Vindhastighed i Beaufort-skalaen og meter i sekundet

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Vind er luftens bevægelse i vandret retning langs jordens overflade. I hvilken retning det blæser afhænger af fordelingen af trykzoner i planetens atmosfære. Artiklen omhandler spørgsmål relateret til vindhastighed og retning.

Vejrhane eller anemone

Måske vil en sjælden begivenhed i naturen være helt roligt vejr, for du kan altid mærke, at der blæser en let brise. Siden oldtiden har menneskeheden været interesseret i luftens bevægelsesretning, så den såkaldte vejrhane eller anemone blev opfundet. Enheden er en pil, der frit roterer på en lodret akse under påvirkning af vindkraft. Hun peger hans retning. Hvis du bestemmer punktet i horisonten, hvorfra vinden blæser, så vil linjen tegnet mellem dette punkt og observatøren vise luftens bevægelsesretning.

For at en observatør kan overføre information om vinden til andre mennesker, bruges begreber som nord, syd, øst, vest og deres forskellige kombinationer. Da helheden af alle retninger danner en cirkel, den verbale formuleringer også duplikeret med den tilsvarende værdi i grader. For eksempel betyder nordenvind 0o(den blå kompasnål peger stik nord).

Vindrosekoncept

Når vi taler om luftmassernes bevægelsesretning og hastighed, skal der siges et par ord om vindrosen. Det er en cirkel med streger, der viser, hvordan luften strømmer. Den første omtale af dette symbol blev fundet i den latinske filosof Plinius den Ældres bøger.

Hele cirklen, der afspejler de mulige vandrette retninger af luftens fremadgående bevægelse, er opdelt i 32 dele på vindrosen. De vigtigste er nord (0^o eller 360^o), syd (180^o), øst (90^o) og vest (270^o). De resulterende fire dele af cirklen er delt yderligere og danner nordvest (315^o), nordøst (45^o), sydvest (225). o^{) og sydøst (135}o^{). De resulterende 8 dele af cirklen er igen delt i to hver, hvilket danner yderligere linjer på vindrosen. Da der er 32 linjer til sidst, er vinkelafstanden mellem dem 11,25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Bemærk, at vindrosens karakteristiske træk er billedet af en fleur-de-lis placeret over nordskiltet (N).

Hvor blæser vinden fra?

Horizontale bevægelser af store luftmasser udføres altid fra områder med højt tryk til områder med lavere lufttæthed. Samtidig kan du svare på spørgsmålet, hvad vindhastigheden er, ved at studereplaceringen på et geografisk kort over isobarer, det vil sige store linjer, inden for hvilke lufttrykket er konstant. Luftmassernes hastighed og bevægelsesretning bestemmes af to hovedfaktorer:

• Vinden blæser altid fra områder, hvor der er en anticyklon, til områder, der er dækket af en cyklon. Du kan forstå dette, hvis du husker, at vi i det første tilfælde taler om zoner med højtryk, og i det andet tilfælde - lavt.
• Vindhastigheden er direkte proportional med den afstand, der adskiller to tilstødende isobarer. Jo større denne afstand er, jo svagere vil trykfaldet kunne mærkes (i matematik siger man en gradient), hvilket betyder, at luftens fremadgående bevægelse vil være langsommere end i tilfælde af små afstande mellem isobarer og store trykgradienter.

Faktorer, der påvirker vindhastigheden

En af dem og den vigtigste er allerede blevet udtrykt ovenfor - dette er trykgradienten mellem naboluftmasser.

Udover dette afhænger den gennemsnitlige vindhastighed af topografien på den overflade, den blæser over. Eventuelle uregelmæssigheder i denne overflade hæmmer væsentligt den fremadgående bevægelse af luftmasser. For eksempel burde alle, der har været i bjergene mindst én gang, have bemærket, at vinden er svag ved foden. Jo højere du klatrer op ad bjergsiden, jo stærkere føles vinden.

Af samme grund blæser vinden stærkere over havoverfladen end over land. Det er ofte eroderet af kløfter, dækket af skove, bakker og bjergkæder. Alle disse inhomogeniteter, som ikke er ovenforhave og oceaner, sænk alle vindstød.

