В чем измеряется ветер. Оценка погодных условий

Шкала для определения скорости, силы и названия ветра (шкала Бофорта)

Различают сглаженную скорость за некоторый небольшой промежуток времени имгновенную , скорость в данный момент времени. Скорость измеряют анемометром, с помощью доски Вильда.

Наибольшая средняя годовая скорость ветра (22 м/сек) наблюдалась на побережье Антарктиды. Средняя суточная скорость, там доходит иногда до 44 м/сек, а в отдельные моменты достигает 90 м/сек.

Скорость ветра имеет суточный ход . Он близок к суточному ходу температуры. Максимальная скорость в приземном слое (100 м – летом, 50 м – зимой) наблюдается в 13-14 часов, минимальная скорость – в ночные часы. В более высоких слоях атмосферы суточный ход скорости обратный. Это объясняется изменением интенсивности вертикального обмена в атмосфере в течение суток. Днем интенсивный вертикальный обмен затрудняет горизонтальное перемещение воздушных масс. Ночью этого препятствия нет и Вм перемещаются по направлению барического градиента.

Скорость ветра зависит от разницы давления и прямо пропорциональна ей: чем больше разность давления (горизонтальный барический градиент), тем больше скорость ветра. Средняя многолетняя скорость ветра у земной поверхности 4-9 м/с, редко более 15 м/с. В штормах и ураганах (умеренных широт) - до 30 м/с, в порывах до 60 м/с. В тропических ураганах скорости ветра доходят до 65 м/с, а в порывах могут достигать 120 м/с.

Приборы, при помощи которых измеряется скорость ветра, называют анемометрами. Большинство анемометров построено по принципу ветряной мельницы. Так, например, анемометр Фусса имеет вверху четыре полушария (чашки), обращенные в одну сторону (рис. 75).

Эта система полушарий вращается около вертикальной оси, причем количество оборотов отмечается счетчиком. Прибор выставляется на ветер, и, когда «мельница из полушарий» приобретает более или менее постоянную скорость, включается счетчик на точно определенное время. По табличке, на которой указано количество оборотов для каждой скорости ветра, и по количеству найденных оборотов определяется скорость. Существуют более сложные приборы, которые имеют приспособление для автоматической записи направления и скорости ветра. Применяются также и простые приборы, по которым одновременно можно определить направление и силу ветра. Примером такого прибора может служить распространенный на всех метеорологических станциях флюгер Вильда.

Направление ветра определяется той стороной горизонта, с которой дует ветер. Для его обозначения применяется восемь основных направлений (румбов): С, СЗ, З, ЮЗ, Ю, ЮВ, В, СВ. Направление зависит от распределения давления и от отклоняющего действия вращения Земли.

Роза ветров. Ветры подобно другим явлениям в жизни атмосферы подвержены сильным изменениям. Поэтому и здесь приходится находить средние величины.

Для определения господствующих направлений ветров за тот или другой период времени поступают следующим образом. Проводят из какой-нибудь точки восемь главных направлений, или румбов, и на каждом по определенному масштабу откладывают повторяемость ветров. На полученном изображении, известном под названием розы ветров, ясно видны господствующие ветры (рис. 76).

Сила ветра зависит от его скорости и показывает, какое динамическое давление оказывает воздушный поток на какую-либо поверхность. Сила ветра измеряется в килограммах на квадратный метр (кг/м2).

Структура ветра. Ветер нельзя представить себе однородным воздушным течением, имеющим одинаковое направление и одинаковую скорость во всей своей массе. Наблюдения показывают, что ветер дует порывисто, как бы отдельными толчками, порой стихает, потом снова приобретает прежнюю скорость. При этом направление ветра тоже подвержено изменениям. Наблюдения, производимые в более высоких слоях воздуха, показывают, что порывистость с высотой уменьшается. Замечено также, что в различные времена года и даже в различные часы дня порывистость ветра неодинакова. Наибольшая порывистость наблюдается весной. В течение суток наибольшее ослабление ветра - ночью. Порывистость ветра зависит от характера земной поверхности: чем больше неровностей, тем больше порывистость и наоборот.

Причины ветров. Воздух остаётся в покое до тех пор, пока давление в данном участке атмосферы распределяется более или менее равномерно. Но стоит давлению в каком-либо участке увеличиться или уменьшиться, как воздух потечёт от места большего давления в сторону меньшего. Начавшееся перемещение масс воздуха будет продолжаться до тех пор, пока разность давлений не выравнится и не установится равновесие.

Устойчивого равновесия в атмосфере почти никогда не наблюдается, поэтому и ветры относятся к наиболее часто повторяющимся явлениям в природе.

Причин, нарушающих равновесие атмосферы, очень много. Но одной из первых причин, порождающей разность давлений, является различие температур. Разберём простейший случай.

Перед нами поверхность моря и прибрежная часть суши. Днём поверхность суши нагревается быстрее поверхности моря. Благодаря этому нижний слой воздуха над сушей расширяется больше, чем над морем (рис. 77, I). В результате вверху сейчас же создается воздушное течение от более теплой области к более холодной (рис. 77, II).

Ввиду того, что часть воздуха из теплой области перетекла (вверху) в сторону холодной, давление в пределах холодной области увеличится, а в пределах теплой области уменьшится. В результате возникает воздушное течение теперь уже в нижнем слое атмосферы от холодной области к теплой (в нашем случае от моря к суше) (рис. 77, III).

Подобные воздушные течения обычно возникают на морском побережье или по берегам больших озер и носят название бризов. В приведенном нами примере - бриз дневной. Ночью картина совершенно обратная, ибо поверхность суши, остывая быстрее поверхности моря, становится холоднее. В результате в верхних слоях атмосферы воздух будет течь в сторону суши, а в нижних слоях в сторону моря (ночной бриз).

