Windsnelheid in schaal van Beaufort en meter per seconde

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Wind is de beweging van lucht in horizontale richting langs het aardoppervlak. In welke richting het waait, hangt af van de verdeling van drukzones in de atmosfeer van de planeet. Het artikel behandelt problemen met betrekking tot windsnelheid en -richting.

Weerwijzer of anemoon

Misschien komt het zelden voor in de natuur dat het absoluut kalm weer is, omdat je altijd kunt voelen dat er een licht briesje waait. Sinds de oudheid is de mensheid geïnteresseerd in de richting van luchtbeweging, dus werd de zogenaamde windwijzer of anemoon uitgevonden. Het apparaat is een pijl die onder invloed van windkracht vrij rond een verticale as draait. Ze wijst zijn richting. Als je het punt op de horizon bepa alt waar de wind vandaan komt, dan geeft de lijn tussen dit punt en de waarnemer de richting van de luchtbeweging aan.

Om een waarnemer informatie over de wind door te geven aan andere mensen, worden concepten als noord, zuid, oost, west en hun verschillende combinaties gebruikt. Omdat het geheel van alle richtingen een cirkel vormt, is de verbale formuleringwordt ook gedupliceerd met de overeenkomstige waarde in graden. Noordenwind betekent bijvoorbeeld 0o(de blauwe kompasnaald wijst naar het noorden).

Windroos concept

Sprekend over de richting en snelheid van beweging van luchtmassa's, moeten een paar woorden worden gezegd over de windroos. Het is een cirkel met lijnen die laten zien hoe lucht stroomt. De eerste vermelding van dit symbool werd gevonden in de boeken van de Latijnse filosoof Plinius de Oudere.

De hele cirkel, die de mogelijke horizontale richtingen van de voorwaartse beweging van lucht weerspiegelt, is verdeeld in 32 delen op de windroos. De belangrijkste zijn noord (0^o of 360^o), zuid (180^o), oost (90^o) en West (270^o). De resulterende vier delen van de cirkel worden verder verdeeld en vormen het noordwesten (315^o), noordoosten (45^o), zuidwesten (225o^{) en zuidoosten (135}o^{). De resulterende 8 delen van de cirkel worden elk opnieuw in tweeën gedeeld, wat extra lijnen op de windroos vormt. Aangezien er 32 lijnen aan het einde zijn, is de hoekafstand ertussen 11.25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Merk op dat het onderscheidende kenmerk van de windroos de afbeelding is van een fleur-de-lis die zich boven het noordteken (N) bevindt.

Waar komt de wind vandaan?

Horizontale bewegingen van grote luchtmassa's worden altijd uitgevoerd van gebieden met hoge druk naar gebieden met een lagere luchtdichtheid. Tegelijkertijd kun je de vraag beantwoorden, wat is de windsnelheid, door te studerende locatie op een geografische kaart van isobaren, dat wil zeggen grote lijnen waarbinnen de luchtdruk constant is. De snelheid en richting van beweging van luchtmassa's wordt bepaald door twee hoofdfactoren:

• Wind waait altijd van gebieden met een anticycloon naar gebieden die worden bedekt door een cycloon. Je kunt dit begrijpen als je je herinnert dat we het in het eerste geval hebben over zones met hoge druk, en in het tweede geval - laag.
• Windsnelheid is recht evenredig met de afstand tussen twee aangrenzende isobaren. Inderdaad, hoe groter deze afstand, hoe zwakker de drukval zal worden gevoeld (in de wiskunde zeggen ze een gradiënt), wat betekent dat de voorwaartse beweging van lucht langzamer zal zijn dan in het geval van kleine afstanden tussen isobaren en grote drukgradiënten.

Factoren die de windsnelheid beïnvloeden

Een van hen en de belangrijkste is hierboven al geuit - dit is de drukgradiënt tussen naburige luchtmassa's.

Bovendien hangt de gemiddelde windsnelheid af van de topografie van het oppervlak waarover hij waait. Eventuele onregelmatigheden in dit oppervlak belemmeren de voorwaartse beweging van luchtmassa's aanzienlijk. Iedereen die minstens één keer in de bergen is geweest, zou bijvoorbeeld moeten hebben opgemerkt dat de wind aan de voet zwak is. Hoe hoger je de berghelling beklimt, hoe sterker de wind voelt.

Om dezelfde reden waaien de winden sterker over het zeeoppervlak dan over land. Het wordt vaak uitgehold door ravijnen, bedekt met bossen, heuvels en bergketens. Al deze inhomogeniteiten, die niet hierboven zijnzeeën en oceanen, vertraag eventuele windstoten.

