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.

// Классификация силы ветра, волнения на море, и видимости на море

Классификация силы ветра, волнения на море, и видимости на море

Шкала бофорта

0 баллов - штиль
Зеркально гладкое море, практически неподвижное. Волны практически не набегают на берег. Вода больше похожа на тихую заводь озера нежели на морское побережье. Над поверхностью воды может наблюдаться дымка. Край моря сливается с небом так, что границы не видно. Скорость ветра 0-0,2км/час.

1 балл - тихий
На море легкая рябь. Высота волн достигает до 0,1 метра. Море по-прежнему может сливаться с небом. Чувствуется легкий, почти незаметный ветерок.

2 балла - легкий
Небольшие волны, высотой не более 0,3 метра. Скорость ветра 1,6-3,3 м/с, его можно почувствовать лицом. При таком ветре флюгер начинает двигаться.

3 балла - слабый
Скорость ветра 3,4-5,4 м/с. Легкое волнение на воде, изредка появляются барашки. Средняя высота волн до 0,6 метров. Хорошо заметен слабый прибой. Флюгер крутится без частых остановок, колышатся листья на деревьях, флаги и проч.

4 балла - умеренный
Ветер - 5,5 - 7,9 м/с - подымает пыль и мелкие бумажки. Флюгер крутится беспрерывно, гнутся тонкие ветви деревьев. Море неспокойное, во многих местах видны барашки. Высота волн до 1,5 метра.

5 баллов - свежий
Почти все море покрыто белыми барашками. Скорость ветра 8 - 10,7 м/с, высота волны 2 метра. Качаются ветки и тонкие стволы деревьев.

6 баллов - сильный
Море во многих местах покрыто белыми гребнями. Высота волн достигает 4х метров, средняя высота 3 метра. Скорость ветра 10,8 - 13,8 м/с. Гнуться тонкие стволы деревьев, и толстые сучья деревьев, гудят телефонные провода.

7 баллов - крепкий
Море покрыто белыми пенистыми гребнями, которые время от времени срываются ветром с поверхности воды. Высота волн достигает 5,5 метров, средняя высота 4,7 метров. Скорость ветра 13,9 - 17,1 м/с. Качаются средние стволы деревьев, гнутся сучья.

8 баллов - очень крепкий
Сильные волны, на каждом гребне пена. Высота волн достигает 7,5 метров, средняя высота 5,5 метров. Скорость ветра 17,2 - 20 м/с. Идти против ветра трудно, разговаривать практически невозможно. Ломаются тонкие сучья деревьев.

9 баллов - шторм
Высокие волны на море, достигающие 10 метров; средняя высота 7 метров. Скорость ветра 20,8 - 24,4 м/с. Гнутся большие деревья, ломаются средние ветки. Ветер срывает плохо укрепленное покрытие с крыш.

10 баллов - сильный шторм
Море белого цвета. Волны обрушаются на берег или о скалы с грохотом. Максимальная высота волн 12 метров, средняя высота 9 метров. Ветер, со скоростью 24,5 - 28,4 м/с, срывает крыши, значительные повреждения строений.

11 баллов - жестокий шторм
Высокие волны достигают 16 метров, при средней высоте 11,5 метров. Скорость ветра 28,5 - 32,6 м/с. Сопровождается большими разрушениями на суше.

12 баллов - ураган
Скорость ветра 32,6 м/с. Серьезные повреждения капитальных строений. Высота волн более 16 метров.

Шкала волнения моря

В отличие от общепринятой двенадцати бальной системы оценки ветра, оценок волнения на море несколько. Общепринятыми являются британская, американская и русская системы оценивания. Все шкалы базируются на параметре, определяющем среднюю высоту значительных волн (по данным сайта savelyev.info). Этот параметр называется Significance Wave Height (SWH). В американской шкале берутся 30% значительных волн, в британской 10%, в русской 3%. Высота волны считается от гребня (верхняя точка волны) до подошвы (основание впадины).
Ниже представлено описание высоты волн.

