Hitrost vetra v Beaufortovi lestvici in metrih na sekundo

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Veter je gibanje zraka v vodoravni smeri vzdolž zemeljske površine. V katero smer piha je odvisno od porazdelitve tlačnih con v ozračju planeta. Članek obravnava vprašanja, povezana s hitrostjo in smerjo vetra.

vremenska lopatica ali vetrnica

Morda bo redek pojav v naravi popolnoma mirno vreme, saj je vedno čutiti, da piha rahel vetrič. Človeštvo je že od antičnih časov zanimalo smer gibanja zraka, zato je bila izumljena tako imenovana vremenska lopatica ali anemona. Naprava je puščica, ki se prosto vrti na navpični osi pod vplivom sile vetra. Ona mu pokaže smer. Če določite točko na obzorju, od koder piha veter, bo črta, vlečena med to točko in opazovalcem, pokazala smer gibanja zraka.

Da bi opazovalec posredoval informacije o vetru drugim ljudem, se uporabljajo koncepti, kot so sever, jug, vzhod, zahod in njihove različne kombinacije. Ker celota vseh smeri tvori krog, je besedna formulacijaje tudi podvojena z ustrezno vrednostjo v stopinjah. Na primer, severni veter pomeni 0o (modra igla kompasa kaže proti severu).

koncept vrtnice vetrov

Ko govorimo o smeri in hitrosti gibanja zračnih mas, je treba povedati nekaj besed o vrtnici vetrov. To je krog s črtami, ki prikazujejo, kako zrak teče. Prva omemba tega simbola je bila najdena v knjigah latinskega filozofa Plinija Starejšega.

Celoten krog, ki odraža možne horizontalne smeri gibanja zraka naprej, je na vrtnici vetrov razdeljen na 32 delov. Glavni so sever (0^o ali 360^o), jug (180^o), vzhod (90^o) in West (270^o). Nastali štirje deli kroga so razdeljeni naprej in tvorijo severozahod (315^o), severovzhod (45^o), jugozahod (225o^{) in jugovzhod (135}o^{). Nastalih 8 delov kroga je ponovno razdeljenih na polovico, kar tvori dodatne črte na vrtnici vetrov. Ker je na koncu 32 vrstic, je kotna razdalja med njima 11,25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Upoštevajte, da je značilnost vrtnice vetrov podoba lilij, ki se nahaja nad severnim znakom (N).

Od kod piha veter?

Horizontalni premiki velikih zračnih mas se vedno izvajajo iz območij z visokim tlakom v območja z nižjo gostoto zraka. Hkrati lahko s študijem odgovorite na vprašanje, kakšna je hitrost vetralokacija na geografskem zemljevidu izobar, to je širokih črt, znotraj katerih je zračni tlak stalen. Hitrost in smer gibanja zračnih mas določata dva glavna dejavnika:

• Veter vedno piha z območij, kjer je anticiklon, na območja, ki jih pokriva ciklon. To lahko razumete, če se spomnite, da v prvem primeru govorimo o območjih visokega tlaka, v drugem primeru pa o nizkem.
• Hitrost vetra je premosorazmerna z razdaljo, ki ločuje dve sosednji izobari. Večja kot je ta razdalja, šibkejši bo padec tlaka (v matematiki pravijo gradient), kar pomeni, da bo gibanje zraka naprej počasneje kot v primeru majhnih razdalj med izobarami in velikih gradientov tlaka.

Dejavniki, ki vplivajo na hitrost vetra

Eden izmed njih in najpomembnejši je bil že izrečen zgoraj - to je gradient tlaka med sosednjimi zračnimi masami.

Poleg tega je povprečna hitrost vetra odvisna od topografije površine, po kateri piha. Morebitne nepravilnosti na tej površini bistveno ovirajo gibanje zračnih mas naprej. Na primer, vsak, ki je bil vsaj enkrat v gorah, bi moral opaziti, da vetrovi ob vznožju pihajo. Višje kot se povzpnete na pobočje, močnejši je veter.

Iz istega razloga vetrovi pihajo močnejši nad morsko gladino kot nad kopnim. Pogosto ga razjedajo grape, pokrita z gozdovi, hribi in gorskimi verigami. Vse te nehomogenosti, ki niso zgorajmorja in oceani, upočasnite morebitne sunke vetra.

