Energija vjetra: mjerenje i upotreba. Anemometar - uređaj za mjerenje brzine vjetra
Na meteorološkim stanicama se koristi za određivanje smjera i brzine vjetra na površini zemlje. vane. Postavlja se na visini od 10-12 m iznad površine zemlje. Za određivanje brzine vjetra u polju koristite ručni anemometar. Takođe se široko koriste na meteorološkim stanicama. električni anemometri I anemobometri, kao i registratore za kontinuirano snimanje smjera i brzine vjetra - anemombografi.
Divlje vjetrokaz (stanica)(Sl. 2.11) uređaj se koristi za mjerenje brzine i smjera vjetra.
Slika 2.11. Weathervane Wilda:
1 – metalna ploča (preklopna daska); 2 – luk sa iglama (za određivanje brzine vjetra); 3 – vetrobran sa protivtegom; 4 – spojnica
Tretjakov mjerač vjetra(Sl. 2.12) se koristi za mjerenje smjera i brzine vjetra u poljskim uslovima. Potreba za ovakvim mjerenjima proizilazi iz činjenice da se smjer, a posebno brzina vjetra u poljima može značajno razlikovati od podataka sa lokacije. Tretjakovljev mjerač vjetra svojim djelovanjem podsjeća na vjetrokaz.
Slika 2.12. Tretjakov mjerač vjetra(dostupno prilikom preuzimanja pune verzije udžbenika)
1 – vjetrokaz u obliku valovite zakrivljene ploče; 2 – protivteg; 3 – ploča sa nazivima pravaca odštampanim na donjem dijelu; 4 – metalna ploča u obliku kašike; 5 – protivteg pričvršćen za ploču 4 pod uglom od 76°; 6 – izrez u srednjem delu ploča 4 i 5; 7 – pokazivač u obliku tačke; 8 – nejednaka skala u m/s; 9 – horizontalna osa; 10 – vertikalna šipka
Trenutno se za mjerenje smjera i brzine vjetra koriste daljinski instrumenti - anemorummetri, zasnovani na pretvaranju vrijednosti elemenata vjetra u električne veličine.
Anemorumbometar M-63(Sl. 2.13) se koristi za mjerenje smjera vjetra, trenutne brzine, prosječne brzine u intervalu od deset minuta i maksimalne brzine vjetra između mjerenja.
Slika 2.13. Anemorummetar? - 63(dostupno prilikom preuzimanja pune verzije udžbenika)
1-senzor, 2-indikator smjera vjetra i brzine; 3 – napajanje; 4 – prijemnik vjetra koji bilježi brzinu vjetra, 5 – vjetrokaz
Ručni čašni anemometar MS-13(Slika 2.14) se koristi za mjerenje prosječne brzine vjetra u rasponu od 1 do 20 m/s.
Slika 2.14. Ručni čašni anemometar MS-13(dostupno prilikom preuzimanja pune verzije udžbenika)
1 – prijemnik, gramofon sa četiri hemisfere; 2 – metalna osovina, 3 – žičani okovi za zaštitu od mehaničkih oštećenja; 4 – tijelo; 5 – točkić mehanizma za brojanje; 6 – brava u obliku pokretnog prstena za uključivanje i isključivanje mehanizma, 7 – ušica za provlačenje užeta koji pomiče bravu, 8 – vijak za ugradnju anemometra na drveni stub.
Kontrolna pitanja
1. Koje vazdušne struje obuhvata opšta cirkulacija atmosfere?
2. Šta su vazdušne mase? Koje vrste vazdušne mase Da li se razlikuju po temperaturi?
3. Koje vrste vazdušnih masa se razlikuju na osnovu geografskog položaja njihovog formiranja?
4. Šta su atmosferski frontovi? Koji frontovi se nazivaju toplim, a koji hladnim?
5. Šta je ciklon? Kako nastaje ciklon?
6. Šta je anticiklon? Kakvo je vrijeme u anticiklonu?
