Coriolis-kraften, som är försumbar på låga breddgrader (tropikerna), ett starkt inflytande på klimatet i dessa zoner. Faktum är att avmattningen i vindhastighet i tropikerna och vid ekvatorn kompenseras av ökade uppströmmar. Det senare leder i sin tur till den intensiva bildningen av cumulusmoln, som är källor till kraftiga tropiska regnskurar.

Instrument för att mäta vindhastighet

Det är en vindmätare, som består av tre koppar placerade i en vinkel på 120o i förhållande till varandra, och fixerade på en vertikal axel. Principen för driften av en vindmätare är ganska enkel. När det blåser upplever kopparna sitt tryck och börjar rotera på axeln. Ju starkare lufttrycket är, desto snabbare snurrar de. Efter att ha mätthastigheten för denna rotation, kan du exakt bestämma vindhastigheten i m/s (meter per sekund). Moderna vindmätare är utrustade med speciella elektriska system som oberoende beräknar det uppmätta värdet.

Vindhastighetsanordningen baserad på kopparnas rotation är inte den enda. Det finns ett annat enkelt verktyg som kallas pitotröret. Den här enheten mäter det dynamiska och statiska vindtrycket, vars skillnad kan beräkna dess hastighet exakt.

Beaufort-våg

Information om vindhastighet, uttryckt i meter per sekund eller kilometer i timmen, säger för de flesta – och särskilt för seglare – lite. Därför föreslog den engelske amiralen Francis Beaufort på 1800-talet att använda någon empirisk skala för utvärdering, som består av ett 12-punktssystem.

Ju högre Beaufort-skalan, desto starkare blåser vinden. Till exempel:

• Siffran 0 motsvarar absolut lugn. Med den blåser vinden med en hastighet som inte överstiger 1 mph, det vill säga mindre än 2 km/h (mindre än 1 m/s).
• Mitt på skalan (nummer 6) motsvarar en stark bris, vars hastighet når 40-50 km/h (11-14 m/s). En sådan vind kan höja stora vågor på havet.
• Beaufort Maximum (12) är en orkan som överstiger 120 km/h (mer än 30 m/s).

Huvudvindar på planeten jorden

De klassificeras vanligtvis i atmosfären på vår planet som en av fyra typer:

• Global. Är formadsom ett resultat av kontinenternas och havens olika förmåga att värmas upp från solens strålar.
• säsongsbetonad. Dessa vindar förändras med årstiden, vilket avgör hur mycket solenergi ett visst område på planeten får.
• Lok alt. De är förknippade med särdragen med det geografiska läget och topografin i området i fråga.
• Roterande. Detta är de starkaste rörelserna av luftmassor som leder till bildandet av orkaner.

Varför är det viktigt att studera vindar?

Förutom att information om vindhastighet ingår i väderprognosen, som varje invånare på planeten tar hänsyn till i sitt liv, spelar luftrörelser en stor roll i ett antal naturliga processer.

Så, han är en bärare av växtpollen och är involverad i distributionen av deras frön. Dessutom är vind en av de viktigaste källorna till erosion. Dess destruktiva effekt är mest uttalad i öknar, när terrängen förändras dramatiskt under dagen.

Vi bör inte heller glömma att vinden är den energi som människor använder i ekonomisk verksamhet. Enligt allmänna uppskattningar utgör vindenergi cirka 2 % av all solenergi som faller på vår planet.