Højt over jordens overflade (i størrelsesordenen flere kilometer) er der ingen forhindringer for luftens vandrette bevægelse, så vindhastigheden i den øvre troposfære er høj.

En anden faktor, der er vigtig at overveje, når man taler om luftmassernes bevægelseshastighed, er Coriolis-kraften. Det genereres på grund af vores planets rotation, og da atmosfæren har inertiegenskaber, afbøjes enhver bevægelse af luft i den. På grund af det faktum, at Jorden roterer fra vest til øst omkring sin egen akse, fører Coriolis-kraftens virkning til vindens afvigelse til højre på den nordlige halvkugle og til venstre på den sydlige.

Mærkeligt nok har denne effekt af Coriolis-kraften, som er ubetydelig på lave breddegrader (troperne), en stærk indflydelse på klimaet i disse zoner. Faktum er, at afmatningen i vindhastigheden i troperne og ved ækvator opvejes af øgede opstrømninger. Sidstnævnte fører til gengæld til den intense dannelse af cumulusskyer, som er kilder til kraftige tropiske byger.

Instrument til måling af vindhastighed

Det er et vindmåler, som består af tre kopper placeret i en vinkel på 120o i forhold til hinanden, og fastgjort på en lodret akse. Princippet om drift af et vindmåler er ret simpelt. Når vinden blæser, oplever kopperne sit tryk og begynder at rotere om aksen. Jo stærkere lufttrykket er, jo hurtigere spinder de. at have målthastigheden af denne rotation, kan du nøjagtigt bestemme vindhastigheden i m/s (meter per sekund). Moderne vindmålere er udstyret med specielle elektriske systemer, der uafhængigt beregner den målte værdi.

Vindhastighedsenheden baseret på koppernes rotation er ikke den eneste. Der er et andet simpelt værktøj kaldet pitotrøret. Denne enhed måler det dynamiske og statiske vindtryk, hvor forskellen kan beregne dens hastighed nøjagtigt.

Beaufort-skala

Information om vindhastighed, udtrykt i meter i sekundet eller kilometer i timen, siger for de fleste mennesker - og især for sejlere - lidt. Derfor foreslog den engelske admiral Francis Beaufort i det 19. århundrede at bruge en eller anden empirisk skala til evaluering, som består af et 12-punktssystem.

Jo højere Beaufort-skalaen er, jo stærkere blæser vinden. For eksempel:

• Tallet 0 svarer til absolut ro. Med den blæser vinden med en hastighed, der ikke overstiger 1 mph, det vil sige mindre end 2 km/t (mindre end 1 m/s).
• Midt på skalaen (nummer 6) svarer til en stærk brise, hvis hastighed når 40-50 km/t (11-14 m/s). Sådan en vind er i stand til at rejse store bølger på havet.
• Beaufort Maximum (12) er en orkan, der overstiger 120 km/t (mere end 30 m/s).

Hovedvinde på planeten Jorden

De klassificeres norm alt i atmosfæren på vores planet som en af fire typer:

• Global. er dannetsom et resultat af kontinenternes og oceanernes forskellige evne til at varme op fra solens stråler.
• Sæsonbestemt. Disse vinde ændrer sig med årstiden, som bestemmer, hvor meget solenergi et bestemt område af planeten modtager.
• Lokal. De er forbundet med det særlige ved den geografiske placering og topografi i det pågældende område.
• Roterende. Dette er de kraftigste bevægelser af luftmasser, der fører til dannelsen af orkaner.

Hvorfor er det vigtigt at studere vinde?

Udover at information om vindhastighed er inkluderet i vejrudsigten, som enhver indbygger på planeten tager højde for i sit liv, spiller luftbevægelse en stor rolle i en række naturlige processer.

Så han er en bærer af plantepollen og er involveret i distributionen af deres frø. Derudover er vind en af de vigtigste kilder til erosion. Dens ødelæggende virkning er mest udt alt i ørkener, når terrænet ændrer sig dramatisk i løbet af dagen.

Vi bør heller ikke glemme, at vinden er den energi, som folk bruger i økonomiske aktiviteter. Ifølge generelle skøn udgør vindenergi omkring 2 % af al solenergi, der falder på vores planet.