7. Uzroci vjetra. Šta karakteriše vetar?
8. Koji vjetrovi se nazivaju lokalnim?
9. Koji instrumenti se koriste za mjerenje brzine i smjera vjetra?
Preuzmite punu verziju udžbenika (sa slikama, formulama, kartama, dijagramima i tabelama) u jednoj datoteci u MS Office Word formatu
Vjetar je kretanje zraka u odnosu na zemljine površine, a to se odnosi na horizontalnu komponentu ovog kretanja. Vjetar je karakteriziran vektorom brzine, ali u praksi brzina označava samo brojčanu vrijednost brzine; smjer vektora brzine naziva se smjer vjetra. Brzina vjetra se izražava u metrima u sekundi, kilometrima na sat i čvorovima (nautičkim miljama na sat). Da biste pretvorili brzinu iz metara u sekundi u čvorove, samo pomnožite broj metara u sekundi sa 2.
Postoji još jedna procjena brzine ili, kako se kaže u ovom slučaju, jačine vjetra u poenima, Beaufortova skala, prema kojoj je cijeli raspon mogućih brzina vjetra podijeljen na 12 gradacija. Ova skala povezuje snagu vjetra s različitim efektima vjetra različite brzine, kao što je stepen neravnine na moru, ljuljanje grana drveća, širenje dima iz dimnjaka. Svaka gradacija brzine vjetra ima poseban naziv (vidi tabelu sa karakteristikama vjetra na Beaufortovoj skali).
Tabela 1. Karakteristike brzine vjetra na Beaufortovoj skali
| Brzina vjetra | Vanjski znakovi | Karakteristike vjetra |
|
| Poeni | gospođa |
||
| 0 | 0 - 0,5 | miran | Potpuno odsustvo vjetra. Dim se diže okomito. |
| 1 | 0,6 - 1,7 | tiho | Dim odstupa od vertikalnog smjera, što vam omogućava da odredite smjer vjetra. Upaljena šibica se ne gasi, ali plamen primetno odstupa |
| 2 | 1,8 - 3,3 | lako | Kretanje zraka može se odrediti po licu. Lišće šušti. Plamen upaljene šibice brzo se gasi. |
| 3 | 3,4 - 5,2 | slab | Primetne su vibracije lišća drveća. Lagane zastavice vijore. |
| 4 | 5,3 - 7,4 | umjereno | Tanke grane se njišu. Podižu se prašina i komadići papira. |
| 5 | 7,5 - 9,8 | svježe | Velike grane se njišu. Talasi se dižu na vodi. |
| 6 | 9,9 - 12,4 | jaka | Velike grane se njišu. Žice bruje. |
| 7 | 12,5 - 19,2 | jaka | Stabla malih stabala se njišu. Talasi se pjene na barama. |
| 8 | 19,3 - 23,2 | oluja | Grane se lome. Ljudsko kretanje protiv vjetra je teško. Opasno za brodove, bušilice i slične objekte. |
| 9 | 23,3 - 26,5 | jaka oluja | Kućne cijevi i crijep su pokidane, a laki objekti oštećeni. |
| 10 | 26,6 - 30,1 | puna oluja | Drveće se čupa i dolazi do značajnog uništavanja lakih zgrada. |
| 11 | 30,2 - 35,0 | oluja | Vjetar uzrokuje velika razaranja lakih zgrada. |
| 12 | više od 35 | Uragan | Vjetar uzrokuje ogromna razaranja |
Da bi potpunije procijenila razaranja uzrokovana jakim vjetrom, američka nacionalna meteorološka služba proširila je Beaufortovu skalu:
12,1 bod, brzina vjetra 35 - 42 m/s. Jaki vjetrovi. Značajna šteta na lakim drvenim zgradama. Neki telegrafski stubovi padaju.
12.2. 42-49 m/s. Do 50% lakih drvenih objekata je uništeno, a na ostalim objektima oštećena su vrata, krovovi i prozori. Oborinska voda je 1,6-2,4 m iznad normalnog nivoa mora.
12.3. 49-58 m/s. Potpuno uništenje svjetionika. U trajnim zgradama su velika oštećenja. Olujni udar je 1,5-3,5 m iznad normalnog nivoa mora. Ozbiljne poplave, oštećenja od vode na zgradama.
12.4. 58-70 m/s. Potpuni nalet drveća. Potpuno uništenje pluća i teška oštećenja trajnih zgrada. Olujni udar je 3,5-5,5 m iznad normalnog nivoa mora. Jaka abrazija obala. Teška oštećenja od vode na donjim spratovima zgrada.