Visoko nad zemeljskim površjem (več kilometrov) ni ovir za vodoravno gibanje zraka, zato je hitrost vetra v zgornji troposferi velika.

Drugi dejavnik, ki ga je treba upoštevati, ko govorimo o hitrosti gibanja zračnih mas, je Coriolisova sila. Nastane zaradi vrtenja našega planeta, in ker ima atmosfera inercialne lastnosti, se vsako gibanje zraka v njej odkloni. Zaradi dejstva, da se Zemlja vrti od zahoda proti vzhodu okoli svoje osi, delovanje Coriolisove sile vodi v deviacijo vetra v desno na severni polobli in v levo na južni.

Zanimivo je, da ima ta učinek Coriolisove sile, ki je zanemarljiv na nizkih zemljepisnih širinah (tropih), močan vpliv na podnebje teh območij. Dejstvo je, da je upočasnitev hitrosti vetra v tropih in na ekvatorju izravnana s povečanimi navzgornjimi prepihi. Slednje pa vodijo v intenzivno nastanek kumulusnih oblakov, ki so vir močnih tropskih nalivov.

Instrument za merjenje hitrosti vetra

Je anemometer, ki je sestavljen iz treh skodelic, ki se nahajajo pod kotom 120o glede na drugo in pritrjene na navpični osi. Načelo delovanja anemometra je precej preprosto. Ko piha veter, skodelice doživijo njegov pritisk in se začnejo vrteti na osi. Močnejši kot je zračni tlak, hitreje se vrtijo. Po merjenjuhitrost tega vrtenja, lahko natančno določite hitrost vetra v m/s (metrih na sekundo). Sodobni anemometri so opremljeni s posebnimi električnimi sistemi, ki neodvisno izračunajo izmerjeno vrednost.

Naprava za hitrost vetra, ki temelji na vrtenju skodelic, ni edina. Obstaja še eno preprosto orodje, imenovano Pitotova cev. Ta naprava meri dinamični in statični tlak vetra, razlika med katerima lahko natančno izračuna njegovo hitrost.

Beaufortova lestvica

Informacije o hitrosti vetra, izražene v metrih na sekundo ali kilometrih na uro, za večino ljudi - in še posebej za mornarje - povejo malo. Zato je v 19. stoletju angleški admiral Francis Beaufort predlagal uporabo neke empirične lestvice za ocenjevanje, ki je sestavljena iz 12-točkovnega sistema.

Višja kot je Beaufortova lestvica, močnejši je veter. Na primer:

• Številka 0 ustreza popolni umirjenosti. Z njim piha veter s hitrostjo, ki ne presega 1 mph, torej manj kot 2 km/h (manj kot 1 m/s).
• Sredina lestvice (številka 6) ustreza močnemu vetru, katerega hitrost doseže 40-50 km/h (11-14 m/s). Tak veter je sposoben dvigniti velike valove na morju.
• Beaufortov maksimum (12) je orkan, ki presega 120 km/h (več kot 30 m/s).

Glavni vetrovi na planetu Zemlja

V ozračju našega planeta so običajno razvrščeni kot ena od štirih vrst:

• globalno. Oblikujejo sekot posledica različne sposobnosti celin in oceanov, da se segrejejo od sončnih žarkov.
• sezonsko. Ti vetrovi se spreminjajo glede na letni čas, kar določa, koliko sončne energije prejme določeno območje planeta.
• Lokalno. Povezani so s posebnostmi geografske lege in topografije obravnavanega območja.
• Vrtenje. To so najmočnejši premiki zračnih mas, ki vodijo v nastanek orkanov.

Zakaj je pomembno študirati vetrove?

Poleg dejstva, da so podatki o hitrosti vetra vključeni v vremensko napoved, ki jo vsak prebivalec planeta upošteva v svojem življenju, ima gibanje zraka veliko vlogo pri številnih naravnih procesih.

Torej je prenašalec cvetnega prahu rastlin in sodeluje pri distribuciji njihovih semen. Poleg tega je veter eden glavnih virov erozije. Njegov uničujoči učinek je najbolj izrazit v puščavah, ko se teren čez dan močno spremeni.

Ne smemo pozabiti, da je veter energija, ki jo ljudje uporabljajo v gospodarskih dejavnostih. Po splošnih ocenah vetrna energija predstavlja približno 2 % vse sončne energije, ki pade na naš planet.