Ταχύτητα ανέμου σε κλίμακα μποφόρ και μέτρα ανά δευτερόλεπτο

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Άνεμος είναι η κίνηση του αέρα σε οριζόντια κατεύθυνση κατά μήκος της επιφάνειας της γης. Προς ποια κατεύθυνση φυσά εξαρτάται από την κατανομή των ζωνών πίεσης στην ατμόσφαιρα του πλανήτη. Το άρθρο ασχολείται με ζητήματα που σχετίζονται με την ταχύτητα και την κατεύθυνση του ανέμου.

Μετεωρολογικός ανεμοδείκτης ή ανεμώνη

Ίσως ένα σπάνιο φαινόμενο στη φύση θα είναι ο απόλυτα ήρεμος καιρός, γιατί μπορείτε πάντα να αισθάνεστε ότι φυσάει ένα ελαφρύ αεράκι. Από την αρχαιότητα, η ανθρωπότητα ενδιαφέρεται για την κατεύθυνση της κίνησης του αέρα, έτσι εφευρέθηκε ο λεγόμενος ανεμοδείκτης ή ανεμώνη. Η συσκευή είναι ένα βέλος που περιστρέφεται ελεύθερα σε κατακόρυφο άξονα υπό την επίδραση της δύναμης του ανέμου. Του δείχνει την κατεύθυνση. Εάν προσδιορίσετε το σημείο στον ορίζοντα από όπου φυσά ο άνεμος, τότε η γραμμή που χαράσσεται μεταξύ αυτού του σημείου και του παρατηρητή θα δείχνει την κατεύθυνση της κίνησης του αέρα.

Για να μεταδώσει ένας παρατηρητής πληροφορίες για τον άνεμο σε άλλους ανθρώπους, χρησιμοποιούνται έννοιες όπως βορράς, νότος, ανατολή, δύση και οι διάφοροι συνδυασμοί τους. Δεδομένου ότι το σύνολο όλων των κατευθύνσεων σχηματίζει έναν κύκλο, η λεκτική διατύπωσηδιπλασιάζεται επίσης με την αντίστοιχη τιμή σε μοίρες. Για παράδειγμα, βόρειος άνεμος σημαίνει 0o (η μπλε πυξίδα δείχνει προς το βορρά).

Έννοια τριαντάφυλλου ανέμου

Μιλώντας για την κατεύθυνση και την ταχύτητα κίνησης των μαζών αέρα, πρέπει να πούμε λίγα λόγια για το τριαντάφυλλο του ανέμου. Είναι ένας κύκλος με γραμμές που δείχνουν πώς ρέει ο αέρας. Η πρώτη αναφορά αυτού του συμβόλου βρέθηκε στα βιβλία του Λατίνου φιλοσόφου Πλίνιου του Πρεσβύτερου.

Ολόκληρος ο κύκλος, που αντικατοπτρίζει τις πιθανές οριζόντιες κατευθύνσεις της προς τα εμπρός κίνησης του αέρα, χωρίζεται σε 32 μέρη στο τριαντάφυλλο του ανέμου. Τα κυριότερα είναι βόρεια (0^o ή 360^o), νότια (180^o), ανατολικά (90^o) και Δύση (270^o). Τα τέσσερα μέρη του κύκλου που προκύπτουν χωρίζονται περαιτέρω, σχηματίζοντας τα βορειοδυτικά (315^o), βορειοανατολικά (45^o), νοτιοδυτικά (225o^{) και νοτιοανατολικά (135}o^{). Τα προκύπτοντα 8 μέρη του κύκλου χωρίζονται και πάλι στο μισό το καθένα, το οποίο σχηματίζει πρόσθετες γραμμές στο τριαντάφυλλο του ανέμου. Εφόσον υπάρχουν 32 γραμμές στο τέλος, η γωνιακή απόσταση μεταξύ τους είναι 11,25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Σημειώστε ότι το χαρακτηριστικό γνώρισμα του τριαντάφυλλου του ανέμου είναι η εικόνα ενός fleur-de-lis που βρίσκεται πάνω από το βόρειο σημάδι (N).