0 баллов - штиль
1 балл - рябь (SWH < 0,1 м)
2 балла - слабое волнение (SWH 0,1 - 0,5 м)
3 балла - легкое волнение (SWH 0,5 - 1,25 м)
4 балла - умеренное волнение (SWH 1,25 - 2,5 м)
5 баллов - бурное волнение (SWH 2,5 - 4,0 м)
6 баллов - очень бурное волнение (SWH 4,0 - 6,0 м)
7 баллов - сильное волнение (SWH 6,0 - 9,0 м)
8 баллов - очень сильное волнение (SWH 9,0 - 14,0 м)
9 баллов - феноменальное волнение (SWH > 14,0 м)
В этой шкале не применимо слово "шторм". Так как по ней определяется не сила шторма, а высота волны. Шторм определяется по Бофорту.
Для WH параметра для всех шкал берется именно часть волн (30%, 10%, 3%) потому, что величина волн неодинакова. На определенном временном отрезке присутствуют волны, например, 9 метров, а так же 5, 4 и т.д. Поэтому и была принята для каждой шкалы своя величина SWH, где берется определенный процент самых высоких волн. Приборов для измерения высоты волны не существует. Поэтому и нет точного определения балла. Определение условно.
На морях, как правило, высота волны достигает 5-6 метров в высоту, и до 80 метров в длину.

Шкала дальности видимости

Видимость - это предельное расстояние, с которым днем обнаруживаются предметы, а ночью навигационные огни. Видимость зависит от погодных условий. В метрологии влияние погодных условий на видимость определяется условной шкалой баллов. Это шкала является способом указания прозрачности атмосферы. Различают дневную и ночную дальность видимости. Ниже приведена дневная шкала определения дальности видимости.
До 1/4 кабельтова
Около 46 метров. Очень плохая видимость. Густой туман или пурга.
До 1 кабельтова
Около 185 метров. Плохая видимость. Густой туман или мокрый снег.
2-3 кабельтова
370 - 550 метров. Плохая видимость. Туман, мокрый снег.
1/2 мили
Около 1 км. Дымка, густая мгла, снег.
1/2 - 1 миля
1 - 1,85 км. Средняя видимость. Снег, сильный дождь
1 - 2 мили
1,85 - 3,7 км. Дымка, мгла, дождь.
2 - 5 миль
3,7 - 9,5 км. Легкая дымка, мгла, слабый дождь.
5 - 11 миль
9,3 - 20 км. Хорошая видимость. Виден горизонт.
11 - 27 миль
20 - 50 км. Очень хорошая видимость. Горизонт виден резко.
27 миль
Свыше 50 км. Исключительная видимость. Горизонт виден четко, воздух прозрачный.

1. Сила ветра

Оптимальная скорость параплана составляет 28-35 км/ч. С этими скоростями обычно летают вблизи склона в динамике. Поэтому ветер сильнее 8 м/с считается сильным и не пригодным для полетов. Восходящий поток нужной для парения силы образуется при ветре не менее 3 м/с. (При условии, что ветер дует перпендикулярно склону)

Шкала силы ветра

Вот примерная таблица, соотносящая скорость ветра (в м/с и км/ч) и признаки, позоляющие эту скорость определить "на глазок":

Штиль 0-0 2 0 Полный штиль, дым поднимается вертикально

Тихий 0.3-1.5 1-5 Ветер еле ощутим, дым слабо колеблется

Легкий ветер 1,6-3,3 6-11 Ветер колышет листья деревьев

Слабый ветер 3,4-5,4 12-19 Сильно колышутся листья деревьев, волнения на воде, ветер развевает флаги

Умеренный ветер 5,5-7,9 20-28 Колышутся тонкие ветки деревьев

Свежий ветер 8-10,7 29-38 Качаются ветви, в водоемах движется вода

Сильный ветер 10,8-13,8 39-49 Качаются толстые ветви деревьев, шумит лес

Очень сильный ветер 13,9-17,1 50-61 Гнутся тонкие стволы деревьев, ломаются большие ветви

Штормовой ветер 17,2-20,7 62-74 Гнутся толстые стволы, ломаются большие сучья

Шторм 20,8-22,4 75-88 Шторм ломает слабые деревья, сносит с крыш черепицу

Сильный шторм 24,5-28,4 89-102 Шторм ломает слабые деревья, сносит с крыш черепицу

Ураганный ветер свыше 32,7 свыше 118 Ветер разрушает здания, валит лес, возможны человеческие жертвы

Ураган 28,5-32,6 103-117 Ветер разрушает здания, валит лес, возможны человеческие жертвы

2. Изменение силы ветра.

Скорость движения воздушных слоев над поверхностью земли изменяется: трение о поверхность тормозит приземные слои. Эффект торможения зависит от степени неровности поверхности.