12.5. više od 70 m/s. Mnoge jake građevine ruši vjetar, brzinom od 80-100 m/s - također kamene, brzinom od 110 m/s - skoro sve. Olujni udar iznad 5,5 m Intenzivne štete od poplava.
Brzina vjetra na meteorološkim stanicama mjeri se anemometrima; ako uređaj samosnima, onda se zove anemograf. Anemormbograf određuje ne samo brzinu, već i smjer vjetra u kontinuiranom načinu snimanja. Instrumenti za mjerenje brzine vjetra postavljeni su na visini od 10-15 m iznad površine, a vjetar koji se njima mjeri naziva se vjetar na površini zemlje.
Smjer vjetra se određuje imenovanjem tačke na horizontu odakle vjetar duva ili ugla koji formira smjer vjetra sa meridijanom mjesta odakle vjetar duva, tj. njegov azimut. U prvom slučaju, postoji 8 glavnih smjerova horizonta: sjever, sjeveroistok, istok, jugoistok, jug, jugozapad, zapad, sjeverozapad i 8 srednjih.
8 glavnih pravaca imaju sljedeće skraćenice (ruske i međunarodne): S-S, Yu-S, W-W, E-E, NW-NW, NE-NE, SW-SW, SE-SE.
Ako je smjer vjetra karakteriziran kutom, tada je odbrojavanje od sjevera u smjeru kazaljke na satu. U ovom slučaju, sjever će odgovarati 0 0 (360), sjeveroistok - 45 0, istok - 90 0, jug - 180 0, zapad - 270 0.
Prilikom klimatološke obrade osmatranja vjetra, za svaku tačku se konstruiše dijagram koji predstavlja distribuciju frekvencije smjerova vjetrova duž glavnih smjerova – „ruže vjetrova“.
Od početka polarne koordinate oni crtaju pravac duž tačaka horizonta u segmentima, čije su dužine proporcionalne učestalosti vjetrova u datom smjeru. Krajevi segmenata povezani su isprekidanom linijom. Učestalost smirivanja je označena brojem u centru dijagrama. Prilikom konstruiranja ruže vjetrova, također možete uzeti u obzir prosječnu brzinu vjetra u svakom smjeru množenjem ponovljivosti datog smjera s njim, a zatim će grafikon pokazati u konvencionalnim jedinicama količinu zraka koju nose vjetrovi svakog smjera.
Geostrofni vjetar. Gradijentni vjetar. Geotriptički vetar.
Vjetar nastaje zbog neravnomjerne distribucije atmosferski pritisak, tj. uz prisustvo horizontalnih razlika pritiska. Mjera neravnomjernosti raspodjele pritiska je horizontalni gradijent pritiska. Vazduh teži da se kreće u pravcu ovog gradijenta, dobijajući ubrzanje što je veći gradijent pritiska. Prema tome, horizontalni gradijent pritiska je sila koja daje ubrzanje vazduhu, tj. izazivanje vjetra i mijenjanje njegove brzine. Sve ostale sile koje se javljaju prilikom kretanja zraka mogu samo usporiti kretanje zraka ili ga odvojiti od smjera gradijenta. Utvrđeno je da gradijent od 1 hPa na 100 km stvara ubrzanje od 0,1 cm/s2. Kada bi na zrak djelovala samo sila baričkog gradijenta, tada bi kretanje zraka pod utjecajem te sile bilo ravnomjerno ubrzano, a uz produženo izlaganje zrak bi dobio velike, neograničene brzine. Ali u stvarnosti, druge sile djeluju na zrak, manje-više balansirajući silu gradijenta. To je, prije svega, Coriolisova sila ili sila skretanja Zemljine rotacije. Rotacijsko ubrzanje ili Coriolisovo ubrzanje na Zemlji ima veličinu
A=2wVsin y, (25)
gdje:
w- ugaona brzina rotacija Zemlje,
V - brzina vjetra,
y - geografska širina.
U ovom slučaju mislimo samo na horizontalnu komponentu ubrzanja rotacije. Iz formule je jasno da je ubrzanje najveće na polu i da postaje nula na ekvatoru. Vrijednost Coriolisove sile za vjetar je istog reda veličine kao i ubrzanje stvoreno gradijentom pritiska. Stoga, sila skretanja Zemljine rotacije tokom kretanja vazduha može uravnotežiti silu gradijenta pritiska.
