Vėjo greitis pagal Boforo skalę ir metrai per sekundę

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Vėjas – tai oro judėjimas horizontalia kryptimi išilgai žemės paviršiaus. Kokia kryptimi jis pučia, priklauso nuo slėgio zonų pasiskirstymo planetos atmosferoje. Straipsnyje nagrinėjami klausimai, susiję su vėjo greičiu ir kryptimi.

Vėtrungė arba anemonė

Galbūt retas reiškinys gamtoje bus absoliučiai ramus oras, nes visada jauti, kad pučia lengvas vėjelis. Nuo seniausių laikų žmonija domėjosi oro judėjimo kryptimi, todėl buvo išrastas vadinamasis vėtrungė arba anemonas. Prietaisas yra rodyklė, laisvai besisukanti ant vertikalios ašies, veikiama vėjo jėgos. Ji nurodo jo kryptį. Jei nustatysite tašką horizonte, iš kurio pučia vėjas, tai linija, nubrėžta tarp šio taško ir stebėtojo, parodys oro judėjimo kryptį.

Kad stebėtojas galėtų perduoti informaciją apie vėją kitiems žmonėms, naudojamos tokios sąvokos kaip šiaurė, pietūs, rytai, vakarai ir įvairios jų kombinacijos. Kadangi visų krypčių visuma sudaro ratą, žodinė formuluotėtaip pat dubliuojamas su atitinkama reikšme laipsniais. Pavyzdžiui, šiaurės vėjas reiškia 0o (mėlyna kompaso rodyklė nukreipta į šiaurę).

Vėjo rožės koncepcija

Kalbant apie oro masių judėjimo kryptį ir greitį, reikėtų pasakyti keletą žodžių apie vėjo rožę. Tai apskritimas su linijomis, rodančiomis oro srautą. Pirmasis šio simbolio paminėjimas buvo rastas lotynų filosofo Plinijaus Vyresniojo knygose.

Visas apskritimas, atspindintis galimas horizontalias oro judėjimo pirmyn kryptis, vėjo rožėje padalintas į 32 dalis. Pagrindiniai yra šiaurė (0^o arba 360^o), pietiniai (180^o), rytai (90^o) ir Vakarų (270^o). Gautos keturios apskritimo dalys yra padalintos toliau, sudarydamos šiaurės vakarus (315^o), šiaurės rytus (45^o), pietvakarius (225). o^{) ir pietryčius (135}o^{). Gautos 8 apskritimo dalys vėl padalinamos per pusę, o tai sudaro papildomas linijas ant vėjo rožės. Kadangi pabaigoje yra 32 linijos, kampinis atstumas tarp jų yra 11,25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Atkreipkite dėmesį, kad išskirtinis vėjo rožės bruožas yra fleur-de-lis vaizdas, esantis virš šiaurinio ženklo (N).

Iš kur pučia vėjas?

Horizontalūs didelių oro masių judėjimai visada atliekami iš aukšto slėgio zonų į mažesnio oro tankio sritis. Tuo pačiu į klausimą, koks yra vėjo greitis, galite atsakyti studijuodamiizobarų vieta geografiniame žemėlapyje, tai yra plačios linijos, kuriose oro slėgis yra pastovus. Oro masių judėjimo greitį ir kryptį lemia du pagrindiniai veiksniai:

• Vėjas visada pučia iš vietovių, kuriose yra anticiklonas, į sritis, kurias dengia ciklonas. Tai galite suprasti, jei atsimenate, kad pirmuoju atveju kalbame apie aukšto slėgio zonas, o antruoju atveju - žemo slėgio zonas.
• Vėjo greitis yra tiesiogiai proporcingas atstumui, skiriančiam dvi gretimas izobaras. Iš tiesų, kuo didesnis šis atstumas, tuo silpnesnis bus jaučiamas slėgio kritimas (matematikoje sakoma, kad gradientas), o tai reiškia, kad oro judėjimas į priekį bus lėtesnis nei esant mažiems atstumams tarp izobarų ir didelių slėgio gradientų.

Vėjo greičiui įtakos turintys veiksniai

Vienas iš jų ir pats svarbiausias jau buvo išsakytas aukščiau – tai slėgio gradientas tarp gretimų oro masių.

Be to, vidutinis vėjo greitis priklauso nuo paviršiaus, kuriuo jis pučia, topografijos. Bet kokie šio paviršiaus nelygumai labai trukdo oro masių judėjimui į priekį. Pavyzdžiui, kiekvienas, bent kartą buvęs kalnuose, turėjo pastebėti, kad papėdėje pučia silpnas vėjas. Kuo aukščiau lipate į kalno šlaitą, tuo stipresnis vėjas.

Dėl tos pačios priežasties vėjai pučia stipriau virš jūros paviršiaus nei virš sausumos. Ją dažnai išgraužia daubos, apaugusios miškais, kalvomis ir kalnų grandinėmis. Visi šie nehomogeniškumas, kurio nėra aukščiaujūros ir vandenynai, sulėtinti bet kokius vėjo gūsius.

