Brzina vjetra u Beaufortovoj ljestvici i metrima u sekundi

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Vjetar je kretanje zraka u vodoravnom smjeru duž zemljine površine. U kojem smjeru puše ovisi o raspodjeli tlačnih zona u atmosferi planeta. Članak se bavi pitanjima vezanim uz brzinu i smjer vjetra.

Vremenska lopatica ili anemona

Možda će rijetka pojava u prirodi biti apsolutno mirno vrijeme, jer uvijek možete osjetiti da puše lagani povjetarac. Od davnina, čovječanstvo je bilo zainteresirano za smjer kretanja zraka, pa je izumljena takozvana vremenska lopatica ili anemona. Uređaj je strijela koja se slobodno okreće oko okomite osi pod utjecajem sile vjetra. Ona mu pokazuje smjer. Ako odredite točku na horizontu odakle puše vjetar, tada će linija povučena između ove točke i promatrača pokazati smjer kretanja zraka.

Kako bi promatrač prenio informacije o vjetru drugim ljudima, koriste se pojmovi kao što su sjever, jug, istok, zapad i njihove različite kombinacije. Budući da ukupnost svih smjerova tvori krug, verbalna formulacijaje također dupliciran s odgovarajućom vrijednošću u stupnjevima. Na primjer, sjeverni vjetar znači 0o (plava igla kompasa pokazuje prema sjeveru).

koncept ruže vjetrova

Govoreći o smjeru i brzini kretanja zračnih masa, treba reći nekoliko riječi o ruži vjetrova. To je krug s linijama koje pokazuju kako struji zrak. Prvi spomen ovog simbola pronađen je u knjigama latinskog filozofa Plinija Starijeg.

Cijeli krug, koji odražava moguće horizontalne smjerove kretanja zraka naprijed, podijeljen je na 32 dijela na ruži vjetrova. Glavni su sjever (0^o ili 360^o), jug (180^o), istok (90^o) i Zapad (270^o). Dobivena četiri dijela kruga podijeljena su dalje, tvoreći sjeverozapad (315^o), sjeveroistok (45^o), jugozapad (225o^{) i jugoistoku (135}o^{). Rezultirajućih 8 dijelova kruga ponovno je podijeljeno na pola, što tvori dodatne crte na ruži vjetrova. Budući da na kraju ima 32 reda, kutna udaljenost između njih je 11,25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Imajte na umu da je prepoznatljiva karakteristika ruže vjetrova slika fleur-de-lis koja se nalazi iznad sjevernog znaka (N).

Odakle vjetar puše?

Horizontalna kretanja velikih zračnih masa uvijek se izvode iz područja visokog tlaka u područja niže gustoće zraka. Istodobno, proučavanjem možete odgovoriti na pitanje kolika je brzina vjetrapoložaj na geografskoj karti izobara, odnosno širokih linija unutar kojih je tlak zraka konstantan. Brzina i smjer kretanja zračnih masa određuju dva glavna čimbenika:

• Vjetar uvijek puše iz područja gdje postoji anticiklona do područja pokrivenih ciklonom. To možete razumjeti ako se sjetite da u prvom slučaju govorimo o zonama visokog tlaka, au drugom slučaju - niskom.
• Brzina vjetra izravno je proporcionalna udaljenosti koja razdvaja dvije susjedne izobare. Doista, što je ta udaljenost veća, to će se slabiji osjetiti pad tlaka (u matematici kažu gradijent), što znači da će kretanje zraka naprijed biti sporije nego u slučaju malih udaljenosti između izobara i velikih gradijenta tlaka.

Čimbenici koji utječu na brzinu vjetra

Jedan od njih i najvažniji je već rečeno gore - ovo je gradijent tlaka između susjednih zračnih masa.

Osim toga, prosječna brzina vjetra ovisi o topografiji površine preko koje puše. Bilo kakve nepravilnosti na ovoj površini značajno ometaju kretanje zračnih masa naprijed. Na primjer, svatko tko je barem jednom bio u planinama trebao je primijetiti da vjetrovi slabe u podnožju. Što se više penjete na planinu, vjetar je jači.

Iz istog razloga vjetrovi pušu jači nad površinom mora nego nad kopnom. Često je erodiran gudurama, prekriven šumama, brdima i planinskim lancima. Sve te nehomogenosti, koje nisu iznadmora i oceane, usporite svaki nalet vjetra.