Vjetar, na koji utječu samo sila gradijenta tlaka i Coriolisova sila, naziva se geostrofičnim. Pod uslovom da se sile međusobno uravnotežuju, kretanje vetra je pravolinijsko i ravnomerno. Coriolisova sila na sjevernoj hemisferi usmjerena je pod pravim uglom u odnosu na brzinu udesno, a sila gradijenta jednaka njoj treba biti usmjerena pod pravim uglom u odnosu na brzinu lijevo. Stoga će na sjevernoj hemisferi geostrofski vjetar duvati duž izobara, ostavljajući nizak pritisak na lijevoj strani. Na južnoj hemisferi, geostrofski vjetar puše, ostavljajući nizak pritisak udesno dok je Coriolisova sila usmjerena ulijevo.
U realnim uslovima geostrofni vetar se javlja u slobodnoj atmosferi, na visinama većim od 1 km, kada sila trenja postaje toliko mala da se može zanemariti.
Ako se kretanje zraka odvija bez djelovanja trenja, ali krivolinijsko, onda to znači da se osim sile gradijenta i Coriolisove sile pojavljuje i centrifugalna sila:
C = V 2 /r, (26)
gdje:
V - brzina,
r je polumjer zakrivljenosti putanje zraka koji se kreće.
Centrifugalna sila je usmjerena duž radijusa zakrivljenosti putanje prema van, prema konveksnosti putanje. Ako je kretanje zraka ravnomjerno, tada su sve tri sile uravnotežene. Ovaj teoretski slučaj ravnomjernog kretanja zraka duž kružnih putanja bez utjecaja trenja naziva se gradijentni vjetar. Za gradijentni vjetar moguća su dva slučaja: u ciklonu i u anticiklonu. U ciklonu, tj. u sistemu pritiska sa najnižim pritiskom u centru, centrifugalna sila je uvek usmerena ka spolja, protiv sile gradijenta. U pravilu je centrifugalna sila u stvarnim atmosferskim uvjetima manja od gradijentne sile, pa je za balansiranje djelujućih sila potrebno da Coriolisova sila bude usmjerena na isti način kao i centrifugalna sila, a one zajedno uravnotežuju gradijent sila. Brzina vjetra bi trebala odstupati pod pravim uglom od Coriolisove sile, ulijevo na sjevernoj hemisferi. Vjetar bi trebao puhati duž kružnih izobara ciklona u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, odstupajući od gradijenta tlaka udesno.
U anticikloni centrifugalna sila je usmjerena prema van, prema konveksnosti izobara, tj. isto je i sa jačinom gradijenta. Coriolisova sila mora biti usmjerena unutar anticiklone kako bi se uravnotežile dvije podjednako usmjerene sile - gradijent i centrifugalna. Brzina vjetra mora biti usmjerena tako da vjetar duva u smjeru kazaljke na satu duž kružnih izobara anticiklone. Ali gornja razmatranja se odnose samo na sjevernu hemisferu. IN južna hemisfera, gdje je Coriolisova sila usmjerena lijevo od brzine, gradijent vjetar će odstupiti od gradijenta ulijevo. Stoga je za južnu hemisferu kretanje zraka duž izobara u ciklonu u smjeru kazaljke na satu, a u anticiklonu suprotno. Stvarni vjetar je blizak gradijentu vjetra u ciklonima i anticikloni samo u slobodnoj atmosferi, gdje nema utjecaja trenja.
Trenje u atmosferi je sila koja daje negativno ubrzanje postojećem kretanju zraka, usporava kretanje i mijenja njegov smjer. Sila trenja je najveća u blizini površine zemlje, s visinom se smanjuje i na nivou od 1000 m postaje neznatna u odnosu na druge sile. Visina na kojoj sila trenja praktički nestaje (u prosjeku 1000 m) naziva se nivo trenja; donji sloj troposfere do nivoa trenja naziva se sloj trenja ili planetarni granični sloj.
Zbog trenja, brzina vjetra opada toliko da je na površini zemlje (u visini vjetrokaz) iznad kopna upola manja od brzine geostrofičkog vjetra izračunate za isti gradijent pritiska.