Από πού φυσάει ο άνεμος;

Οριζόντιες μετακινήσεις μεγάλων μαζών αέρα πραγματοποιούνται πάντα από περιοχές υψηλής πίεσης σε περιοχές χαμηλότερης πυκνότητας αέρα. Ταυτόχρονα, μπορείτε να απαντήσετε στο ερώτημα, ποια είναι η ταχύτητα του ανέμου, μελετώνταςτη θέση σε έναν γεωγραφικό χάρτη ισοβαρών, δηλαδή ευρειών γραμμών εντός των οποίων η πίεση του αέρα είναι σταθερή. Η ταχύτητα και η κατεύθυνση της κίνησης των μαζών αέρα καθορίζεται από δύο κύριους παράγοντες:

• Ο άνεμος φυσάει πάντα από περιοχές όπου υπάρχει αντικυκλώνας σε περιοχές που καλύπτονται από κυκλώνα. Μπορείτε να το καταλάβετε αν θυμάστε ότι στην πρώτη περίπτωση μιλάμε για ζώνες υψηλής πίεσης και στη δεύτερη περίπτωση - χαμηλή.
• Η ταχύτητα του ανέμου είναι ευθέως ανάλογη με την απόσταση που χωρίζει δύο γειτονικές ισοβαρείς. Πράγματι, όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η απόσταση, τόσο πιο αδύναμη θα γίνει αισθητή η πτώση πίεσης (στα μαθηματικά λένε κλίση), που σημαίνει ότι η κίνηση του αέρα προς τα εμπρός θα είναι πιο αργή από ό,τι στην περίπτωση μικρών αποστάσεων μεταξύ ισοβαρών και μεγάλων κλίσεων πίεσης.

Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα του ανέμου

Ένα από αυτά και το πιο σημαντικό έχει ήδη αναφερθεί παραπάνω - αυτή είναι η κλίση πίεσης μεταξύ γειτονικών μαζών αέρα.

Εκτός αυτού, η μέση ταχύτητα ανέμου εξαρτάται από την τοπογραφία της επιφάνειας στην οποία φυσά. Τυχόν ανωμαλίες σε αυτή την επιφάνεια εμποδίζουν σημαντικά την κίνηση των μαζών αέρα προς τα εμπρός. Για παράδειγμα, όλοι όσοι έχουν βρεθεί στα βουνά τουλάχιστον μία φορά θα πρέπει να έχουν παρατηρήσει ότι οι άνεμοι είναι ασθενείς στους πρόποδες. Όσο πιο ψηλά ανεβείτε στην πλαγιά του βουνού, τόσο πιο δυνατός είναι ο αέρας.

Για τον ίδιο λόγο, οι άνεμοι πνέουν πιο δυνατοί στην επιφάνεια της θάλασσας παρά στην ξηρά. Συχνά διαβρώνεται από χαράδρες, καλυμμένες με δάση, λόφους και οροσειρές. Όλες αυτές οι ανομοιογένειες, που δεν είναι παραπάνωθάλασσες και ωκεανούς, επιβραδύνετε τυχόν ριπές ανέμου.

Ψηλά πάνω από την επιφάνεια της γης (της τάξης πολλών χιλιομέτρων) δεν υπάρχουν εμπόδια στην οριζόντια κίνηση του αέρα, επομένως η ταχύτητα του ανέμου στην ανώτερη τροπόσφαιρα είναι υψηλή.

Ένας άλλος παράγοντας που είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη όταν μιλάμε για την ταχύτητα κίνησης των μαζών αέρα είναι η δύναμη Coriolis. Παράγεται λόγω της περιστροφής του πλανήτη μας και δεδομένου ότι η ατμόσφαιρα έχει αδρανειακές ιδιότητες, οποιαδήποτε κίνηση του αέρα σε αυτήν εκτρέπεται. Λόγω του γεγονότος ότι η Γη περιστρέφεται από τα δυτικά προς τα ανατολικά γύρω από τον άξονά της, η δράση της δύναμης Coriolis οδηγεί στην απόκλιση του ανέμου προς τα δεξιά στο βόρειο ημισφαίριο και προς τα αριστερά στο νότιο.

Περίεργα, αυτή η επίδραση της δύναμης Coriolis, η οποία είναι αμελητέα σε χαμηλά γεωγραφικά πλάτη (τροπικές περιοχές), έχει ισχυρή επίδραση στο κλίμα αυτών των ζωνών. Το γεγονός είναι ότι η επιβράδυνση της ταχύτητας του ανέμου στις τροπικές περιοχές και στον ισημερινό αντισταθμίζεται από αυξημένα ανοδικά ρεύματα. Τα τελευταία, με τη σειρά τους, οδηγούν στον έντονο σχηματισμό νεφών σωρών, τα οποία είναι πηγές έντονων τροπικών βροχών.