Подъем воздуха с теплой области и опускание в холодной объединяет верхнее и нижнее течение и создает замкнутую циркуляцию (рис. 78). В этих замкнутых круговоротах вертикальные части пути обыкновенно очень малы, горизонтальные же, наоборот, могут достигать огромных размеров.

Причины различной скорости ветров. Само собой понятно, что скорость ветра должна зависеть от градиента давления (т. е. определяться прежде всего разницей в давлениях на единицу расстояния). Если бы, кроме силы, обусловленной градиентом, никаких других сил на массу воздуха не действовало, то воздух двигался бы равномерно-ускоренно. Однако этого не получается, потому что существует немало причин, которые замедляют движение воздуха. Сюда в первую очередь относится трение.

Различают трение двух видов: 1) трение приземного слоя воздуха о земную поверхность и 2) трение, возникающее внутри самого движущегося воздуха.

Первое находится в прямой зависимости от характера поверхности. Так, например, водная поверхность и равнинная степь создают наименьшее трение. При этих условиях скорость ветра всегда значительно возрастает. Поверхность же, имеющая неровности, создает большие препятствия движущемуся воздуху, что приводит к уменьшению скорости ветра. Особенно сильно понижают скорость ветра городские постройки и лесные насаждения (рис. 79).

Наблюдения, произведенные в лесу, показали, что уже в 50 м от опушки скорость ветра уменьшается до 60-70% первоначальной скорости, в 100 м до 7%, в 200 м до 2-3%.

Трение, которое возникает между соседними слоями движущихся масс воздуха, называют внутренним трением. Внутреннее трение обусловливает передачу движения от одного слоя к другому. Приземный слой воздуха в результате трения о земную поверхность имеет наиболее замедленнее движение. Выше лежащий слой, соприкасаясь с движущимся нижним слоем, также замедляет свое движение, но уже в гораздо меньшей степени. Еще меньшее воздействие испытывает следующий слой и т. д. В результате скорость движения воздуха с высотой постепенно возрастает.

Направление ветров. Если главнейшей причиной ветра является разница в давлениях, то ветер должен дуть из области большего давления в область меньшего давления в направлении, перпендикулярном изобарам. Однако этого не происходит. В действительности (как это установлено наблюдениями) ветер дует главным образом вдоль изобар и только слегка отклоняется в сторону низкого давления. Это происходит вследствие отклоняющего действия вращения Земли. В свое время мы уже говорили, что всякое движущееся тело под влиянием вращения Земли отклоняется от своего первоначального пути в северном полушарии вправо, а в южном влево. Говорили также и о том, что отклоняющаяся сила по направлению от экватора к полюсам возрастает. Совершенно понятно, что движение воздуха, возникшее в силу разности давлений, сразу же начинает испытывать на себе влияние этой отклоняющей силы. Сама по себе эта сила невелика. Но благодаря непрерывности ее действия в конце концов эффект получается очень большой. Если бы не было трения и других влияний, то в результате непрерывно действующего отклонения ветер мог бы описать замкнутую кривую, близкую к окружности. На самом деле благодаря влиянию различных причин подобного отклонения не получается, но тем не менее оно все же весьма значительно. Достаточно указать хотя бы на пассаты, направление которых, при неподвижном состоянии Земли, должно бы совпадать с направлением меридиана. Между тем их направление в северном полушарии северо-восточное, в южном - юго-восточное, а в умеренных широтах, где сила отклонения еще больше, ветер, дующий с юга на север, приобретает западно-юго-западное направление (в северном полушарии).

Главнейшие системы ветров. Ветры, наблюдаемые на земной поверхности, очень разнообразны. В зависимости от причин, порождающих это разнообразие, мы разделим их на три большие группы. К первой группе отнесем ветры, причины которых зависят главным образом от местных условий, ко второй - ветры, обусловленные общей циркуляцией атмосферы, и к третьей - ветры циклонов и антициклонов. Начнем наше рассмотрение с наиболее простых ветров, причины которых зависят преимущественно от местных условий. Сюда мы относим бризы, различные горные, долинные, степные и пустынные ветры, а также и муссонные ветры, которые уже зависят не только от местных причин, но и от общей циркуляции атмосферы.

Ветры чрезвычайно разнообразны по происхождению, характеру и значению. Так, в умеренных широтах, где господствует западный перенос, преобладают ветры западных направлений (СЗ, З, ЮЗ). Эти области занимают обширные пространства - примерно от 30 до 60° в каждом полушарии. В полярных областях ветры дуют от полюсов к зонам пониженного давления умеренных широт. В этих областях преобладают северо-восточные ветры в Арктике и юго-восточные в Антарктике. При этом юго-восточные ветры Антарктики, в отличие от Арктических, более устойчивые и имеют большие скорости.

Метеорологические опасные явления – природные процессы и явления, возникающие в атмосфере под действием различных природных факторов или их сочетаний, оказывающие или могущие оказать поражающее воздействие на людей, сельскохозяйственных животных и растений, объекты экономики и окружающую природную среду.

Ветер – это перемещение воздуха параллельно земной поверхности, возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и направленное из зоны высокого давления в зоною низкого давления.

Ветер характеризуется:
1. Направлением ветра - определяется азимутом стороны горизонта, откуда
он дует, и измеряется в градусах.
2. Скоростью ветра – измеряется в метрах в секунду (м/с; км/ч; милях/час)
(1 миля = 1609 км; 1 морская миля = 1853 км).
3. Силой ветра – измеряется давлением, которое он оказывает на 1 м2 поверхности. Сила ветра меняется почти пропорционального скорости,
поэтому силу ветра часто оценивают не давлением, а скоростью, что упрощает восприятие и понимание этих величин.