Uniforma pravolinijsko kretanje vazduh u prisustvu trenja naziva se geotriptički vetar. Utjecaj sila trenja dovodi do toga da brzina geotriptičnog vjetra nije usmjerena duž izobara, već ih prelazi, odstupajući od gradijenta udesno (na sjevernoj hemisferi) i ulijevo (na južnoj hemisferi) , ali čineći određeni ugao manji od pravog ugla s njim. U ovom slučaju, brzina vjetra se može razložiti na dvije komponente - duž izobare i duž gradijenta. Kao rezultat toga, u sloju trenja u ciklonu, vjetar će puhati u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, teći od periferije prema centru (na sjevernoj hemisferi) i u smjeru kazaljke na satu također od periferije prema centru (na južnoj hemisferi). U anticikloni sjeverne hemisfere vjetar će puhati u smjeru kazaljke na satu, noseći zrak iz unutrašnjosti anticiklone prema periferiji, a u anticikloni južne hemisfere - u smjeru suprotnom od kazaljke na satu od centra anticiklone prema periferiji.
Zapažanja potvrđuju da vjetar na zemljinoj površini (sa izuzetkom geografskih širina blizu ekvatora) odstupa od gradijenta tlaka za određeni ugao manji od pravog ugla (na sjevernoj hemisferi desno, na južnoj hemisferi lijevo ). Ovo dovodi do sljedeće situacije: ako stojite leđima okrenuti vjetru i licem u smjeru vjetra, tada će najmanji pritisak biti lijevo i nešto naprijed, a najveći pritisak će biti desno i nešto iza. Ova pozicija je pronađena empirijski i naziva se zakon pritiska vjetra ili Bays-Balloov zakon.
Zoniranje u distribuciji pritiska i vjetra
Najdosljednija karakteristika u distribuciji vjetra i pritiska na Zemlju je zonalnost. Razlog tome je zonalnost u distribuciji temperature. Zonalnost kretanja zračnih masa (tj. zonalnost cirkulacije) očituje se u prevlasti širinskih komponenti vjetra (zapadne i istočne) nad meridionalnim komponentama. Stepen dominacije može varirati. Nad tropskim okeanima, prevlast istočnih komponenti u vazdušnom saobraćaju u donjem dijelu troposfere je vrlo izražena. Preovlađivanje zapadnih vjetrova u umjerenom pojasu južne hemisfere također je dobro izraženo. Na sjevernoj hemisferi ova prevlast se može uočiti samo statističkom obradom dugog niza opservacija. A u istočnoj Aziji meridijalne komponente prevladavaju u donjoj troposferi.
Meridijanske komponente prenosa vazduha u opštoj cirkulaciji atmosfere, iako su manje po veličini u odnosu na zonske, veoma su važne. Oni određuju razmjenu zraka između različitih geografskih širina Zemlje.
Zonska distribucija pritiska i vetra najjasnije se manifestuje u slobodnoj atmosferi, izvan sloja trenja. Kao što je poznato, distribucija pritiska prati raspodelu temperature. Budući da temperatura u troposferi u prosjeku pada od niskih do visokih geografskih širina, meridionalni gradijent tlaka se usmjerava, počevši od visine od 4-5 km, od niskih ka visokim geografskim širinama. S tim u vezi, izobarična površina od 300 hPa prolazi zimi iznad ekvatora na nadmorskoj visini od oko 9700 m, iznad sjevernog pola na nadmorskoj visini od oko 8400 m, iznad južnog pola na nadmorskoj visini od 8100 m. distribucije horizontalnog gradijenta pritiska, gradijentni vjetar će biti usmjeren na obje hemisfere sa zapada prema istoku. Tako će se u gornjoj troposferi i donjoj stratosferi oko polova uočiti takozvani planetarni ciklonski vrtlog: suprotno od kazaljke na satu iznad sjeverne hemisfere, a u smjeru kazaljke na satu nad južnom. Na niskim geografskim širinama situacija je nešto drugačija. Činjenica je da se najveći pritisak u gornjoj troposferi ne opaža iznad ekvatora, već u relativno uskom području blizu ekvatora, a gradijent tlaka u gornjoj troposferi usmjeren je prema ekvatoru. To znači da u gornjoj troposferi iznad ekvatorijalne zone dominira istočni transport.
