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.

Шкалу силы ветра в 1806 год упридумал английский адмирал и гидрограф Ф.Бофорт. Он предложил определять силу ветра по той парусности, какую в данный момент может нести судно. Когда парусов на флоте осталось немного, стали поступать иначе, смотреть, какая у ветра скорость : сколько миль в час или сколько метров в секунду. Но баллы, предложенные Бофортом для характеристики ветра, остались. Этих баллов двенадцать (вернее, тринадцать, так как шкала начинается не с одного балла, а с ноля).
Цифровые значения этих баллов в России и за границей слегка различаются. Например, у нас считается, что шесть баллов - это ветер при скорости от 9,9 до 12,4 метров в секунду, а в других странах — от 10,8 до 13,8 метров в секунду ()

0 баллов . От полного безветрия до полуметра в секунду. Вода зеркально-гладкая. Штиль.

1 балл. Тихий ветер. От полуметра до полутора метров в секунду. На воде рябь.

2 балла . Легкий ветер. От полутора до трех с половиной метров в секунду. Появляются гребешки небольших волн.

3 балла . Слабый ветер. (Это официальное название, а вообще-то дует очень даже заметно). От трех с половиной до пяти с половиной метров в секунду. Небольшие гребни волн начинают опрокидываться, хотя пена еще не белая, а прозрачная. Флаги и вымпелы развеваются, дым над трубами сильно вытягивается по ветру.

4 балла . Умеренный ветер. От пяти с половиной до восьми метров в секунду. Несмотря на "умеренность" такого ветра экипажам швертботов и шлюпок надо быть очень внимательными — для них это уже серьезная погода. На волнах появляются "барашки". Вымпелы вытягиваются по ветру.

5 баллов . Свежий ветер. От восьми до одиннадцати метров в секунду. Потоки воздуха переносят по берегу легкие предметы, вытягиваются по ветру большие флаги, "барашки" на волнах уже повсюду. А матросам на швертботах и шлюпках приходится вовсю заниматься откренкой.

6 баллов . Сильный ветер. От одиннадцати до тринадцати с половиной метров. В стоячем такелаже слышится гудение. Появляются волны значительной высоты, ветер срывает с гребней пену. Экипажам небольших яхт надо очень крепко подумать, прежде чем выходить в такую погоду на воду. А если уж возникла крайняя необходимость, возьмите на парусах рифы.

7 баллов . Крепкий ветер. От тринадцати с половиной до шестнадцати метров в секунду. Пена вытягивается полосами по склонам волн. Свист в снастях делается сильнее, возникают затруднения при ходьбе против ветра.

8 баллов . От шестнадцати до девятнадцати метров в секунду. Очень крепкий ветер. Всякое движение против ветра затрудняется. Длинные полосы пены срываются с гребней и покрывают склоны волн до самых их подошв.

9 баллов . Шторм. Скорость ветра от девятнадцати до двадцати двух метров в секунду. Поверхность бушующих волн становится белой от пены, только местами видны свободные от этой штормовой белизны участки.

10 баллов . Сильный шторм. Ветер от двадцати двух до двадцати пяти метров в секунду. Море бушует, в воздухе водяная пыль и брызги, видимость ухудшена, возможны повреждения в оснастке и надстройках больших судов.

11 баллов . Жестокий шторм. Воздух мчится со скоростью от двадцати пяти до тридцати метров в секунду. Поверхность моря вся под слоем пены. Возможны значительные разрушения на судне.

12 баллов . Ураган. Скорость ветра свыше тридцати метров в секунду (по российской шкале — свыше двадцати девяти). Ветер производит опустошительные разрушения.

Те, кто хотят получить более точные данные о шкале Бофорта, пусть заглянут в толстые морские словари и справочники. Впрочем, не так уж важны числа, когда ветер рвет такелаж, а волны хлещут через борт. Главное — благополучно вернуться из плавания.

