Tuulen nopeus Beaufortin asteikolla ja metriä sekunnissa

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Tuuli on ilman liikettä vaakasuunnassa pitkin maan pintaa. Mihin suuntaan se puh altaa, riippuu painevyöhykkeiden jakautumisesta planeetan ilmakehässä. Artikkeli käsittelee tuulen nopeuteen ja suuntaan liittyviä kysymyksiä.

Tuuliviiri tai anemone

Ehkä harvinainen ilmiö luonnossa on ehdottoman tyyni sää, koska aina voi tuntea kevyen tuulen puh altavan. Muinaisista ajoista lähtien ihmiskunta on ollut kiinnostunut ilman liikkeen suunnasta, joten niin kutsuttu tuuliviiri tai anemone keksittiin. Laite on nuoli, joka pyörii vapaasti pystyakselilla tuulen voiman vaikutuksesta. Hän osoittaa hänen suuntansa. Jos määrität horisontin pisteen, josta tuuli puh altaa, tämän pisteen ja tarkkailijan väliin vedetty viiva näyttää ilman liikkeen suunnan.

Jotta tarkkailija voi välittää tietoa tuulesta muille ihmisille, käytetään sellaisia käsitteitä kuin pohjoinen, etelä, itä, länsi ja niiden erilaisia yhdistelmiä. Koska kaikkien suuntien kokonaisuus muodostaa ympyrän, sanallinen muotoiluon myös monistettu vastaavalla arvolla asteina. Esimerkiksi pohjoistuuli tarkoittaa 0o (sininen kompassin neula osoittaa suoraan pohjoiseen).

Tuuliruusukonsepti

Puhuttaessa ilmamassojen liikkeen suunnasta ja nopeudesta, muutama sana on sanottava tuuliruususta. Se on ympyrä, jossa on viivat, jotka osoittavat kuinka ilma virtaa. Ensimmäinen maininta tästä symbolista löytyi latinalaisen filosofin Plinius vanhemman kirjoista.

Koko ympyrä, joka heijastaa ilman eteenpäin suuntautuvan liikkeen mahdollista vaakasuuntaa, on jaettu tuuliruusussa 32 osaan. Tärkeimmät ovat pohjoinen (0^o tai 360^o), etelä (180^o), itä (90^o) ja Länsi (270^o). Ympyrän neljä osaa jakautuvat edelleen muodostaen luoteen (315^o), koilliseen (45^o), lounaan (225). o^{) ja kaakkoon (135}o^{). Tuloksena saadut 8 ympyrän osaa jaetaan jälleen puoliksi, mikä muodostaa lisäviivoja tuuliruusulle. Koska lopussa on 32 viivaa, niiden välinen kulmaetäisyys on 11.25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Huomaa, että tuuliruusun erottuva piirre on kuva fleur-de-lisistä, joka sijaitsee pohjoisen merkin (N) yläpuolella.

Mistä tuuli puh altaa?

Suurten ilmamassojen vaakasuuntaiset liikkeet suoritetaan aina korkeapaineisilta alueilta alhaisemman ilmantiheyden alueille. Samalla voit vastata kysymykseen, mikä on tuulen nopeus, tutkimallaisobaarien sijainti maantieteellisellä kartalla, eli leveät viivat, joiden sisällä ilmanpaine on vakio. Ilmamassojen liikenopeus ja suunta määräytyvät kahdella päätekijällä:

• Tuuli puh altaa aina alueilta, joilla on antisykloni, syklonin peittämille alueille. Voit ymmärtää tämän, jos muistat, että ensimmäisessä tapauksessa puhumme korkean paineen vyöhykkeistä ja toisessa tapauksessa - matalasta.
• Tuulen nopeus on suoraan verrannollinen etäisyyteen, joka erottaa kaksi vierekkäistä isobaaria. Todellakin, mitä suurempi tämä etäisyys, sitä heikommaksi painehäviö tuntuu (matematiikassa sanotaan gradientti), mikä tarkoittaa, että ilman liike eteenpäin on hitaampaa kuin pienillä isobaarien ja suurten painegradienttien välisillä etäisyyksillä.

Tuulen nopeuteen vaikuttavat tekijät

Yksi niistä ja tärkein on jo todettu yllä - tämä on naapuriilmamassojen välinen painegradientti.

Lisäksi tuulen keskinopeus riippuu sen pinnan topografiasta, jonka yli se puh altaa. Tämän pinnan epätasaisuudet estävät merkittävästi ilmamassojen liikkumista eteenpäin. Esimerkiksi jokaisen, joka on ollut vuoristossa vähintään kerran, olisi pitänyt huomata, että tuulet ovat heikot jalassa. Mitä korkeammalle kiipeät vuorenrinnettä, sitä voimakkaamm alta tuuli tuntuu.

Samasta syystä tuulet puh altavat voimakkaammin meren pinnalla kuin maalla. Se on usein syöpynyt rotkojen, metsien, kukkuloiden ja vuorijonojen peitossa. Kaikki nämä epähomogeenisuudet, jotka eivät ole edellämeret ja v altameret, hidasta tuulenpuuskia.