U donjoj stratosferi, prosječna distribucija temperature duž meridijana ljeti je suprotna od troposferske. Polarna stratosfera je ljeti veoma topla u odnosu na tropsku, i to najviše niske temperature pasti na ekvatorijalna zona, a najviši - do polarnog. Stoga se u stratosferi na visini od 18-20 km meridionalni gradijent mijenja u suprotan, usmjeren od pola prema ekvatoru. Cirkumpolarna anticiklona i istočni vazdušni transport nastaju na letnjoj hemisferi. Ova pojava se naziva stratosferska cirkulacija zraka. Na zimskoj hemisferi, zapadni transport se nastavlja.
Na zemljinoj površini iu nižoj troposferi (u sloju trenja) zonska raspodjela pritiska je složenija, što je povezano s raspodjelom kopna i mora.
Tabela 2. Prosječne geografske vrijednosti površinskog pritiska u hPa.
| Geografska širina u stepenima | Sjeverna hemisfera | Južna hemisfera |
||
| Januar | juna | Januar | juna | |
| 90 | 1012 | 1009 | - | - |
| 85 | 1012 | 1010 | - | - |
| 80 | 1013 | 1012 | - | - |
| 75 | 1013 | 1012 | - | - |
| 70 | 1014 | 1011 | 990 | 993 |
| 65 | 1015 | 1010 | 988 | 991 |
| 60 | 1014 | 1010 | 991 | 992 |
| 55 | 1014 | 1011 | 998 | 997 |
| 50 | 1017 | 1012 | 1005 | 1004 |
| 45 | 1018 | 1013 | 1011 | 1010 |
| 40 | 1020 | 1014 | 1015 | 1015 |
| 35 | 1021 | 1014 | 1019 | 1016 |
| 30 | 1020 | 1014 | 1021 | 1015 |
| 25 | 1019 | 1012 | 1020 | 1013 |
| 20 | 1016 | 1011 | 1018 | 1012 |
| 15 | 1014 | 1010 | 1016 | 1011 |
| 10 | 1012 | 1010 | 1013 | 1010 |
| 5 | 1010 | 1011 | 1012 | 1010 |
| 0 | 1010 | 1011 | - | - |
Na obje strane ekvatora postoji područje niskog tlaka. U ovoj zoni u januaru između 15 0 S geografske širine. i 25 0 S, au julu između 35 0 S. w. i 5 0 S pritisak ispod 1013 hPa. U ovom slučaju, paralela sa najnižim pritiskom javlja se u januaru na 5-10 0 S, au julu - na 15 0 N. Ovo je zona ekvatorijalne depresije koja se proteže više do ljetne hemisfere.
U pravcu visokih geografskih širina iz ove zone, pritisak na svakoj hemisferi raste, a maksimalna vrijednost pritiska se uočava u januaru na 30-32 0 sjeverne i južne geografske širine, au julu - na 33-37 0 s. w. i 26-30 0 S. To su dvije suptropske zone visok krvni pritisak, koji se od januara do jula blago pomjera prema sjeveru, a od jula do januara - prema jugu. Prosječne vrijednosti tlaka u ovoj zoni su 1018-1019 hPa.
Od suptropskih do još viših geografskih širina, pritisak opada. Ispod 70-75 0 N. a ispod 60-65 0 S. minimalni pritisak uočen u dve subpolarne zone nizak pritisak, a još dalje prema polovima pritisak ponovo raste. Prosječni godišnji pritisci na nivou mora na visokim geografskim širinama su 1012 hPa na sjevernoj hemisferi i 989 hPa na južnoj hemisferi. Na polovima pritisak ponovo raste i iznosi 1014 hPa kod sjevernog pola i 991 hPa kod južnog. Dati podaci o položaju širinskih zona niskog i visokog pritiska ukazuju na razlike u njihovom položaju između hemisfera. Dakle, zimi i ljeti osovina suptropska zona Visok pritisak na južnoj hemisferi nalazi se 5 0 bliže ekvatoru nego na severnoj hemisferi. S tim u vezi, osa ekvatorijalnog korita nalazi se na sjevernoj hemisferi veći dio godine, u prosjeku godinu dana na geografskoj širini od oko 5 0. Iz suptropske zone visokog pritiska, pad pritiska u polarnom koritu se brže dešava na južnoj hemisferi nego na severnoj, a prema vrednostima prosečne geografske širine površinskog pritiska, južno polarno korito je izraženije od severnog. jedan. Zbog sezonskih promjena u dotoku sunčevog zračenja, zone planetarnog pritiska se ljeti pomiču prema polu odgovarajuće hemisfere, a zimi prema ekvatoru. Ljeti na sjevernoj hemisferi, ekvatorijalni korito se pomiče na sjever, a zimi se vraća na jug. Godišnji pomak njegove horizontalne ose je 20 0, sezonski pomak suptropskih zona visokog pritiska je relativno mali. Općenito je prihvaćeno da se od zime do ljeta njihove horizontalne ose pomiču za 5 0 geografske širine.