Для обозначения движения ветра используют много слов: смерч, буря, ураган, шторм, тайфун, циклон и множество местных названий. Чтобы их систематизировать, во всем мире пользуются шкалой Бофорта, которая позволяет весьма точно оценить силу ветра в баллах (от 0 до 12) по его действию на наземные предметы или на волнение в море. Удобна эта шкала еще и тем, что она позволяет по описанным в ней признакам довольно точно определить скорость ветра без приборов.

Шкала Бофорта (табл. 1)

Баллы Бофорта	Словесное определение силы ветра	Скорость ветра, м/с (км/ч)	Действие ветра на суше
			На суше	На море
		0,0 – 0,2 (0,00-0,72)	Штиль. Дым поднимается вертикально	Зеркально гладкое море
	Тихий ветерок	0,3 –1,5 (1,08-5,40)	Направление ветра заметно по относу дыма,	Рябь, пены на гребнях нет
	Легкий бриз	1,6 – 3,3 5,76-11,88)	Движение ветра ощущается лицом, шелестят листья, движется флюгер	Короткие волны, гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными
	Слабый бриз	3,4 – 5,4 (12,24-19,44)	Листья и тонкие ветви деревьев колышутся, ветер развевает верхние флаги	Короткие хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют пену, изредка образуются маленькие белые барашки.
	Умеренный бриз	5,5 –7,9 (19,8-28,44)	Ветер поднимает пыль и бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев	Волны удлиненные, белые барашки видны во многих местах.
	Свежий бриз	8,0 –10,7 (28,80-38,52)	Качаются тонкие стволы деревьев, на воде появляются волны с гребнями	Хорошо развитые в длину, но не очень крупные волны, повсюду видны белые барашки.
	Сильный бриз	10,8 – 13,8 (38,88-49,68)	Качаются толстые сучья деревьев, гудят провода	Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные площади.
	Крепкий ветер	13,9 – 17,1 (50,04-61,56)	Качаются стволы деревьев, идти против ветра трудно	Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру
	Очень крепкий ветер (буря)	17,2 – 20,7 (61,92-74,52)	Ветер ломает сучья деревьев, идти против ветра очень трудно	Умеренно высокие, длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по ветру.
	Шторм (сильная буря)	20,8 –24,4 (74,88-87,84)	Небольшие повреждения; ветер срывает дымовые колпаки и черепицу	Высокие волны. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн опрокидываются и рассыпаются в брызги.
	Сильный шторм (полная буря)	24,5 –28,4 (88,2-102,2)	Значительные разрушения строений, деревья вырываются с корнем. На суше бывает редко	Очень высокие волны с длинными загибающими вниз гребнями. Пена вздувается ветром большими хлопьями в виде густых полос. Поверхность моря белая от пены. Грохот волн подобен ударам. Видимость плохая.
	Жестокий шторм (жесткая буря)	28,5 – 32,6 (102,6-117,3)	Большие разрушения на значительном пространстве. На суше наблюдается очень редко	Исключительно высокие волны. Суда временами скрываются из вида. Море все покрыто длинными хлопьями пены. Края волн повсюду сдуваются в пену. Видимость плохая.
		32,7 и более (117,7 и более)	Тяжелые предметы переносятся ветром на значительные расстояния	Воздух наполнен пеной и брызгами. Море все покрыто полосами пены. Очень плохая видимость.

Бризом (от легкого до сильного бриза) моряки называют ветер, имеющий скорость от 4 до 31 мили/час. В пересчете на километры (коэффициент 1,6) это будет 6,4-50 км/час

Скорость и направления ветра определяют погоду и климат.

Сильные ветры, значительные перепады атмосферного давления и большое количество осадков вызывают опасные атмосферные вихри (циклоны, бури, шквалы, ураганы) которые могут вызвать разрушения и человеческие жертвы.

Циклон – общее название вихрей с пониженным давлением в центре.

Антициклон – это область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре. В Северном полушарии ветры в антициклоне дуют против часовой стрелки, а в Южном – по часовой стрелке, в циклоне движение ветра обратное.

Ураган - ветер разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого равна или превышает 32,7 м/с (12 баллов по шкале Бофорта), что равнозначно 117 км/ч (табл. 1).
В половине случаев скорость ветра при урагане превышает 35 м/сек, доходя до 40-60 м/сек, а иногда и до100 м/сек.

В зависимости от скорости ветра ураганы классифицируются на три типа:
- ураган (32 м/с и более),
- сильный ураган (39,2 м/с и более)
- жестокий ураган (48,6 м/с и более).

Причиной подобных ураганных ветров является возникновение, как правило, на линии столкновения фронтов теплых и холодных воздушных масс, мощных циклонов с резким перепадом давления от периферии к центру и с созданием вихревого воздушного потока, движущегося в нижних слоях (3-5 км) по спирали к середине и вверх, в северном полушарии – против часовой стрелки.

Такие циклоны, в зависимости от места их возникновения и структуры, принято подразделять на:
- тропические циклоны встречаются над теплыми тропическими океанами, в стадии формирования обычно движется на запад, а после окончания формирования изгибаются к полюсам.
Тропический циклон, достигший необычной силы, называется ураганом, если он рождается в Атлантическом океане и примыкающих к нему морям; тайфуном – в Тихом океане или его морях; циклоном – в регионе Индийского океана.
циклоны умеренных широт могут формироваться как над сушей так и над водой. Обычно они движутся с запада на восток. Характерной особенностью таких циклонов является их большая «сухость». Количество осадков при их прохождении значительно меньше, чем в зоне тропических циклонов.
На Европейский материк воздействуют как тропические ураганы, зарождающиеся в центральной Атлантике, так и циклоны умеренных широт.
Буря – разновидность урагана, но имеет меньшую скорость ветра 15-31
м/сек.

