سرعت باد در مقیاس بوفور و متر بر ثانیه

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

باد حرکت هوا در جهت افقی در امتداد سطح زمین است. در کدام جهت می وزد بستگی به توزیع مناطق فشار در جو سیاره دارد. این مقاله به مسائل مربوط به سرعت و جهت باد می پردازد.

پره هواشناسی یا شقایق

شاید یک اتفاق نادر در طبیعت، هوای کاملاً آرام باشد، زیرا همیشه می توانید احساس کنید که نسیم ملایمی در حال وزیدن است. از زمان های قدیم، بشر به جهت حرکت هوا علاقه مند بوده است، به همین دلیل به اصطلاح بادگیر یا شقایق اختراع شد. این دستگاه یک فلش است که تحت تأثیر نیروی باد آزادانه روی یک محور عمودی می چرخد. جهت او را نشان می دهد. اگر نقطه ای را در افق که باد از آنجا می وزد تعیین کنید، خط کشیده شده بین این نقطه و ناظر جهت حرکت هوا را نشان می دهد.

برای اینکه ناظر اطلاعات باد را به افراد دیگر منتقل کند، از مفاهیمی مانند شمال، جنوب، شرق، غرب و ترکیبات مختلف آنها استفاده می شود. از آنجایی که مجموع همه جهات یک دایره را تشکیل می دهد، صورت بندی کلامیهمچنین با مقدار متناظر بر حسب درجه کپی می شود. برای مثال، باد شمالی به معنای 0o (سوزن قطب نما آبی به سمت شمال است).

مفهوم گل رز بادی

در مورد جهت و سرعت حرکت توده های هوا باید چند کلمه در مورد گل رز بادی گفت. این یک دایره با خطوطی است که نحوه جریان هوا را نشان می دهد. اولین ذکر این نماد در کتابهای فیلسوف لاتین پلینی بزرگ یافت شد.

کل دایره، که جهات افقی احتمالی حرکت رو به جلو هوا را منعکس می کند، روی گل رز باد به 32 قسمت تقسیم می شود. اصلی‌ها شمال (0^o یا 360^o)، جنوب (180^o)، شرق هستند (90^o) و غرب (270^o). چهار قسمت حاصل از دایره بیشتر تقسیم می شوند و شمال غربی (315^o)، شمال شرقی (45^o)، جنوب غربی (225) را تشکیل می دهند. o^{) و جنوب شرقی (135}o^{). 8 قسمت حاصل از دایره دوباره به نصف هر یک تقسیم می شود که خطوط اضافی را روی گل رز بادی تشکیل می دهد. از آنجایی که در پایان 32 خط وجود دارد، فاصله زاویه ای بین آنها 11.25}o ⁽³⁶⁰o^{/32) است.}

توجه داشته باشید که ویژگی متمایز گل رز بادی تصویر یک فلور-دلیس است که در بالای علامت شمالی (N) قرار دارد.

باد از کجا می وزد؟

حرکات افقی توده های بزرگ هوا همیشه از مناطق با فشار زیاد به مناطق با چگالی هوا کمتر انجام می شود. در عین حال می توانید با مطالعه به این سوال پاسخ دهید که سرعت باد چقدر استمکان روی نقشه جغرافیایی ایزوبارها، یعنی خطوط وسیعی که فشار هوا در آنها ثابت است. سرعت و جهت حرکت توده های هوا توسط دو عامل اصلی تعیین می شود:

• باد همیشه از مناطقی که پادسیکلون وجود دارد به مناطق تحت پوشش طوفان می وزد. اگر به یاد داشته باشید که در مورد اول در مورد مناطق پرفشار صحبت می کنیم و در مورد دوم - کم. می توانید این را درک کنید.
• سرعت باد متناسب با فاصله ای است که دو ایزوبار مجاور را از هم جدا می کند. در واقع، هر چه این فاصله بیشتر باشد، افت فشار ضعیف‌تر احساس می‌شود (در ریاضیات می‌گویند گرادیان)، به این معنی که حرکت هوا به سمت جلو کندتر از فواصل کوچک بین ایزوبارها و گرادیان‌های فشار زیاد خواهد بود.

عوامل مؤثر بر سرعت باد

یکی از آنها و مهمترین آنها قبلاً در بالا بیان شده است - این گرادیان فشار بین توده های هوای همسایه است.

علاوه بر این، میانگین سرعت باد به توپوگرافی سطحی که روی آن می وزد بستگی دارد. هر گونه بی نظمی در این سطح به طور قابل توجهی مانع از حرکت رو به جلو توده های هوا می شود. به عنوان مثال، هر کسی که حداقل یک بار در کوهستان بوده است باید متوجه شده باشد که بادها در پایین پا ضعیف هستند. هرچه از دامنه کوه بالاتر بروید، باد شدیدتر احساس می شود.

به همین دلیل، بادها روی سطح دریا شدیدتر از روی زمین می وزند. اغلب توسط دره ها، پوشیده از جنگل ها، تپه ها و رشته کوه ها فرسایش می یابد. این همه ناهمگونی که در بالا نیستدریاها و اقیانوس‌ها، وزش باد را کاهش دهید.

در ارتفاع بالای سطح زمین (در حد چند کیلومتر) هیچ مانعی برای حرکت افقی هوا وجود ندارد، بنابراین سرعت باد در تروپوسفر فوقانی زیاد است.