Hoog boven het aardoppervlak (in de orde van enkele kilometers) zijn er geen obstakels voor de horizontale beweging van lucht, dus de windsnelheid in de bovenste troposfeer is hoog.

Een andere factor die belangrijk is om te overwegen wanneer we het hebben over de bewegingssnelheid van luchtmassa's, is de Coriolis-kracht. Het wordt gegenereerd door de rotatie van onze planeet, en aangezien de atmosfeer traagheidseigenschappen heeft, wordt elke beweging van lucht daarin afgebogen. Doordat de aarde van west naar oost om haar eigen as draait, leidt de werking van de Coriolis-kracht tot een afwijking van de wind naar rechts op het noordelijk halfrond en naar links op het zuidelijk halfrond.

Vreemd genoeg heeft dit effect van de Coriolis-kracht, dat verwaarloosbaar is op lage breedtegraden (tropen), een sterke invloed op het klimaat van deze zones. Het feit is dat de vertraging van de windsnelheid in de tropen en op de evenaar wordt gecompenseerd door een grotere opwaartse stroming. Deze laatste leiden op hun beurt tot de intense vorming van cumuluswolken, die bronnen zijn van zware tropische buien.

Instrument voor het meten van windsnelheid

Het is een windmeter, die bestaat uit drie kopjes die onder een hoek van 120o ten opzichte van elkaar zijn geplaatst en op een verticale as zijn bevestigd. Het werkingsprincipe van een windmeter is vrij eenvoudig. Wanneer de wind waait, ervaren de kopjes zijn druk en beginnen ze om de as te draaien. Hoe sterker de luchtdruk, hoe sneller ze draaien. hebben gemetende snelheid van deze rotatie, kunt u de windsnelheid nauwkeurig bepalen in m/s (meters per seconde). Moderne windmeters zijn uitgerust met speciale elektrische systemen die onafhankelijk de gemeten waarde berekenen.

Het windsnelheidsapparaat op basis van de rotatie van de bekers is niet de enige. Er is nog een eenvoudig hulpmiddel dat de pitotbuis wordt genoemd. Dit apparaat meet de dynamische en statische winddruk, waarvan het verschil de snelheid nauwkeurig kan berekenen.

Beaufort schaal

Informatie over windsnelheid, uitgedrukt in meter per seconde of kilometer per uur, zegt voor de meeste mensen - en vooral voor zeilers - weinig. Daarom stelde de Engelse admiraal Francis Beaufort in de 19e eeuw voor om een empirische schaal voor evaluatie te gebruiken, die bestaat uit een 12-puntensysteem.

Hoe hoger de schaal van Beaufort, hoe sterker de wind waait. Bijvoorbeeld:

• Het cijfer 0 komt overeen met absolute rust. Hiermee waait de wind met een snelheid van niet meer dan 1 mph, dat wil zeggen minder dan 2 km / u (minder dan 1 m / s).
• Het midden van de schaal (nummer 6) komt overeen met een sterke bries, met een snelheid van 40-50 km/u (11-14 m/s). Zo'n wind kan grote golven op zee opwekken.
• Beaufort Maximum (12) is een orkaan van meer dan 120 km/u (meer dan 30 m/s).

Hoofdwinden op planeet Aarde

Ze worden in de atmosfeer van onze planeet gewoonlijk geclassificeerd als een van de vier typen:

• Globaal. Worden gevormdals gevolg van het verschillende vermogen van continenten en oceanen om door de zonnestralen op te warmen.
• Seizoensgebonden. Deze winden veranderen met het seizoen van het jaar, wat bepa alt hoeveel zonne-energie een bepaald deel van de planeet ontvangt.
• Lokaal. Ze worden geassocieerd met de eigenaardigheden van de geografische ligging en topografie van het gebied in kwestie.
• Roterend. Dit zijn de sterkste bewegingen van luchtmassa's die leiden tot de vorming van orkanen.

Waarom is het belangrijk om winden te bestuderen?

Naast het feit dat informatie over windsnelheid is opgenomen in de weersvoorspelling, waar elke bewoner van de planeet in zijn leven rekening mee houdt, speelt luchtbeweging een grote rol in een aantal natuurlijke processen.

Hij is dus een drager van stuifmeel van planten en is betrokken bij de distributie van hun zaden. Daarnaast is wind een van de belangrijkste bronnen van erosie. Het destructieve effect is het meest uitgesproken in woestijnen, wanneer het terrein gedurende de dag dramatisch verandert.

We mogen ook niet vergeten dat de wind de energie is die mensen gebruiken voor economische activiteiten. Volgens algemene schattingen maakt windenergie ongeveer 2% uit van alle zonne-energie die op onze planeet v alt.