Viteza vântului pe scara Beaufort și metri pe secundă

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Vântul este mișcarea aerului în direcție orizontală de-a lungul suprafeței pământului. În ce direcție suflă depinde de distribuția zonelor de presiune din atmosfera planetei. Articolul tratează probleme legate de viteza și direcția vântului.

Guriuță sau anemonă

Poate că un eveniment rar în natură va fi vremea absolut calmă, pentru că întotdeauna poți simți că sufla o adiere ușoară. Din cele mai vechi timpuri, omenirea a fost interesată de direcția mișcării aerului, așa că a fost inventată așa-numita giruetă sau anemonă. Dispozitivul este o săgeată care se rotește liber pe o axă verticală sub influența forței vântului. Ea îi arată direcția. Dacă determinați punctul de la orizont de unde bate vântul, atunci linia trasată între acest punct și observator va arăta direcția mișcării aerului.

Pentru ca un observator să transmită informații despre vânt altor oameni, sunt folosite concepte precum nord, sud, est, vest și diferitele lor combinații. Întrucât totalitatea tuturor direcțiilor formează un cerc, formularea verbalăeste de asemenea duplicat cu valoarea corespunzătoare în grade. De exemplu, vântul de nord înseamnă 0o (acul busolei albastre indică spre nord).

Conceptul trandafirului vânturilor

Vorbind despre direcția și viteza de mișcare a maselor de aer, ar trebui spuse câteva cuvinte despre roza vânturilor. Este un cerc cu linii care arată cum circulă aerul. Prima mențiune a acestui simbol a fost găsită în cărțile filozofului latin Pliniu cel Bătrân.

Întreg cercul, reflectând posibilele direcții orizontale ale mișcării înainte a aerului, este împărțit în 32 de părți pe roza vânturilor. Cele principale sunt nord (0^o sau 360^o), sud (180^o), est (90^o) și Vest (270^o). Cele patru părți ale cercului rezultate sunt împărțite în continuare, formând nord-vest (315^o), nord-est (45^o), sud-vest (225o^{) și sud-est (135}o^{). Cele 8 părți ale cercului rezultate sunt din nou împărțite în jumătate fiecare, ceea ce formează linii suplimentare pe roza vânturilor. Deoarece există 32 de linii la final, distanța unghiulară dintre ele este de 11,25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Rețineți că trăsătura distinctivă a trandafirii vânturilor este imaginea unei flori de lis situată deasupra semnului de nord (N).

De unde bate vântul?

Mișcările orizontale ale maselor mari de aer sunt întotdeauna efectuate din zone cu presiune ridicată către zone cu densitate mai mică a aerului. În același timp, puteți răspunde la întrebarea, care este viteza vântului, studiindlocația pe o hartă geografică a izobarelor, adică linii largi în interiorul cărora presiunea aerului este constantă. Viteza și direcția de mișcare a maselor de aer este determinată de doi factori principali:

• Vântul bate întotdeauna din zonele în care există un anticiclon până în zonele acoperite de un ciclon. Puteți înțelege acest lucru dacă vă amintiți că în primul caz vorbim de zone de presiune ridicată, iar în al doilea caz - scăzută.
• Viteza vântului este direct proporțională cu distanța care separă două izobare adiacente. Într-adevăr, cu cât această distanță este mai mare, cu atât scăderea de presiune va fi resimțită mai slabă (la matematică se spune un gradient), ceea ce înseamnă că mișcarea înainte a aerului va fi mai lentă decât în cazul distanțelor mici între izobare și gradienților mari de presiune.

Factori care afectează viteza vântului

Unul dintre ele și cel mai important a fost deja exprimat mai sus - acesta este gradientul de presiune dintre masele de aer învecinate.

Pe lângă aceasta, viteza medie a vântului depinde de topografia suprafeței pe care sufla. Orice neregularități de pe această suprafață împiedică semnificativ mișcarea înainte a maselor de aer. De exemplu, toți cei care au fost măcar o dată în munți ar fi trebuit să observe că vânturile sunt slabe la picioare. Cu cât urci mai sus pe versantul muntelui, cu atât vântul se simte mai puternic.

Din același motiv, vânturile bat mai puternic pe suprafața mării decât pe uscat. Este deseori erodata de ravene, acoperita cu paduri, dealuri si lanturi muntoase. Toate aceste neomogenități, care nu sunt mai susmări și oceane, încetinește orice rafală de vânt.