Длительность бурь – от нескольких часов до нескольких суток, ширина от десятков до нескольких сотен километров.
Бури подразделяются:

2. Потоковые бури – это местные явления небольшого распространения. Они слабее, чем вихревые бури. Они подразделяются:
- стоковые – поток воздуха движется по склону сверху вниз.
- Струевые – характерны тем, что поток воздуха движется горизонтально или вверх по склону.
Проходят потоковые бури чаще всего между цепями гор, соединяющих долины.
В зависимости от окраски частиц, вовлеченных в движение, различают черные, красные, желто-красные и белые бури.
В зависимости от скорости ветра бури классифицируются:
- буря 20 м/сек и более
- сильная буря 26 м/ сек и более
- жесткая буря 30,5 м/сек и более.

Шквал – резкое кратковременное усиление ветра до 20–30 м/с и выше, сопровождающееся изменением его направления, связанного с конвективными процессами. Несмотря на кратковременность шквалов, они могут приводить к катастрофическим последствиям. Шквалы в большинстве случаев связаны с кучево-дождевыми (грозовыми) облаками либо местной конвекции, либо холодного фронта. Шквал обычно связан с ливневыми осадками и грозой, иногда с градом. Атмосферное давление при шквале резко повышается в связи с бурным выпадением осадков, а затем - снова падает.

По возможности ограничения зоны воздействия все перечисленные стихийные бедствия относят к нелокализуемым.

Опасные последствия ураганов и бурь.

Ураганы являются одной из самых мощных сил стихии и по своему пагубному воздействию не уступают таким страшным стихийным бедствиям, как землетрясения. Это объясняется тем, что ураганы несут в себе колоссальную энергию. Ее количество, выделяемое средним по мощности ураганом в течение 1 ч, равно энергии ядерного взрыва в 36 Мт. За один день выделяется количество энергии, которой хватило бы для полугодового обеспечения электричеством такой страны, как США. А за две недели (средняя продолжительность существования урагана) такой ураган выделяет энергию, равную энергии Братской ГЭС, которую она может выработать за 26 тыс. лет. Очень высоким является и давление в зоне урагана. Оно достигает нескольких сот килограммов на квадратный метр неподвижной поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению движения ветра.

Ураганный ветер разрушает прочные и сносит легкие строения, опустошает засеянные поля, обрывает провода и валит столбы линий электропередачи и связи, повреждает транспортные магистрали и мосты, ломает и вырывает с корнями деревья, повреждает и топит суда, вызывает аварии на коммунально-энергетических сетях, в производстве. Известны случаи, когда ураганный ветер разрушал дамбы и плотины, что приводило к большим наводнениям, сбрасывал с рельсов поезда, срывал с опоры мосты, валил фабричные трубы, выбрасывал на сушу корабли. Часто ураганы сопровождают сильные ливни, которые опаснее самого урагана, так как являются причиной селевых потоков и оползней.

Размеры ураганов различны. Обычно за ширину урагана принимают ширину зоны катастрофических разрушений. Часто к этой зоне прибавляют территорию ветров штормовой силы со сравнительно небольшими разрушениями. Тогда ширина урагана измеряется сотнями километров, достигая иногда 1000 км. Для тайфунов полоса разрушений обычно составляет 15-45 км. Средняя продолжительность урагана – 9-12 суток. Ураганы возникают в любое время года, но наиболее часто с июля по октябрь. В остальные 8 месяцев они редки, пути их коротки.

Ущерб, причиняемый ураганом, определяется целым комплексом различных факторов, в том числе рельефом местности, степенью застройки и прочностью строений, характером растительности, присутствием в зоне его действия населения и животных, временем года, проведенными профилактическими мероприятиями и рядом других обстоятельств, главным из которых является скоростной напор воздушного потока q, пропорциональный произведению плотности атмосферного воздуха на квадрат скорости воздушного потока q = 0,5pv 2 .

Согласно строительным нормам и правилам максимальное нормативное значение ветрового давления составляет q = 0,85 кПа, что при плотности воздуха r = 1,22 кг/м3 соответствует скорости ветра.

Для сравнения можно привести расчетные значения скоростного напора, использованные для проектирования атомных станций для района Карибского бассейна: для сооружений I категории – 3,44 кПа, II и III – 1,75 кПа и для открытых установок – 1,15 кПа.

Ежегодно около ста мощных ураганов шествуют по земному шару, вызывая разрушения и нередко унося человеческие жизни (табл. 2). 23 июня 1997 года над большей частью Брестской и Минской областей пронесся ураган, в результате которого 4 человека погибли, 50 – были ранены. В Брестской области было обесточено 229 населенных пунктов, выведена из строя 1071 подстанция, сорваны крыши с 10-80 % жилых домов в более чем в 100 населенных пунктах, разрушено до 60 % зданий сельскохозяйственного производства. В Минской области было обесточено 1410 населенных пунктов, повреждены сотни домов. Поломаны и вывернуты с корнями деревья в лесах и лесопарках. В конце декабря 1999 года от ураганного ветра, пронесшегося по Европе, пострадала и Беларусь. Были порваны линии электропередачи, многие населенные пункты обесточены. Всего от урагана пострадали 70 районов и более 1500 населенных пунктов. Только в Гродненской области вышли из строя 325 трансформаторных подстанций, в Могилевской еще больше – 665.