Сравнительная таблица силы ветра

Многие задаются вопросом: при какой скорости ветра не летают самолеты? Действительно, есть определенные ограничения по скорости. По сравнению со скоростью движения воздушного судна, которая достигает 250 м/c, даже сильный ветер со скоростью 20 м/c не помешает самолету во время полета. Однако боковой ветер может помешать авиалайнеру, когда тот перемещается с меньшей скоростью, а именно в момент взлета или посадки. Поэтому при таких условиях не взлетают самолеты. Воздушные потоки влияют на скорость воздушного судна, направление движения, а также на длину пробега и разбега. В атмосфере эти потоки присутствуют на всех высотах. Такое движение воздуха по отношению к летящему авиалайнеру представляет собой переносное движение. Если дует сильный ветер, направление движения авиалайнера по отношению к земле не совпадает с продольной осью воздушного судна. Сильные воздушные потоки могут сносить самолет с курса.

Авиалайнеры всегда совершают посадку и взлет против направления ветра. В случае взлета или посадки при попутном ветре длина разбега и пробега значительно увеличивается. При взлете или посадке авиалайнер проникает в нижний слой атмосферы так быстро, что летчик не успевает отреагировать на изменение ветра. Если он не будет знать о резком усилении или, наоборот, ослаблении воздушных потоков в нижних слоях атмосферы, это чревато авиакатастрофой.

Во время взлета, когда авиалайнер набирает высоту, он попадает в зону сильного встречного ветра. С набором высоты увеличивается подъемная сила воздушного судна. Причем увеличение происходит быстрее, чем это может проконтролировать летчик. Траектория полета при этом может оказаться выше расчетной. Если наблюдается резкое усиление ветра, это может стать причиной того, что авиалайнер попадет на закритический угол атаки. Это может привести к срыву воздушного потока и столкновению с поверхностью земли.

Как правило, допустимая максимальная сила ветра определяется для каждого самолета индивидуально в зависимости от специфики его конкретных характеристик и технических возможностей. Устанавливает максимальную скорость ветра, при которой можно осуществлять взлет или посадку, производитель авиалайнера. Точнее, производитель устанавливает две максимальные скорости: попутную и боковую. Попутная скорость для большинства современных авиалайнеров одинакова. При взлете и посадке попутная скорость не должна превышать 5 м/с. Что касается боковой скорости, то для каждого авиалайнера она различна:

• для самолетов ТУ-154 – 17 м/с;
• для АН-24 – 12 м/с;
• для ТУ-134 – 20 м/с.

В среднем для авиалайнеров устанавливается максимальная боковая скорость 17 м/с . При большей скорости подавляющее большинство самолетов не взлетают. Если в зоне прилета наблюдается резкое усиление ветра, скорость которого превышает допустимые показатели, самолеты не садятся в этом аэропорту, а совершают аварийную посадку на другой ВПП, где условия позволяют авиалайнеру безопасно приземлиться.

Отвечая на вопрос, при каком ветре не летают самолеты, можно с уверенностью сказать, что при скорости более 20 м/c, если ветер дует перпендикулярно ВПП, взлет не может быть осуществлен. Такой сильный ветер связан с прохождением мощных циклонов. Ниже вы можете посмотреть видео посадки самолета при сильном боковом ветре, чтобы увидеть, насколько это сложно сделать даже профессиональному опытному летчику с большим стажем. Особую опасность в данном случае представляет порывистый ветер в нижних слоях атмосферы. Он может начать дуть в самый неподходящий момент, образовав большой крен, который представляет огромную опасность для самолета.

Боковой ветер опасен тем, что требует от летчика определенных действий, которые совершить очень сложно. В авиации есть такое понятие, как «угол сноса». Этот термин означает величину угла, на который авиалайнер отклоняется от заданного направления из-за ветра. Чем сильнее ветер, тем больше этот угол. Соответственно, тем больше усилий требуется приложить пилоту, чтобы развернуть авиалайнер на этот угол в обратную сторону. Пока воздушное судно находится в полете, даже такой сильный ветер не вызывает никаких проблем. Но как только самолет соприкасается с поверхностью взлетно-посадочной полосы, авиалайнер обретает сцепление и начинает двигаться в направлении, параллельном своей оси. В этот момент летчик должен резко изменить направление движения авиалайнера, что очень непросто.

Что касается проблемы сильного попутного ветра, она легко решается сменой рабочего порога взлетно-посадочной полосы. Однако такая возможность есть не у каждого аэровокзала. Например, Сочи и Геленджик лишены такой возможности. Если сильный ветер дует в сторону моря, посадка может быть осуществлена, а вот взлет при таких условиях небезопасный. То есть посадка самолета при сильном ветре возможна, но далеко не во всех случаях.