Pokušaji da se kvantitativno objasne geografski odnos širinskih zona povišenih i nizak krvni pritisak rađeno već duže vrijeme, ali još uvijek nema zadovoljavajućeg odgovora. Stoga, u modernim empirijskim modelima opće atmosferske cirkulacije geografski položaj zone različitih pritisaka uzima se kao dato. Formiranje zona visokog pritiska u suptropima i zona niskog pritiska u subpolarnim geografskim širinama objašnjava se posebnostima ciklonske aktivnosti. Dakle, anticikloni koji nastaju u umjerena zona sa opštim zapadnim transportom, tokom svog kretanja prelaze na niže geografske širine i tamo se intenziviraju, stvarajući zonu visokog pritiska. Cikloni, naprotiv, kada se kreću u istim srednjim geografskim širinama, prelaze na više visoke geografske širine, formirajući subpolarnu zonu niskog pritiska. Ovo razdvajanje ciklona i anticiklona zavisi od promene sile skretanja Zemljine rotacije (Coriolisove sile) sa geografskom širinom.
Zonska distribucija pritiska i vazdušnog transporta u blizini zemljine površine iu donjoj troposferi (dijagram). Desno je smjer gradijenata tlaka duž meridijana u odgovarajućim zonama.
Pravac prenosa vazdušne mase u nižim slojevima troposfere povezan je sa zonskom distribucijom zona visokog i niskog pritiska.Uz periferiju suptropskog pojasa prema polu u srednjim geografskim širinama stvara se zapadni transport koji se prostire do osi subpolarne zone, tj. do 60-650 s. w. i S. Zapadni transport je najizraženiji preko okeana na južnoj hemisferi. Preko kontinenata učestalost zapadnih vjetrova je rjeđa.
Duž periferije suptropske zone visokog pritiska okrenute prema ekvatoru, tj. u tropima, gradijent pritiska na zemljinoj površini je usmjeren prema ekvatoru i ovdje dominira istočni transport koji pokriva čitavu tropska zona. To su takozvani pasati - stabilni istočni tropski vjetrovi.
U polarnom području, gradijent pritiska je usmjeren od pola do subpolarnih širina, što stvara istočni zračni transport. Dominacija istočnih vjetrova najjasnije je izražena na Antarktiku, gdje postoje područja sa stalnim istočnim vjetrovima.
Vjetar kao prirodni fenomen od tada je svima poznat rano djetinjstvo. Ugodan je svježim povjetarcem po vrućem danu, vozi brodove preko mora, a može čak i savijati drveće i lomiti krovove na kućama. Glavne karakteristike koje određuju vjetar su njegova brzina i smjer.
Sa naučne tačke gledišta, vetar je kretanje vazdušnih masa u horizontalnoj ravni. Ovo kretanje nastaje jer postoji razlika u atmosferskom pritisku i toploti između dve tačke. Vazduh se kreće iz oblasti visokog pritiska u oblasti gde je nivo pritiska niži. Kao rezultat, nastaje vjetar.