Όργανο μέτρησης ταχύτητας ανέμου

Είναι ένα ανεμόμετρο, το οποίο αποτελείται από τρία κύπελλα που βρίσκονται σε γωνία 120o το ένα ως προς το άλλο και στερεωμένα σε κατακόρυφο άξονα. Η αρχή λειτουργίας ενός ανεμόμετρου είναι αρκετά απλή. Όταν φυσάει ο άνεμος, τα κύπελλα βιώνουν την πίεσή του και αρχίζουν να περιστρέφονται στον άξονα. Όσο ισχυρότερη είναι η πίεση του αέρα, τόσο πιο γρήγορα περιστρέφονται. Έχοντας μετρήσειτην ταχύτητα αυτής της περιστροφής, μπορείτε να προσδιορίσετε με ακρίβεια την ταχύτητα του ανέμου σε m/s (μέτρα ανά δευτερόλεπτο). Τα σύγχρονα ανεμόμετρα είναι εξοπλισμένα με ειδικά ηλεκτρικά συστήματα που υπολογίζουν ανεξάρτητα τη μετρούμενη τιμή.

Η συσκευή ταχύτητας ανέμου που βασίζεται στην περιστροφή των κυπέλλων δεν είναι η μόνη. Υπάρχει ένα άλλο απλό εργαλείο που ονομάζεται σωλήνας pitot. Αυτή η συσκευή μετρά τη δυναμική και στατική πίεση ανέμου, η διαφορά μεταξύ των οποίων μπορεί να υπολογίσει με ακρίβεια την ταχύτητά του.

Κλίμακα μποφόρ

Οι πληροφορίες σχετικά με την ταχύτητα του ανέμου, εκφρασμένες σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο ή χιλιόμετρα ανά ώρα, για τους περισσότερους ανθρώπους -και ειδικά για τους ναυτικούς- λένε λίγα. Ως εκ τούτου, τον 19ο αιώνα, ο Άγγλος ναύαρχος Francis Beaufort πρότεινε τη χρήση κάποιας εμπειρικής κλίμακας για την αξιολόγηση, η οποία αποτελείται από ένα σύστημα 12 σημείων.

Όσο υψηλότερη είναι η κλίμακα μποφόρ, τόσο πιο δυνατός φυσάει ο άνεμος. Για παράδειγμα:

• Ο αριθμός 0 αντιστοιχεί στην απόλυτη ηρεμία. Με αυτό, ο άνεμος φυσά με ταχύτητα που δεν υπερβαίνει το 1 mph, δηλαδή λιγότερο από 2 km / h (λιγότερο από 1 m / s).
• Το μέσο της κλίμακας (αριθμός 6) αντιστοιχεί σε δυνατό αεράκι, η ταχύτητα του οποίου φτάνει τα 40-50 km/h (11-14 m/s). Ένας τέτοιος άνεμος είναι ικανός να σηκώσει μεγάλα κύματα στη θάλασσα.
• Μποφόρ Μέγιστο (12) είναι ένας τυφώνας που ξεπερνά τα 120 km/h (πάνω από 30 m/s).

Κύριοι άνεμοι στον πλανήτη Γη

Συνήθως ταξινομούνται στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μας ως ένας από τους τέσσερις τύπους:

• Παγκόσμια. σχηματίζονταιως αποτέλεσμα της διαφορετικής ικανότητας των ηπείρων και των ωκεανών να θερμαίνονται από τις ακτίνες του ήλιου.
• εποχική. Αυτοί οι άνεμοι αλλάζουν με την εποχή του χρόνου, η οποία καθορίζει πόση ηλιακή ενέργεια λαμβάνει μια συγκεκριμένη περιοχή του πλανήτη.
• Τοπική. Συνδέονται με τις ιδιαιτερότητες της γεωγραφικής θέσης και της τοπογραφίας της εν λόγω περιοχής.
• Περιστροφή. Αυτές είναι οι ισχυρότερες κινήσεις των αέριων μαζών που οδηγούν στο σχηματισμό τυφώνων.

Γιατί είναι σημαντικό να μελετάς τους ανέμους;

Εκτός από το γεγονός ότι οι πληροφορίες για την ταχύτητα του ανέμου περιλαμβάνονται στην πρόγνωση του καιρού, που κάθε κάτοικος του πλανήτη λαμβάνει υπόψη στη ζωή του, η κίνηση του αέρα παίζει μεγάλο ρόλο σε μια σειρά από φυσικές διεργασίες.

Λοιπόν, είναι φορέας της γύρης των φυτών και συμμετέχει στη διανομή των σπόρων τους. Επιπλέον, ο άνεμος είναι μια από τις κύριες πηγές διάβρωσης. Η καταστροφική του επίδραση είναι πιο έντονη στις ερήμους, όταν το έδαφος αλλάζει δραματικά κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Δεν πρέπει επίσης να ξεχνάμε ότι ο άνεμος είναι η ενέργεια που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι στις οικονομικές δραστηριότητες. Σύμφωνα με γενικούς υπολογισμούς, η αιολική ενέργεια αποτελεί περίπου το 2% της συνολικής ηλιακής ενέργειας που πέφτει στον πλανήτη μας.