Таблица 2
Последствия воздействия некоторых ураганов

Место катастрофы, год	Число погибших	Число раненых	Сопутствующие явления
Гаити, 1963		Не фиксировалось
		Не фиксировалось
Гондурас, 1974		Не фиксировалось
Австралия, 1974
Шри-Ланка, 1978		Не фиксировалось
Доминиканская республика, 1979
		Не фиксировалось
Индокитай, 1981		Не фиксировалось	Наводнение
Бангладеш, 1985		Не фиксировалось	Наводнение

Смерч (торнадо) – вихревое движение воздуха, распространяющегося в виде гигантского черного столба диаметром до сотен метров, внутри которого наблюдается разряжение воздуха, куда затягиваются различные предметы.

Смерчи возникают как над водной поверхность, так и над сушей, значительно чаще, чем ураганы. Очень часто они сопровождаются грозами, градом и ливнями. Скорость вращения воздуха в пылевом столбе достигает 50-300 м/сек и более. За время своего существования он может пройти путь до 600 км - по полосе местности шириной в несколько сотен метров, а иногда и до нескольких километров, где и возникают разрушения. Воздух в столбе поднимается по спирали и затягивает в себя пыль, воду, предметы, людей.
Опасные факторы: попавшие в смерч постройки из-за разряжения в столбе воздуха разрушаются от напора воздуха изнутри. Он вырывает деревья с корнями, опрокидывает автомобили, поезда, поднимает в воздух дома и т. д.

Смерчи в РБ возникали в 1859, 1927 и 1956 годах.

1. Возникновение ветра. Воздух прозрачен и бесцветен, но все мы знаем, что он существует, так как чувствуем его дви­жение. Воздух всегда находится в движении. Его перемещение в горизонтальном направлении и называется ветром .

Причиной возникновения ветра является разница в атмосферном давлении над участками земной поверхности. Стоит давлению на каком-либо участке увеличить­ся или уменьшиться, как воздух устремля­ется от места большего давления в сторону меньшего. Существуют различные причины, из-за которых нарушается равно­весие атмосферного давления. Главная - не­одинаковое нагревание земной поверхности и различие температур на разных участках.

Рассмотрим это явление на примере ветра бриза, который образуется на берегу моря или крупного озера. На про­тяжении суток бриз дважды меняет свое направление. Проис­ходит это из-за разницы температуры и атмосферного давления над сушей и водной поверхностью днем и ночью. Суша, в отличие от моря, быстро нагревается днем и быстро остывает ночью. Днем на сушей пониженное давление, а над водной поверхностью повышенное, ночью – наоборот. Поэтому дневной бриз дует с моря (озера) на более теплую сушу, ночной - с более охлажденной суши на море (рис. 20). (Объясните образование ночного бриза.) Эти ветры охватывают сравнительно узкую полосу побережья.

2. Направление и скорость ветра. Сила ветра. Ветер характеризуется направлением и скоростью. Направление ветра определяется сто­роной горизонта, откуда он дует (рис. 21). (Как называется ветер, дующий на юг? на запад?) Скорость ветра зависит от атмосферного давления: чем больше разность давления, тем сильнее ветер. На этот показатель ветра влияет трение и плотность воздуха. На вершинах гор ветер усиливается. Любое препятствие (горные системы и горные хребты, здания, лесные полосы и др.) влияют на скорость и направления ветра. Обтекая препятствие, ветер перед ним ослабевает, но с боковых сторон усиливается. Значительно возрастает скорость ветра, например, между двумя близко расположенными горными хребтами. (Почему на открытой местности ветер сильнее, чем в лесу?)

Скорость ветра обычно измеряется в метрах в секунду (м/с). Силу ветра можно оценить по его воздействию на наземные предметы и море в баллах шкалы Бофорта (от 0 до 12 баллов) (табл. 1).

Т а б л и ц а 1

Шкала Бофорта для определения силы ветра

	Метры в секунду	Характери­стика ветра	Действие ветра
			Полное отсутствие ветра. Дым из труб поднимается отвесно
				Дым из труб поднимается не совсем отвесно
			Движение воздуха ощущается лицом. Шелестят листья
			Колеблются листья и мелкие ветви. Развеваются легкие флаги
		Умеренный	Колеблются тонкие ветки деревьев. Ветер подни-мает пыль и клочки бумаги
			Колеблются ветки и тонкие стволы деревьев. На воде появляются волны
			Колеблются большие ветки. Гудят телефонные провода
			Качаются небольшие деревья. На море поднимаются пенящиеся волны
			Ломаются ветки деревьев. Трудно идти против ветра
			Небольшие разрушения. Срываются домовые трубы и черепица
			Значительные разрушения. Деревья вырываются с корнем
		Жестокий	Большие разрушения
	более 32,7		Производит опустошительные действия

Вы уже знаете, что скорость и направление ветра устанавливают по флюгеру (рис. 22). Флюгер состоит из флюгарки, указателя сторон горизонта, металлической пластинки и дуги со штифтами. Флюгарка свободно вращается на вертикальной оси и устанавливается по ветру. По ней и указателю сторон горизонта определяется направление ветра. Скорость ветра устанавливается по отклонению металлической пластинки от вертикального положения до одного из штифтов дуги. Флюгер на метеорологических станциях устанавливается на высоте 10-12 м над земной поверхностью.

Для более точного измерения скорости ветра используют специальный прибор - анемометр (рис. 23).

Обычная скорость ветра у земной по­верхности составляет 4-8 м/с, и она ред­ко превышает 11 м/с (рис.24). Однако бывают ве­тры разрушительной силы - это штормы (скорость ветра более 18 м/с) и ураганы (более 29 м/с). Скорость ветра в тропиче­ских ураганах достигает 65 м/с, а при от­дельных порывах - даже до 100 м/с. Очень слабый ветер (со скоростью не более 0,5 м/с) или безветрие называется штилем. (При каких условиях наблюдается штиль?)