Состояние ВПП

Даже если скорость ветра позволяет совершать взлет или посадку, учитывается еще целый ряд факторов, которые могут повлиять на окончательное решение. В частности, помимо погодных условий, видимости, учитывается состояние взлетно-посадочной полосы. Если она покрылась льдом, посадка или взлет не могут быть осуществлены. В авиации есть такой термин, как «коэффициент сцепления». Если этот показатель ниже 0.3, данная взлетно-посадочная полоса не годится для осуществления посадки или взлета и нуждается в очистке. Если снижение коэффициента сцепления произошло из-за сильного снегопада, при котором очистка невозможна, закрывают весь аэропорт, пока погода не наладится. Такой перерыв в работе может длиться несколько часов.

Как принимают решение на взлет?

Такое решение должен принимать командир авиалайнера. Для этого прежде всего он должен ознакомиться с метеорологическими данными по аэроузлам вылета, посадки и запасным аэропортам. Для этого используются прогнозы METAR и TAF. Первый прогноз выпускается для всех аэропортов каждые полчаса. Второй предоставляется каждые 3-6 часов. В таких прогнозах отражается вся значимая информация, которая может оказать влияние на решение о взлете или отмене рейса. В частности, в таких прогнозах есть данные о скорости ветра и ее изменениях.

Для принятия решения все рейсы условно делятся на 2-часовые и более продолжительные. Если перелет длится менее двух часов, для взлета достаточно, чтобы фактическая погода была приемлемой (выше установленного минимума). Если полет более продолжительный, обязательно дополнительно учитывается прогноз TAF. Если в пункте назначения погодные условия не позволяют осуществить посадку, в некоторых случаях, решение о взлете может быть положительным. Например, если погодные условия в пункте назначения ниже минимума, однако, в непосредственной близости имеются два аэродрома с оптимальными погодными условиями. Но положительное решение и в этих случаях практически никогда не принимают, учитывая опасность такого полета.

Вконтакте

Шкала Бофорта - условная шкала, позволяющая визуально оценить приблизительную силу ветра по его действию на наземные предметы или по волнению на море. Разработана английским адмиралом и гидрографом Фрэнсисом Бофортом (англ. Francis Beaufort ) в 1806 году.

С 1874 года официально принята для использования в международной синоптической практике. С 1926 года к шкале Бофорта дополнительно указывается сила ветра в метрах в секунду на высоте 10 метров от поверхности. В США помимо международной 12-бальной шкалы с 1955 года используется расширенная до 17 баллов шкала, используемая для более точной градации ураганных ветров.

Какой ветер самый сильный, Вы узнаете из этой статьи.

Какой ветер считается сильным?

Существует шкала, по которой определяется сила ветра:

• Скорость ветра 0-5 м/с – слабый поток ветра.
• Скорость ветра 6-14 м/с – умеренный поток ветра.
• Скорость ветра свыше 14 м/с – сильный ветер.
• Скорость ветра от 25 м/с – очень сильный ветер.
• Скорость ветра выше 33 м/с - ураган.

Что такое ветер?

Ветер является движением воздуха касательно земной поверхности. Как правило, имеется в виду горизонтальная составляющая данного движения. И ее можно определить при помощи станционных приборов — флюгера, анемометра и так далее, а в атмосфере скорость и движение ветра исчисляется при помощи шаропилотных наблюдений.

Ветер, как явление, возникает в результате разного уровня атмосферного давления в различных атмосферных точках.

Поскольку давление способно изменяться и по вертикали и по горизонтали, то воздух начинает двигаться под неким углом к поверхности. Но нас интересует только горизонтальная составляющая движения ветра. Ведь вертикальная составляющая данного явления, как правило, очень мала и ее можно определить только в случаи сильной конвекции.

В понятие ветра также рассматривается числовая величина скорости ветра, которая выражается в метрах за секунду, километрах в час, узлах или же условных единицах, направление ветра, откуда и куда дует ветер. Для того, чтобы обозначить направления ветра принято указывать либо румб, либо угол.

Выделяют сглаженную скорость ветра и мгновенную. Сглаженная скорость характеризуется кратким периодом длительности, на протяжении которого осуществляются наблюдения. А мгновенная скорость ветра сильно колеблется и, зачастую, становится выше или ниже, чем сглаженная скорость.