Кроме того, существует эффект увеличения скорости воздушного потока над вершиной холма. Над вершиной происходит сужение воздушного потока со стороны холма и, как следствие, увеличение его скорости (закон Бернулли). Эти два эффекта надо учитывать при планировании полета в динамике и при заходе на посадку. Так же учитывайте, что в провалах, расчленяющих склон (резкое понижение рельефа), воздушный поток ускоряется, а подъемная сила уменьшается. Остерегайтесь таких мест.

Подъемная сила ветра уменьшается по мере отклонения его от перпендикулярного к склону. Чем круче склон, тем более он чувствителен к таким изменениям. Кроме того, на сложном рельефе (например, склон подковообразной формы), изменения ветра даже на 10 градусов может вызвать сильную турбулентность.

Питерским пилотам, летающим в Можайке, надо обратить внимание на полеты на северо-восточном склоне. Даже при небольшом отклонении ветра к северу, юго-восточный склон создает мощную турбулентность, и полеты становятся очень опасными.

4. Термичка

Термальные полеты - это вершина парапланерного спорта. Однако, на небольших склонах, термичка может представлять серьезную опасность. Термик пригоден для обработки (набора высоты) начиная с 50 метров от земли (обычно выше). На малой высоте термичка создает сильную турбулентность, вызывает внезапные сильные порывы ветра. На практике на небольших склонах (ок.30 метров) полеты в термичку возможны при ветре не более 5 м/с. В период солнечной активности обучение сильно затруднено

Кроме того, существует эффект увеличения скорости воздушного потока над вершиной холма. Над вершиной происходит сужение воздушного потока со стороны холма и, как следствие, увеличение его скорости (закон Бернулли). Эти два эффекта надо учитывать при планировании полета в динамике и при заходе на посадку.

Так же учитывайте, что в провалах, расчленяющих склон (резкое понижение рельефа), воздушный поток ускоряется, а подъемная сила уменьшается. Остерегайтесь таких мест.

Скорость ветра можно оценить визуально по его воздействию на окружающие наблюдателя предметы. В 1805 Фрэнсис Бофорт (Francis Beaufort), моряк британского флота, разработал 12-балльную шкалу для характеристики силы ветра на море. позволяет оценивать скорость ветра без использования каких-либо приборов. В 1926 к этой шкале были добавлены оценки скорости ветра на суше. Чтобы различать ураганные ветры разной силы, Бюро погоды США в 1955 расширило шкалу до 17 баллов.

Сегодня 12-балльная принята 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 стандартной высоте 10 метров над открытой ровной поверхностью. Волнение моря тоже характеризуется баллами, но другими; шкала волнения имеет девять баллов. На приводимой здесь таблице баллы волнения сопоставлены с баллами ветра. Параметры волнения даны для открытой акватории, в прибрежной зоне волнение меньше.

Шкала Бофорта таблица

Основы безопасности жизнедеятельности. 7 класс Петров Сергей Викторович

3 УРАГАНЫ, БУРИ, СМЕРЧИ

УРАГАНЫ, БУРИ, СМЕРЧИ

Ураганы Ураганы. – Под этим названием в метеорологии разумеются вообще бури тропических стран, вызываемые прохождением барометрических минимумов или циклонов в тропиках. В частности название У. или орканов (Hurricane) присвоено бурям Антильского моря и Мексиканского

Смерчи Смерчи – Под названием смерчей (также – тромбы или торнадо) известен особый род вихрей, наблюдаемых в теплое время года в нижних слоях атмосферы и отличающихся особыми разрушительными действиями. С. образуются в присутствии особых темных и низких облаков, по

Смерчи (Мировой океан и равнины суши) Мало кому довелось в своей жизни увидеть настоящий смерч, хотя все знают, что это такое, по книгам, кинофильмам или фотографиям. Но те, кто встретился хоть раз с этим грозным явлением природы, никогда не забудут ощущения внутреннего

УРАГАНЫ И СМЕРЧИ

Самые сильные смерчи над Россией и СССР Русское слово «смерч» происходит от слова «сумрак», поскольку смерчи появляются из чёрных грозовых облаков, застилающих небо.Первое упоминание о смерче в России относится к 1406 году. Троицкая летопись сообщает, что под Нижним

Бури (сканд.) - «родитель» - предок богов, отец Бора и дед Одина, возникших из соленых камней, которые лизала корова