La înălțime deasupra suprafeței pământului (de ordinul a câțiva kilometri) nu există obstacole în calea mișcării orizontale a aerului, astfel încât viteza vântului în troposfera superioară este mare.

Un alt factor care este important de luat în considerare atunci când vorbim despre viteza de mișcare a maselor de aer este forța Coriolis. Este generată din cauza rotației planetei noastre și, deoarece atmosfera are proprietăți inerțiale, orice mișcare a aerului din ea este deviată. Datorită faptului că Pământul se rotește de la vest la est în jurul propriei axe, acțiunea forței Coriolis duce la deviația vântului spre dreapta în emisfera nordică și spre stânga în sud.

În mod curios, acest efect al forței Coriolis, care este neglijabil la latitudini joase (tropice), are o influență puternică asupra climei acestor zone. Faptul este că încetinirea vitezei vântului la tropice și la ecuator este compensată de creșterea curenților ascendenți. Acestea din urmă, la rândul lor, duc la formarea intensă de nori cumulus, care sunt surse de averse tropicale puternice.

Instrument pentru măsurarea vitezei vântului

Este un anemometru, care constă din trei cupe situate la un unghi de 120o unele față de altele și fixate pe o axă verticală. Principiul de funcționare a unui anemometru este destul de simplu. Când bate vântul, cupele experimentează presiunea acestuia și încep să se rotească pe axă. Cu cât presiunea aerului este mai puternică, cu atât se învârt mai repede. După ce am măsuratviteza acestei rotații, puteți determina cu precizie viteza vântului în m/s (metri pe secundă). Anemmetrele moderne sunt echipate cu sisteme electrice speciale care calculează independent valoarea măsurată.

Dispozitivul de viteză a vântului bazat pe rotația cupelor nu este singurul. Există un alt instrument simplu numit tub Pitot. Acest dispozitiv măsoară presiunea dinamică și statică a vântului, diferența dintre care poate calcula cu precizie viteza acestuia.

Scara Beaufort

Informațiile despre viteza vântului, exprimate în metri pe secundă sau kilometri pe oră, pentru majoritatea oamenilor - și mai ales pentru marinari - spun puțin. Prin urmare, în secolul al XIX-lea, amiralul englez Francis Beaufort a propus să folosească o scară empirică pentru evaluare, care constă într-un sistem de 12 puncte.

Cu cât scara Beaufort este mai mare, cu atât vântul bate mai puternic. De exemplu:

• Numărul 0 corespunde calmului absolut. Cu el, vântul bate cu o viteză care nu depășește 1 mph, adică mai puțin de 2 km/h (mai puțin de 1 m/s).
• Mijlocul scalei (numărul 6) corespunde unei adiere puternice, a cărei viteză atinge 40-50 km/h (11-14 m/s). Un astfel de vânt este capabil să ridice valuri mari pe mare.
• Beaufort Maximum (12) este un uragan care depășește 120 km/h (mai mult de 30 m/s).

Vânturi principale pe planeta Pământ

Sunt de obicei clasificați în atmosfera planetei noastre ca unul dintre cele patru tipuri:

• Global. Sunt formateca urmare a capacității diferite a continentelor și oceanelor de a se încălzi de la razele soarelui.
• Sezonier. Aceste vânturi se modifică odată cu anotimpul anului, care determină câtă energie solară primește o anumită zonă a planetei.
• Local. Acestea sunt asociate cu particularitățile locației geografice și topografiei zonei în cauză.
• Rotire. Acestea sunt cele mai puternice mișcări ale maselor de aer care duc la formarea uraganelor.

De ce este important să studiezi vânturile?

Pe lângă faptul că în prognoza meteo sunt incluse informații despre viteza vântului, pe care fiecare locuitor al planetei ia în considerare în viața sa, mișcarea aerului joacă un rol important într-o serie de procese naturale.

Deci, el este purtător de polen de plante și este implicat în distribuția semințelor acestora. În plus, vântul este una dintre principalele surse de eroziune. Efectul său distructiv este cel mai pronunțat în deșerturi, când terenul se schimbă dramatic în timpul zilei.

De asemenea, nu trebuie să uităm că vântul este energia pe care oamenii o folosesc în activități economice. Conform estimărilor generale, energia eoliană reprezintă aproximativ 2% din toată energia solară care cade pe planeta noastră.