Скорость и сила ветра

Скорость и сила ветра. Ветер – это горизонтальное перемещение (поток воздуха параллельно земной поверхности), возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и направленное из зоны высокого давления в зону низкого давления. Ветер характеризуется скоростью (силой) и направлением. Направление определяется сторонами горизонта, откуда он дует, и измеряется в градусах. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду и километрах в час. Сила ветра измеряется в баллах.

Ветер в ботфортах, м/с, км/час. Шкала Бофорта - условная шкaлa для визуальной оценки и записи силы (скорости) ветра в баллах. Первоначально, была разработана английским адмиралом Френсисом Бофортом в 1806 г. для определения силы ветра по характеру её проявления на море. С 1874 г. данная классификация принята для повсеместного (на суше и на море) использования в международной синоптической практике. В последующие годы менялась и уточнялась (таблица 2). За ноль баллов было принято состояние полного штиля на море. Изначально система была тринадцатибальная (0-12 bft, по шкале Бофорта). В 1946г. шкалу увеличили до семнадцати (0-17). Сила ветра в шкале определяется по взаимодействию ветра с различными предметами. В последние годы, силу ветра, чаще, оценивают по скорости, измеряемой в метрах в секунду - у земной поверхности, на высоте порядка 10м над открытой, ровной поверхностью. В таблице приведена шкала Бофорта, принятая в 1963 году Всемирной метеорологической организацией. Шкала волнения на море - девятибальная (параметры даны для большой морской акватории; на малых акваториях - волнение меньше). Описания действия от перемещения воздушных масс - даны "для условий земной атмосферы вблизи земной или водной поверхности", при плотности воздуха, около 1,2 кг/м3 и плюсовой температуре. На планете Марс, к примеру - соотношения будут другими. Сила ветра в баллах по шкале Бофорта и морское волнение. Действие ветра. на суше. на море (баллы, волнение, характеристика, высота и длина волны) Чтобы легче запомнить (составил: автор сайта kakras.ru) 3 - Слабый - 5 м/с ( 20 км/час) - листья и тонкие ветки деревьев непрерывно колышутся 5 - Свежий - 10 м/с ( 35 км/час) - вытягивает большие флаги, свистит в ушах 7 - Крепкий - 15 м/с ( 55 км/час) - гудят телеграфные провода, трудно идти против ветра 9 - Шторм - 25 м/с ( 90 км/час) - ветер валит деревья, разрушает строения. * Длина ветровой волны на поверхности водных объектов (реки, моря и т.д.) - наименьшее расстояние, по горизонтали, между вершинами соседних гребней. Словарь: Бриз – слабый береговой ветер, имеющий силу до 4 баллов. Нормальный ветер - приемлемый, оптимальный для чего-либо. Например, для спортивного виндсёрфинга - нужна достаточная ветровая тяга (не менее 6-7 метров в секунду), а при парашютных прыжках, наоборот, лучше - безветренная погода (исключающая боковой снос, сильные порывы у земной поверхности и протаскивание купола после приземления). Бурей называется длительный и штормовой до ураганного ветер, силой больше 9 баллов (градация по шкале Бофорта), сопровождающийся разрушениями на суше и сильным волнением на море (штормом). Бури бывают: 1) шквальные; 2) пыльные (песчаные); 3) беспыльные; 4) снежные. Шквальные бури начинаются внезапно и так же быстро оканчиваются. Их действия характеризуются огромной разрушительной силой (такой ветер разрушает строения и вырывает деревья с корнем). Эти бури возможны повсеместно на европейской части России, как на море, так и на суше. В России северная граница распространения пыльных бурь проходит через Саратов, Самару, Уфу, Оренбург и пригорья Алтая. Снежные бури большой силы бывают на равнинах европейской части и в степной части Сибири. Обычно бури обусловлены прохождением активного атмосферного фронта, глубокого циклона или смерча. Шквал - сильный и резкий порыв ветра (Peak gusts) скоростью от 12 м/сек и выше, сопровождающийся, обычно, грозовым ливнем. При скорости больше 18-20 метров в секунду, шквальный ветер сносит плохо закреплённые конструкции, вывески и может ломать рекламные щиты и ветки деревьев, вызывать обрыв линий электропередач, что создаёт опасность для находящихся под ними рядом людей, автомобилей. Порывистый, шквалистый ветер возникает во время прохода атмосферного фронта и при быстром изменении давления в барической системе. Вихрь – атмосферное образование с вращательным движением воздуха вокруг вертикальной или наклонной оси. Ураган (тайфун) – ветер разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого превышает 120 км/ч. "Живет", т. е. двигается, ураган обычно 9–12 суток. Синоптики присваивают ему имя. Ураган разрушает здания, вырывает с корнем деревья, сносит легкие строения, обрывает провода, повреждает мосты и дороги. По разрушительной силе его можно сравнить с землетрясением. Родина ураганов – океанские просторы, ближе к экватору. Насыщенные водяными парами циклоны отсюда уходят на запад, все более закручиваясь и увеличивая скорость. Диаметры этих гигантских вихрей – несколько сотен километров. Наиболее активны ураганы в августе и сентябре. В России ураганы чаще всего бывают в Приморском и Хабаровском краях, на Сахалине, Камчатке, Чукотке, Курильских островах. Смерчи – это вертикальные вихри; шквалы – чаще горизонтальные, входящие в структуру циклонов. Слово "смерч" – русское, и происходит от смыслового понятия "сумрак", то есть мрачная, грозовая обстановка. Смерч представляет собой гигантскую вращающуюся воронку, внутри которой пониженное давление, и в эту воронку засасываются любые предметы, оказавшиеся на пути движения смерча. При его приближении слышен оглушительный гул. Двигается над землей смерч со средней скоростью 50–60 км/ч. Смерчи недолговечны. Одни их них "живут" секунды или минуты, и лишь немногие - до получаса. На Североамериканском континенте смерч называют торнадо , а в Европе – тромб . Торнадо может поднять в воздух автомобиль, вырвать с корнем деревья, покорежить мост, разрушить верхние этажи зданий. В Книгу рекордов Гиннесса как самый страшный и разрушительный за всю историю наблюдений вошел смерч в Бангладеш, наблюдавшийся в 1989 г. Несмотря на то что жители города Шатурии были заранее предупреждены о приближении смерча, его жертвами стали 1300 человек. В России смерчи бывают чаще в летние месяцы на Урале, Черноморском побережье, в Поволжье и Сибири. Синоптики относят ураганы, бури и смерчи к чрезвычайным событиями с умеренной скоростью распространения, поэтому чаще всего удаётся вовремя объявить штормовое предупреждение. Оно может быть передано по каналам гражданской обороны: после звука сирен " Внимание всем! " надо слушать сообщение местного телевидения и радио. Условные обозначения на метеокартах погодных явлений, связанных с ветром. В метеорологии и в гидрометеорологии - направление ветра ("откуда дует"), обозначается на карте в виде стрелочки, вид оперения у которой показывает среднюю скорость потока воздуха. В аэронавигации - наименование направления отличается на противоположное. В навигации на воде, единица скорости (узел) судна - принимается равной одной морской миле в час (десять узлов соответствуют, примерно, пяти метрам в секунду). На метеокарте, длинное перо ветровой стрелки - означает 5 м/с, короткое - 2,5м/с, в форме треугольного флажка - 25 м/с (следует после комбинации из четырёх длинных чёрточек и 1 короткой). В примере, изображенном на рисунке - ветер силой 7-8 м/с. При неустойчивом направлении ветра - в конце стрелочки ставится крест. На картинке показаны условные обозначения направления и скорости ветра, применяемые на картах погоды, а так же пример нанесения значков и фрагменты из стоклеточной матрицы метеосимволов (например, позёмок и низовая метель, когда происходит подъём и перераспределение в приземном слое воздуха ранее выпавшего снега). Данные символы можно видеть на синоптической карте Гидрометцентра России (http://meteoinfo.ru) составленной в результате анализа текущих данных по территории Европы и Азии, где схематически показаны границы зон тёплых и холодных атмосферных фронтов и направления их перемещений вдоль земной поверхности. Памятка - как сохранить жизнь и здоровье в случае природных катаклизмов. Что делать, если поступило штормовое предупреждение? 1. Плотно закройте и укрепите все двери и окна. На стекла наклейте крест-накрест полоски пластыря (чтобы не разлетались осколки). 2. Подготовьте запас воды и пищи, медикаментов, фонарик, свечи, керосиновую лампу, приемник на батарейках, документы и деньги. 3. Отключите газ и электричество. 4. Уберите с балконов (со дворов) предметы, которые могут быть унесены ветром. 5. Из легких зданий перейдите в более прочные или убежища гражданской обороны. 6. В деревенском доме переберитесь в наиболее просторную и прочную его часть, а лучше всего – в подвал. 