Скорость ветра, как и направление, постоянно меняется, как во времени, так и в пространстве. Характер движения воздуха можно увидеть, наблюдая за падением снежинок при ветре. Снежинки совершают беспорядочные движения: то взлетают вверх, то опускаются, то описывают сложные петли.

Наглядное представление о повто­ряемости ветров за определенное вре­мя (месяц, сезон, год) дает роза вет­ров (рис. 25). Строят ее следующим образом: проводят восемь главных направле­ний горизонта и на каждом по при­нятому масштабу откладывают повто­ряемость соответствующего ветра. Для этого берутся средние многолетние данные. Концы получен­ных отрезков соединяются. В центре (кружке) указывается по­вторяемость штилей.

? Проверь себя

Что такое ветер и как он возникает? От чего зависит скорость ветра? Установите соответствие между скоростью ветра и его характеристикой: 1) 0,6-1,7 м/с а) ураган 2) более 29,0 м/с б) тихий ветер 3) 9,9-12,4 м/с в) сильный ветер г) слабый ветер Определите, откуда и куда будет дуть ветер: 775 мм 761 мм 753 мм 760 мм 748 мм 758 мм *Как Вы думаете, откуда появилось пожелание «Попутного ветра!»? *По рисунку «Роза ветров для Минска» определите преобладающие ветры для нашей столицы. Подумайте, в какой части города или ее окрестностях лучше всего строить промышленные предприятия для сохранения чистоты воздуха в городе. Обоснуйте ответ. Практические задание Постройте розу ветров по следующим данным января (указывается повторяемость ветров в %): С-7, С-В-6, В-11, Ю-В-10, Ю-13, Ю-З-20, З-18, С-З-9, Штиль-6.

Это интересно

Сильные ветры вызывают большое разрушение на суше и волнение на море. В мощных атмосферных вихрях (смерчах) скорость ветра достигает 100 м/с. Они поднимают и перемещают автомобили, здания, мосты. Особенно разрушительные смерчи (торнадо) наблюдаются в США (рис.26). Ежегодно отмечается от 450 до 1500 торнадо с числом жертв в среднем около 100 человек.

Ветер представляет собой движение воздуха в горизонтальном направлении вдоль земной поверхности. В какую сторону он дует, зависит от распределения зон давления в атмосфере планеты. В статье рассматриваются вопросы, связанные со скоростью и направлением ветра.

Пожалуй, редким явлением в природе будет абсолютно тихая погода, поскольку постоянно можно ощущать, что дует легкий ветерок. С древних времен человечество интересовало направления движения воздуха, поэтому был изобретен так называемый флюгер или ветреник. Прибор представляет собой стрелку, свободно вращающуюся на вертикальной оси под воздействием силы ветра. Она указывает его направление. Если определить точку на горизонте, откуда дует ветер, тогда линия, проведенная между этой точкой и наблюдателем, покажет направление движения воздуха.

Чтобы наблюдатель мог передать другим людям информацию о ветре, используют такие понятия, как север, юг, восток, запад и различные их комбинации. Поскольку совокупность всех направлений образует окружность, то словесная формулировка также дублируется соответствующим значением в градусах. Например, северный ветер означает 0 o (синяя стрелка компаса показывает точно на север).

Понятие о розе ветров

Говоря о направлении и скорости движения воздушных масс, следует сказать несколько слов о розе ветров. Она представляет собой круг, на котором изображены линии, показывающие, как движутся потоки воздуха. Первые упоминания об этом символе обнаружены в книгах латинского философа Плиния Старшего.

Весь круг, отражающий возможные горизонтальные направления поступательного движения воздуха, на розе ветров разделен на 32 части. Основными из них являются север (0 o или 360 o), юг (180 o), восток (90 o) и запад (270 o). Полученные четыре доли круга делятся далее, образуя северо-запад (315 o), северо-восток (45 o), юго-запад (225 o) и юго-восток (135 o). Полученные 8 частей круга снова делятся каждая пополам, что образует дополнительные линии на розе ветров. Поскольку в итоге получается 32 линии, то угловое расстояние между ними оказывается равным 11,25 o (360 o /32).

Отметим, что отличительной особенностью розы ветров является изображение геральдической лилии, расположенной над значком севера (N).

Откуда дует ветер?

Горизонтальные перемещения больших воздушных масс всегда осуществляются из областей высокого давления в зоны с меньшей плотностью воздуха. При этом ответить на вопрос, какая скорость ветра, можно, изучив расположение на географической карте изобар, то есть широких линий, в пределах которых давление воздуха является неизменным. Скорость и направление перемещения воздушных масс определяется двумя основными факторами:

• Ветер всегда дует из областей, где стоит антициклон, в области, которые покрывает циклон. Понять это можно, если вспомнить, что в первом случае идет речь о зонах повышенного давления, а во втором случае - пониженного.
• Скорость ветра находится в прямой пропорциональности от расстояния, которое разделяет две соседние изобары. Действительно, чем больше это расстояние, тем слабее будет ощущаться перепад давления (в математике говорят градиент), а значит, поступательное движение воздуха будет более медленным, чем в случае малых расстояний между изобарами и больших градиентов давления.

Факторы, влияющие на скорость ветра

Один из них и самый главный уже был озвучен выше - это градиент давления между соседними воздушными массами.

Помимо этого средняя скорость ветра зависит от рельефа поверхности, над которой он дует. Любые неровности этой поверхности значительно сдерживают поступательное движение масс воздуха. Например, каждый, кто хотя бы один раз был в горах, должен был заметить, что у подножия ветра слабые. Чем выше забираться по склону горы, тем сильнее ощущается ветер.