Aukštai virš žemės paviršiaus (maždaug kelių kilometrų) nėra kliūčių horizontaliam oro judėjimui, todėl vėjo greitis viršutinėje troposferos dalyje yra didelis.

Kitas veiksnys, į kurį svarbu atsižvelgti kalbant apie oro masių judėjimo greitį, yra Koriolio jėga. Jis susidaro dėl mūsų planetos sukimosi, o kadangi atmosfera turi inercines savybes, bet koks oro judėjimas joje yra nukreipiamas. Dėl to, kad Žemė sukasi iš vakarų į rytus aplink savo ašį, Koriolio jėgos veikimas lemia vėjo nukrypimą į dešinę šiauriniame pusrutulyje ir į kairę pietiniame pusrutulyje.

Keista, kad šis Koriolio jėgos poveikis, kuris žemose platumose (tropikuose) yra nereikšmingas, daro didelę įtaką šių zonų klimatui. Faktas yra tas, kad vėjo greičio sulėtėjimą tropikuose ir ties pusiauju kompensuoja padidėjęs srautas. Dėl pastarųjų, savo ruožtu, intensyviai formuojasi kamuoliniai debesys, kurie yra smarkių tropinių liūčių š altiniai.

Vėjo greičio matavimo prietaisas

Tai anemometras, kurį sudaro trys puodeliai, išdėstyti vienas kito atžvilgiu 120o kampu ir pritvirtinti vertikalioje ašyje. Anemometro veikimo principas yra gana paprastas. Kai pučia vėjas, puodeliai patiria jo spaudimą ir pradeda suktis apie ašį. Kuo stipresnis oro slėgis, tuo greičiau jie sukasi. Išmatavęsšio sukimosi greitį, galite tiksliai nustatyti vėjo greitį m/s (metrais per sekundę). Šiuolaikiniai anemometrai aprūpinti specialiomis elektros sistemomis, kurios savarankiškai apskaičiuoja išmatuotą vertę.

Vėjo greičio matuoklis, pagrįstas puodelių sukimu, nėra vienintelis. Yra dar vienas paprastas įrankis, vadinamas Pito vamzdžiu. Šis prietaisas matuoja dinaminį ir statinį vėjo slėgį, kurio skirtumas gali tiksliai apskaičiuoti jo greitį.

Beaufort skalė

Informacija apie vėjo greitį, išreikštą metrais per sekundę arba kilometrais per valandą, daugumai žmonių – o ypač buriuotojams – sako mažai. Todėl XIX amžiuje anglų admirolas Francis Beaufortas pasiūlė vertinimui naudoti kokią nors empirinę skalę, kurią sudaro 12 balų sistema.

Kuo aukštesnė Boforto skalė, tuo stipresnis vėjas. Pavyzdžiui:

• Skaičius 0 atitinka absoliučią ramybę. Su juo vėjas pučia ne didesniu kaip 1 mylios per valandą greičiu, tai yra mažesniu nei 2 km/h (mažiau nei 1 m/s).
• Skalės vidurys (skaičius 6) atitinka stiprų vėją, kurio greitis siekia 40-50 km/h (11-14 m/s). Toks vėjas gali sukelti dideles bangas jūroje.
• Beaufort Maximum (12) yra uraganas, kurio greitis viršija 120 km/h (daugiau nei 30 m/s).

Pagrindiniai vėjai Žemės planetoje

Mūsų planetos atmosferoje jie paprastai klasifikuojami kaip vienas iš keturių tipų:

• Visuotiniai. Susiformuojadėl skirtingo žemynų ir vandenynų gebėjimo įkaisti nuo saulės spindulių.
• Sezoninis. Šie vėjai keičiasi atsižvelgiant į metų sezoną, o tai lemia, kiek saulės energijos gauna tam tikra planetos sritis.
• Vietinis. Jie siejami su nagrinėjamos vietovės geografinės padėties ir topografijos ypatumais.
• Sukasi. Tai yra stipriausi oro masių judėjimai, dėl kurių susidaro uraganai.

Kodėl svarbu studijuoti vėjus?

Be to, kad informacija apie vėjo greitį įtraukta į orų prognozę, į kurią kiekvienas planetos gyventojas atsižvelgia savo gyvenime, oro judėjimas vaidina didelį vaidmenį daugelyje gamtos procesų.

Taigi, jis yra augalų žiedadulkių nešiotojas ir dalyvauja platinant jų sėklas. Be to, vėjas yra vienas pagrindinių erozijos š altinių. Jo destruktyvus poveikis ryškiausias dykumose, kai reljefas per dieną smarkiai keičiasi.

Taip pat neturėtume pamiršti, kad vėjas yra energija, kurią žmonės naudoja ūkinėje veikloje. Remiantis bendrais skaičiavimais, vėjo energija sudaro apie 2 % visos saulės energijos, patenkančios į mūsų planetą.