عامل دیگری که هنگام صحبت در مورد سرعت حرکت توده های هوا باید در نظر گرفته شود نیروی کوریولیس است. این به دلیل چرخش سیاره ما ایجاد می شود و از آنجایی که جو دارای ویژگی های اینرسی است، هرگونه حرکت هوا در آن منحرف می شود. با توجه به اینکه زمین از غرب به شرق حول محور خود می چرخد، عمل نیروی کوریولیس منجر به انحراف باد به سمت راست در نیمکره شمالی و به چپ در نیمکره جنوبی می شود..

عجیب است، این اثر نیروی کوریولیس، که در عرض های جغرافیایی پایین (مناطق گرمسیری) ناچیز است، تأثیر زیادی بر آب و هوای این مناطق دارد. واقعیت این است که کاهش سرعت باد در مناطق استوایی و استوا با افزایش جریان های صعودی جبران می شود. دومی به نوبه خود منجر به تشکیل شدید ابرهای کومولوس می شود که منبع بارش های شدید استوایی هستند.

ابزار اندازه گیری سرعت باد

این بادسنج است که از سه فنجان تشکیل شده است که با زاویه 120o نسبت به یکدیگر قرار گرفته و بر روی یک محور عمودی ثابت شده اند. اصل عملکرد بادسنج بسیار ساده است. هنگامی که باد می وزد، فنجان ها فشار آن را تجربه می کنند و شروع به چرخش روی محور می کنند. هرچه فشار هوا قوی‌تر باشد، سریع‌تر می‌چرخند. اندازه گیری شده استبا سرعت این چرخش، می توانید سرعت باد را بر حسب متر بر ثانیه (متر بر ثانیه) به دقت تعیین کنید. بادسنج های مدرن مجهز به سیستم های الکتریکی ویژه ای هستند که به طور مستقل مقدار اندازه گیری شده را محاسبه می کنند.

دستگاه سرعت باد بر اساس چرخش فنجان ها تنها دستگاه نیست. ابزار ساده دیگری به نام لوله پیتوت وجود دارد. این دستگاه فشار باد دینامیکی و ایستا را اندازه گیری می کند که اختلاف بین آنها می تواند به طور دقیق سرعت آن را محاسبه کند.

مقیاس بوفور

اطلاعات مربوط به سرعت باد، که بر حسب متر در ثانیه یا کیلومتر در ساعت بیان می شود، برای اکثر مردم - و به ویژه برای ملوانان - چیز کمی را بیان می کند. بنابراین، در قرن نوزدهم، دریاسالار انگلیسی فرانسیس بوفور پیشنهاد کرد که از مقیاس تجربی برای ارزیابی استفاده شود که از یک سیستم 12 نقطه ای تشکیل شده است.

هر چه مقیاس بوفورت بالاتر باشد، باد شدیدتر می وزد. به عنوان مثال:

• عدد 0 مربوط به آرامش مطلق است. با آن، باد با سرعتی بیش از 1 مایل در ساعت، یعنی کمتر از 2 کیلومتر در ساعت (کمتر از 1 متر بر ثانیه) می وزد.
• وسط مقیاس (شماره 6) مربوط به یک نسیم قوی است که سرعت آن به 40-50 کیلومتر در ساعت (11-14 متر بر ثانیه) می رسد. چنین بادی قادر است امواج بزرگی را روی دریا ایجاد کند.
• بوفور حداکثر (12) طوفانی است که از 120 کیلومتر در ساعت (بیش از 30 متر بر ثانیه) فراتر می‌رود.

بادهای اصلی سیاره زمین

معمولاً در جو سیاره ما به عنوان یکی از چهار نوع طبقه بندی می شوند:

• جهانی. شکل گرفتهدر نتیجه توانایی متفاوت قاره ها و اقیانوس ها برای گرم شدن از پرتوهای خورشید.
• فصلی. این بادها با فصل سال تغییر می‌کنند، که تعیین می‌کند چقدر انرژی خورشیدی یک منطقه خاص از سیاره دریافت می‌کند.
• محلی. آنها با ویژگی های موقعیت جغرافیایی و توپوگرافی منطقه مورد نظر مرتبط هستند.
• چرخش. اینها قوی ترین حرکات توده های هوا هستند که منجر به تشکیل طوفان می شود.

چرا مطالعه بادها مهم است؟

علاوه بر اینکه اطلاعات مربوط به سرعت باد در پیش بینی آب و هوا گنجانده شده است که هر ساکن کره زمین در زندگی خود به آن توجه می کند، حرکت هوا در تعدادی از فرآیندهای طبیعی نقش زیادی دارد.

بنابراین او حامل گرده گیاهان است و در توزیع بذر آنها نقش دارد. علاوه بر این، باد یکی از منابع اصلی فرسایش است. تأثیر مخرب آن در بیابان ها، زمانی که زمین به طور چشمگیری در طول روز تغییر می کند، آشکارتر است.

همچنین نباید فراموش کنیم که باد انرژی است که مردم در فعالیت های اقتصادی از آن استفاده می کنند. بر اساس برآوردهای کلی، انرژی باد حدود 2٪ از کل انرژی خورشیدی را تشکیل می دهد که بر روی سیاره ما می ریزد.