По той же причине ветра сильнее дуют над морской гладью, чем над сушей. Она часто изъедена оврагами, покрыта лесами, холмами и горными цепями. Все эти неоднородности, которых нет над морями и океанами, замедляют любые порывы ветра.

Высоко над поверхностью земли (порядка нескольких километров) нет никаких препятствий для горизонтального перемещения воздуха, поэтому скорость ветра в верхних слоях тропосферы является большой.

Еще один фактор, который важно учитывать при разговоре о скоростях перемещения масс воздуха, это сила Кориолиса. Порождается она за счет вращения нашей планеты, а поскольку атмосфера обладает инерционными свойствами, то любые перемещения в ней воздуха испытывают отклонение. Ввиду того, что Земля вращается с запада на восток вокруг собственной оси, то действие Кориолисовой силы приводит к отклонению ветра вправо в северном полушарии, и влево в южном.

Любопытно, но указанный эффект Кориолисовой силы, который является незначительным в низких широтах (тропики), оказывает сильное влияние на климат этих зон. Дело в том, что замедление скорости ветра в тропиках и на экваторе, компенсируется усилением восходящих потоков. Последние же, в свою очередь, приводят к интенсивному образованию кучевых облаков, являющихся источниками сильных тропических ливней.

Прибор для измерения скорости ветра

Им является анемометр, который представляет собой три чашечки, расположенные под углом 120 o относительно друг друга, и закрепленные на вертикальной оси. Принцип действия анемометра достаточно прост. Когда ветер дует, то чашечки испытывают на себе его давление и начинают вращаться на оси. Чем сильнее давление воздуха, тем быстрее они вращаются. Измерив скорость этого вращения, можно точно определить скорость ветра в м/c (метрах в секунду). Современные анемометры снабжены специальными электрическими системами, которые самостоятельно вычисляют измеряемую величину.

Прибор скорости ветра на основе вращения чашечек не является единственным. Существует еще один простой инструмент, который называется трубкой Пито. Этот прибор измеряет динамическое и статическое давление ветра, по разности которых можно точно вычислить его скорость.

Шкала Бофорта

Информация о скорости ветра, выраженная в метрах в секунду или километрах в час, для большинства людей - и особенно для моряков - мало о чем говорит. Поэтому в XIX веке английский адмирал Фрэнсис Бофорт предложил для оценки использовать некоторую эмпирическую шкалу, которая состоит из 12-бальной системы.

Чем выше балл по шкале Бофорта, тем сильнее дует ветер. Например:

• Цифра 0 соответствует абсолютному штилю. При нем ветер дует со скоростью, не превышающей 1 мили в час, то есть менее 2 км/ч (менее 1 м/с).
• Середина шкалы (цифра 6) соответствует сильному бризу, скорость которого достигает 40-50 км/ч (11-14 м/с). Такой ветер способен поднимать большие волны на море.
• Максимум по шкале Бофорта (12) - это ураган, скорость которого превышает 120 км/ч (более 30 м/с).

Основные ветра на планете Земля

Их в атмосфере нашей планеты принято относить к одному из четырех типов:

• Глобальные. Образуются в результате различной способности континентов и океанов нагреваться от солнечных лучей.
• Сезонные. Эти ветра изменяются в зависимости сезона года, который определяет, какое количество солнечной энергии получает определенная зона планеты.
• Локальные. Они связаны с особенностями географического положения и рельефа рассматриваемой местности.
• Вращающиеся. Это самые сильные движения воздушных масс, которые приводят к образованию ураганов.

Почему важно изучать ветра?

Помимо того, что информация о скорости ветра включена в прогноз погоды, который учитывает каждый житель планеты в своей жизни, движение воздуха играет большую роль в ряде природных процессов.

Так, он является носителем пыльцы растений и участвует в распространении их семян. Кроме того, ветер - это один из основных источников эрозии. Его разрушающий эффект сильнее всего проявляется в пустынях, когда в течение суток рельеф местности меняется кардинальным образом.

Не следует также забывать, что ветер - это энергия, которую люди используют в хозяйственной деятельности. По общим оценкам, ветровая энергия составляет около 2% от всей солнечной энергии, падающей на нашу планету.

Принята для использования в международной синоптической практике. Первоначально в ней не указывалась скорость ветра (добавлена в 1926 году). В 1955 году , чтобы различать ураганные ветра разной силы, Бюро погоды США расширило шкалу до 17 баллов.

Стоит отметить что высота волн в шкале приведена для открытого океана, а не прибрежной зоны.