Korkealla maanpinnan yläpuolella (suuruusluokkaa useita kilometrejä) ilman vaakasuoralle liikkeelle ei ole esteitä, joten tuulen nopeus ylätroposfäärissä on korkea.

Toinen tekijä, joka on tärkeää ottaa huomioon ilmamassojen kulkunopeudesta puhuttaessa, on Coriolis-voima. Se syntyy planeettamme pyörimisen vuoksi, ja koska ilmakehällä on inertiaalisia ominaisuuksia, kaikki ilman liike siinä poikkeaa. Koska maapallo pyörii lännestä itään oman akselinsa ympäri, Coriolis-voiman vaikutus johtaa tuulen poikkeamiseen pohjoisella pallonpuoliskolla oikealle ja etelällä vasemmalle.

Kummallista, tämä Coriolis-voiman vaikutus, joka on mitätön matalilla leveysasteilla (tropiikissa), vaikuttaa voimakkaasti näiden vyöhykkeiden ilmastoon. Tosiasia on, että tuulen nopeuden hidastuminen tropiikissa ja päiväntasaajalla kompensoi lisääntyneet ilmavirrat. Jälkimmäiset puolestaan johtavat voimakkaan kumpupilvien muodostumiseen, jotka ovat voimakkaiden trooppisten sateiden lähteitä.

Tuulinopeuden mittauslaite

Se on tuulimittari, joka koostuu kolmesta kupista, jotka sijaitsevat 120o kulmassa toisiinsa nähden ja jotka on kiinnitetty pystysuoralle akselille. Tuulimittarin toimintaperiaate on melko yksinkertainen. Kun tuuli puh altaa, kupit kokevat sen paineen ja alkavat pyöriä akselin ympäri. Mitä voimakkaampi ilmanpaine on, sitä nopeammin ne pyörivät. MittattuaanTämän pyörimisnopeuden avulla voit määrittää tarkasti tuulen nopeuden m/s (metriä sekunnissa). Nykyaikaiset tuulimittarit on varustettu erityisillä sähköjärjestelmillä, jotka laskevat mitatun arvon itsenäisesti.

Kuppien pyörimiseen perustuva tuulennopeuslaite ei ole ainoa. On toinenkin yksinkertainen työkalu, nimeltään pitot-putki. Tämä laite mittaa dynaamista ja staattista tuulenpainetta, joiden välinen ero voi laskea tarkasti sen nopeuden.

Beaufort-asteikko

Tieto tuulen nopeudesta, ilmaistuna metreinä sekunnissa tai kilometreinä tunnissa, useimmille ihmisille - ja erityisesti purjehtijoille - kertoo vain vähän. Siksi englantilainen amiraali Francis Beaufort ehdotti 1800-luvulla jonkin empiirisen asteikkoa arvioinnissa, joka koostuu 12 pisteen järjestelmästä.

Mitä korkeampi Beaufortin asteikko, sitä voimakkaammin tuuli puh altaa. Esimerkki:

• Numero 0 vastaa ehdotonta rauhallisuutta. Sen avulla tuuli puh altaa nopeudella, joka ei ylitä 1 mph, eli alle 2 km/h (alle 1 m/s).
• Asteikon keskikohta (numero 6) vastaa voimakasta tuulta, jonka nopeus on 40-50 km/h (11-14 m/s). Tällainen tuuli pystyy nostamaan suuria a altoja merellä.
• Beaufort Maximum (12) on hurrikaani, joka ylittää 120 km/h (yli 30 m/s).

Päätuulet planeetalla Maa

Ne luokitellaan yleensä planeettamme ilmakehässä yhteen neljästä tyypistä:

• Maailmanlaajuinen. Muodostuvatseurauksena mantereiden ja v altamerten erilaisesta kyvystä lämmetä auringonsäteistä.
• Kausittainen. Nämä tuulet vaihtelevat vuodenajan mukaan, mikä määrittää, kuinka paljon aurinkoenergiaa tietty planeetan alue saa.
• Paikallinen. Ne liittyvät kyseisen alueen maantieteellisen sijainnin ja topografian erityispiirteisiin.
• Pyörivä. Nämä ovat voimakkaimpia ilmamassojen liikkeitä, jotka johtavat hurrikaanien muodostumiseen.

Miksi on tärkeää tutkia tuulia?

Sen lisäksi, että sääennusteeseen sisältyy tietoa tuulen nopeudesta, jonka jokainen planeetan asukas ottaa huomioon elämässään, ilman liikkeellä on suuri rooli useissa luonnonprosesseissa.

Joten, hän on kasvien siitepölyn kantaja ja osallistuu niiden siementen jakeluun. Lisäksi tuuli on yksi tärkeimmistä eroosion lähteistä. Sen tuhoisa vaikutus on voimakkain autiomaassa, kun maasto muuttuu dramaattisesti päivän aikana.

Emme saa myöskään unohtaa, että tuuli on energiaa, jota ihmiset käyttävät taloudellisessa toiminnassa. Yleisten arvioiden mukaan tuulienergia muodostaa noin 2 % kaikesta planeetallemme putoavasta aurinkoenergiasta.