7. Держитесь подальше от берега моря и рек. 8. Если у вас есть машина, постарайтесь отъехать как можно дальше от эпицентра урагана. Дети из детских садов и школ должны быть заранее отправлены по домам. Если штормовое предупреждение поступило слишком поздно, дети должны быть размещены в подвалах или центральной части зданий. Лучше всего переждать ураган, смерч или бурю в убежище, заранее подготовленном укрытии или, хотя бы, в подвале. Однако, часто, штормовое предупреждение даётся всего за несколько минут до прихода стихии, и за это время не всегда удаётся добраться до укрытия. Если вы оказались на улице во время урагана. 1. Держитесь подальше от зданий и строений, высоких столбов, деревьев, рекламных щитов, мачт, опор и электропроводов. 2. Нельзя находиться на мостах, путепроводах, эстакадах, в местах хранения легковоспламеняющихся и ядовитых веществ. 3. Спрячьтесь под мостом, железобетонным навесом, в подвале, погребе. Можно лечь в яму или любое углубление. Глаза, рот и нос защитите от песка и земли. 4. Нельзя залезать на крышу и прятаться на чердаке. 5. Если вы едете на машине по равнине, остановитесь, но не покидайте автомобиль. Плотнее закройте его двери и окна. Во время снежной бури укройте чем-нибудь двигатель со стороны радиатора. Если ветер несильный, можно время от времени разгребать снег с автомобиля, чтобы не оказаться погребенным под толстым слоем снега. 6. Если вы в городском транспорте, немедленно покиньте его и ищите убежище. 7. Если стихия застигла вас на возвышенном или открытом месте, бегите (ползите) в сторону какого-либо укрытия (к скалам, лесу), которое могло бы погасить силу ветра, но берегитесь падающих веток и деревьев. 8. Когда ветер стих, не выходите сразу из укрытия, так как через несколько минут шквал может повториться. 9. Сохраняйте спокойствие и не паникуйте, помогайте пострадавшим. Как вести себя после стихийных бедствий. 1. Выходя из укрытия, осмотритесь – нет ли нависающих предметов и частей конструкций, оборванных проводов. 2. Не зажигайте газ и огонь, не включайте электричество до тех пор, пока специальные службы не проверят состояние коммуникаций. 3. Не пользуйтесь лифтом. 4. Не заходите в поврежденные строения, не подходите к оборванным электропроводам. 5. Взрослое население оказывает помощь спасателям. Приборы. Точная скорость ветра определяется с помощью прибора — анемометра. Если такого прибора нет, можно изготовить самодельную ветромерную "доску Вильда" (рис. 1), с достаточной точностью измерений для скорости ветра до десяти метров в секунду. Рис. 1. Самодельная ветромерная доска-флюгер Вильда: 1 - вертикальная трубка (длиной 600 мм) с заваренным заостренным верхним концом, 2 - передний горизонтальный стержень флюгера с шариком-грузом противовеса; 3 - крыльчатка флюгера; 4 - верхняя рамка; 5 - горизонтальная ось шарнира доски; 6 - ветромерная доска (весом 200 г). 7 - нижний неподвижный вертикальный стержень с укрепленными на нем указателями сторон света: С - север, Ю - юг, 3 - запад, В - восток; № 1 - № 8 — штифты-указатели скорости ветра. Флюгер устанавливается на высоте 6 - 12 метров, над открытой ровной поверхностью. Под флюгером неподвижно укреплены стрелки-указатели направления ветра. Над флюгером к трубке 1 на горизонтальной оси 5 шарнирно прикреплена к рамке 4 ветромерная доска 6 размером 300х150 мм. Вес доски - 200 грамм (настраивается по эталонному прибору). От рамки 4 отходит назад, прикрепленный к ней отрезок дуги (радиусом 160 мм) с восемью штифтами, из которых четыре — длинные (по 140 мм) и четыре — короткие (по 100 мм). Углы, под которыми они закреплены, составляют с вертикалью для штифта №1—0°; №2 — 4°; №3 — 15,5°; №4 — 31°; №5 — 45,5°; №6 — 58°; №7 — 72°; №8—80,5°. Скорость ветра узнают путем отсчёта угла отклонения доски. Определив положение ветромерной доски между штифтами дуги, обращаются к табл. 1, где этому положению соответствует определённая скорость ветра. Положение доски между штифтами даёт лишь приблизительное представление о скорости ветра, тем более что сила ветра быстро и часто меняется. Доска никогда не остается долго в каком-нибудь одном положении, а постоянно колеблется в некоторых пределах. Наблюдая в течение 1 минуты за меняющимся наклоном этой доски, определяют её средний наклон (расчёт усреднением максимальных значений) и только после этого судят о средней минутной скорости ветра. Для большой скорости ветра, превышающей 12—15 м/сек, показания этого прибора имеют малую точность (в данном ограничении - главный недостаток рассмотренной схемы). Приложение. Средняя скорость ветра по шкале Бофорта в разные годы ее применения.