Баллы Бофорта	Словесное определение силы ветра	Средняя скорость ветра, м/с	Средняя скорость ветра, км/ч	Средняя скорость ветра, узлов	Действие ветра
					на суше	на море
0	Штиль	0-0,2	< 1	0-1	Безветрие. Дым поднимается вертикально, листья деревьев неподвижны	Зеркально гладкое море
1	Тихий	0,3-1,5	1-5	1-3	Направление ветра заметно по относу дыма, но не по флюгеру	Рябь , пены на гребнях волн нет. Высота волн до 0,1 м
2	Легкий	1,6-3,3	6-11	3,5-6,4	Движение ветра ощущается лицом, шелестят листья, приводится в движение флюгер	Короткие волны максимальной высотой до 0,3 м, гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными
3	Слабый	3,4-5,4	12-19	6,6-10,1	Листья и тонкие ветви деревьев всё время колышутся, ветер развевает лёгкие флаги	Короткие, хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют стекловидную пену. Изредка образуются маленькие барашки. Средняя высота волн 0,6 м
4	Умеренный	5,5-7,9	20-28	10,3-14,4	Ветер поднимает пыль и мусор, приводит в движение тонкие ветви деревьев	Волны удлинённые, барашки видны во многих местах. Максимальная высота волн до 1,5 м
5	Свежий	8,0-10,7	29-38	14,6-19,0	Качаются тонкие стволы деревьев, движение ветра ощущается рукой	Хорошо развитые в длину, но не крупные волны, максимальная высота волн 2,5 м, средняя - 2 м. Повсюду видны белые барашки (в отдельных случаях образуются брызги)
6	Сильный	10,8-13,8	39-49	19,2-24,1	Качаются толстые сучья деревьев, гудят телеграфные провода	Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные площади, вероятны брызги. Максимальная высота волн - до 4 м, средняя - 3 м
7	Крепкий	13,9-17,1	50-61	24,3-29,5	Качаются стволы деревьев	Волны громоздятся, гребни волн срываются, пена ложится полосами по ветру. Максимальная высота волн до 5,5 м
8	Очень крепкий	17,2-20,7	62-74	29,7-35,4	Ветер ломает сучья деревьев, идти против ветра очень трудно	Умеренно высокие длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по направлению ветра. Максимальная высота волн до 7,5 м, средняя - 5,5 м
9	Шторм	20,8-24,4	75-88	35,6-41,8	Небольшие повреждения, ветер начинает разрушать крыши зданий	Высокие волны (максимальная высота - 10 м, средняя - 7 м). Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн начинают опрокидываться и рассыпаться в брызги, которые ухудшают видимость
10	Сильный шторм	24,5-28,4	89-102	42,0-48,8	Значительные разрушения строений, ветер вырывает деревья с корнем	Очень высокие волны (максимальная высота - 12,5 м, средняя - 9 м) с длинными загибающимися вниз гребнями. Образующаяся пена выдувается ветром большими хлопьями в виде густых белых полос. Поверхность моря белая от пены. Сильный грохот волн подобен ударам
11	Жестокий шторм	28,5-32,6	103-117	49,0-56,3	Большие разрушения на значительном пространстве. Наблюдается очень редко.	Видимость плохая. Исключительно высокие волны (максимальная высота - до 16 м, средняя - 11,5 м). Суда небольшого и среднего размера временами скрываются из вида. Море всё покрыто длинными белыми хлопьями пены, располагающимися по ветру. Края волн повсюду сдуваются в пену
12	Ураган	> 32,6	> 117	> 56	Огромные разрушения, серьезно повреждены здании, строении и дома, деревья вырваны с корнями, растительность уничтожена. Случай очень редкий.	Исключительно плохая видимость. Воздух наполнен пеной и брызгами. Море всё покрыто полосами пены
13
14
15
16
17

См. также

Ссылки

• Описание шкалы Бофорта с фотографиями состояния морской поверхности .

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Шкала Бофорта" в других словарях:

- (Beaufort scale) в начале XIX в. английский адмирал Бофорт предложил определять силу ветра по той парусности, которую в момент наблюдения может нести само данное судно или другие парусные суда в его видимости, и оценивать эту силу баллами шкалы,… … Морской словарь

Условная шкала для визуальной оценки силы (скорости) ветра, основанной на его воздействии на наземные предметы или на водную поверхность. Используется преимущественно при судовых наблюдениях. Имеет 12 баллов: 0 штиль (0 0,2 м/с), 4 умеренный… … Словарь черезвычайных ситуаций

шкала Бофорта - Шкала для определения силы ветра, основанная на визуальной оценке состояния моря, выражается в баллах от 0 до 12 … Словарь по географии

шкала Бофорта - 3.33 шкала Бофорта: Двенадцатибалльная шкала, принятая Всемирной метеорологической организацией для приближенной оценки скорости ветра по его воздействию на наземные предметы или по волнению в открытом море. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Шкала для определения силы ветра по визуальной оценке, основанной на действии ветра на состояние моря или на наземные предметы (деревья, здания и др.). Используется преимущественно при наблюдениях с морских судов. Принята в 1963 г. Всемирной… … Географическая энциклопедия

ШКАЛА БОФОРТА - условная шкала в баллах в виде таблицы для выражения скорости (силы) ветра по его действию на наземные предметы, по волнению на море и способности ветра приводить в движение парусные суда. Шкала предложена в 1805 1806 гг. британским адмиралом Ф.… … Словарь ветров

ШКАЛА БОФОРТА - система оценки силы ветра. Предложена английским гидрографом Ф. Бофортом в 1806 г. Основывается на зрительном восприятии действия ветра на водную поверхность, дым, флаги, надстройки судна, на берег, сооружения. Оценка производится в баллах… … Морской энциклопедический справочник

Шкала Бофорта - условная шкала в баллах от 0 до 12 для визуальной оценки силы (скорости) ветра в баллах по волнению на море или по действию иа наземные предметы: 0 штнль (безветрие 0 0,2 м/с); 4 умеренный ветер (5,5 7,9 м/с); 6 сильный ветер (10,8 13,8 м/с); 9… … Словарь военных терминов

ШКАЛА БОФОРТА - В управлении ущербом: условная шкала для визуальной оценки и записи силы (скорости) ветра в баллах или волнения на море. Была разработана и предложена английским адмиралом Френсисом Бофортом в 1806 г. С 1874 г. принята для использования в… … Страхование и управление риском. Терминологический словарь

Шкала Бофорта двенадцатибалльная шкала, принятая Всемирной метеорологической организацией для приближенной оценки скорости ветра по его воздействию на наземные предметы или по волнению в открытом море. Средняя скорость ветра указывается на… … Википедия