Visoko iznad zemljine površine (reda nekoliko kilometara) nema prepreka za horizontalno kretanje zraka, pa je brzina vjetra u gornjoj troposferi velika.

Još jedan faktor koji je važno uzeti u obzir kada govorimo o brzini kretanja zračnih masa je Coriolisova sila. Nastaje zbog rotacije našeg planeta, a budući da atmosfera ima inercijska svojstva, svako kretanje zraka u njoj se odbija. Zbog činjenice da se Zemlja okreće od zapada prema istoku oko svoje osi, djelovanje Coriolisove sile dovodi do odstupanja vjetra udesno na sjevernoj hemisferi, a ulijevo na južnoj.

Zanimljivo je da ovaj učinak Coriolisove sile, koji je zanemariv na niskim geografskim širinama (tropima), ima snažan utjecaj na klimu ovih zona. Činjenica je da je usporavanje brzine vjetra u tropima i na ekvatoru nadoknađeno povećanim uzlaznim strujama. Potonje, pak, dovode do intenzivnog stvaranja kumulusnih oblaka, koji su izvori jakih tropskih pljuskova.

Instrument za mjerenje brzine vjetra

To je anemometar, koji se sastoji od tri čaše smještene pod kutom od 120o jedna u odnosu na drugu i fiksirane na okomitoj osi. Princip rada anemometra je prilično jednostavan. Kada puše vjetar, čašice doživljavaju njegov pritisak i počinju se okretati oko osi. Što je jači pritisak zraka, to se brže vrte. Izmjerivšibrzinu ove rotacije, možete točno odrediti brzinu vjetra u m/s (metrima u sekundi). Moderni anemometri opremljeni su posebnim električnim sustavima koji samostalno izračunavaju izmjerenu vrijednost.

Uređaj za brzinu vjetra koji se temelji na rotaciji čašica nije jedini. Postoji još jedan jednostavan alat koji se zove pitot cijev. Ovaj uređaj mjeri dinamički i statički tlak vjetra, čija razlika može precizno izračunati njegovu brzinu.

Beaufortova ljestvica

Informacije o brzini vjetra, izražene u metrima u sekundi ili kilometrima na sat, za većinu ljudi - a posebno za nautičare - govore malo. Stoga je u 19. stoljeću engleski admiral Francis Beaufort predložio korištenje neke empirijske ljestvice za ocjenjivanje, koja se sastoji od sustava od 12 točaka.

Što je viša Beaufortova ljestvica, to jači vjetar puše. Na primjer:

• Broj 0 odgovara apsolutnoj smirenosti. S njim vjetar puše brzinom koja ne prelazi 1 mph, odnosno manju od 2 km/h (manje od 1 m/s).
• Sredina ljestvice (broj 6) odgovara jakom povjetarcu, čija brzina doseže 40-50 km/h (11-14 m/s). Takav vjetar može podići velike valove na moru.
• Beaufort Maximum (12) je uragan koji prelazi 120 km/h (više od 30 m/s).

Glavni vjetrovi na planeti Zemlji

Oni se obično klasificiraju u atmosferi našeg planeta kao jedan od četiri tipa:

• Globalno. Formiraju sekao rezultat različite sposobnosti kontinenata i oceana da se zagrijavaju od sunčevih zraka.
• Sezonsko. Ovi vjetrovi se mijenjaju s godišnjim dobima, što određuje koliko sunčeve energije prima određeno područje planeta.
• Lokalno. Oni su povezani s posebnostima geografskog položaja i topografije dotičnog područja.
• Rotiranje. To su najjača kretanja zračnih masa koja dovode do stvaranja uragana.

Zašto je važno proučavati vjetrove?

Osim činjenice da su podaci o brzini vjetra uključeni u vremensku prognozu, koju svaki stanovnik planeta vodi računa u svom životu, kretanje zraka igra veliku ulogu u brojnim prirodnim procesima.

Dakle, on je nositelj peludi biljaka i sudjeluje u distribuciji njihovog sjemena. Osim toga, vjetar je jedan od glavnih izvora erozije. Njegov razorni učinak najizraženiji je u pustinjama, kada se teren tijekom dana dramatično mijenja.

Također ne treba zaboraviti da je vjetar energija koju ljudi koriste u gospodarskim aktivnostima. Prema općim procjenama, energija vjetra čini oko 2% ukupne sunčeve energije koja pada na naš planet.