Karakteristike vjetra
Za karakterizaciju vjetra koriste se dva glavna parametra: smjer i brzina (sila). Smjer je određen strani horizonta s koje puše. Može se naznačiti u bodovima, u skladu sa skalom od 16 tačaka. Po njoj vjetar može biti sjeverni, jugoistočni, sjevero-sjeverozapadni i tako dalje. takođe se može meriti u stepenima, u odnosu na meridijansku liniju. Na ovoj skali sjever je definisan kao 0 ili 360 stepeni, istok kao 90 stepeni, zapad kao 270 stepeni, a jug kao 180 stepeni. Zauzvrat se mjere u metrima u sekundi ili u čvorovima. Čvor je otprilike 0,5 kilometara na sat. Snaga vjetra se također mjeri u bodovima, prema Beaufortovoj skali.
Prema kojoj se određuje sila vjetra
Ova skala je uvedena 1805. A 1963. godine Svjetska meteorološka asocijacija usvojila je gradaciju koja je i danas na snazi. U njegovom okviru, 0 bodova odgovara zatišju, u kojoj će se dim podići okomito, a lišće na drveću će ostati nepomično. Snaga vjetra od 4 odgovara umjerenom vjetru, u kojem se na površini vode formiraju mali valovi, a tanke grane i lišće na drveću se mogu njišu. 9 bodova odgovara olujnom vjetru, u kojem je čak velika stabla, kidati crep s krovova, dizati se visoki talasi na moru. A maksimalna snaga vjetra u skladu s ovom skalom, odnosno 12 bodova, javlja se u uraganu. Ovo je prirodni fenomen u kojem vjetar uzrokuje ozbiljnu štetu; čak i trajne zgrade mogu se urušiti.
Iskorištavanje snage vjetra
Energija vjetra se široko koristi u energetskom sektoru kao jedan od obnovljivih izvora energije prirodni izvori. Od pamtivijeka, čovječanstvo koristi ovaj resurs. Dovoljno je prisjetiti se jedrenjaka. Vjetrenjače, uz pomoć kojih se vjetar pretvara za dalju upotrebu, imaju široku primjenu na onim mjestima koja karakteriziraju stalni jaki vjetrovi. Među različitim područjima primjene takvog fenomena kao što je energija vjetra, vrijedi spomenuti i aerotunel.
vjetar - prirodni fenomen, koji može donijeti zadovoljstvo ili uništenje, kao i biti koristan čovječanstvu. A njegovo specifično djelovanje ovisi o tome koliko se pokaže jakom (ili brzinom) vjetra.
Vjetar- ovo je horizontalno kretanje (strujanje vazduha paralelno sa zemljinom površinom), koje je rezultat neravnomerne raspodele toplote i atmosferskog pritiska i usmereno iz zone visokog pritiska u zonu niskog pritiska
Vjetar karakterizira brzina (jačina) i smjer. Smjer određuje se prema stranama horizonta sa kojih puše, a mjeri se u stepenima. Brzina vjetra mjereno u metrima u sekundi i kilometrima na sat. Jačina vjetra se mjeri u bodovima.
Vjetar u čizmama, m/s, km/h
Beaufortova skala- konvencionalna skala za vizuelna procjena i evidentiranje sile (brzine) vjetra u tačkama. U početku ga je razvio engleski admiral Francis Beaufort 1806. kako bi odredio snagu vjetra prema prirodi njegove manifestacije na moru. Od 1874. godine ova klasifikacija je usvojena za široku (na kopnu i na moru) upotrebu u međunarodnoj sinoptičkoj praksi. U narednim godinama se mijenjao i usavršavao (tabela 2). Stanje potpunog zatišja na moru uzeto je kao nula bodova. U početku, sistem je bio trinaest tačaka (0-12 bft, na Beaufortovoj skali). Godine 1946 skala je povećana na sedamnaest (0-17). Jačina vjetra na skali određena je interakcijom vjetra sa razne predmete. IN poslednjih godina, jačina vjetra se češće procjenjuje brzinom, mjerenom u metrima u sekundi - na površini zemlje, na visini od oko 10 m iznad otvorene, ravne površine.
U tabeli je prikazana Beaufortova skala koju je 1963. godine usvojila Svjetska meteorološka organizacija. Skala morskog talasa je devetostepena (parametri su dati za veliko morsko područje; u malim akvatorijima talasi su manji). Dati su opisi efekata kretanja vazdušnih masa „za uslove zemljine atmosfere blizu zemljine ili vodene površine“ i temperature iznad nule. Na planeti Mars, na primjer, odnosi će biti drugačiji.
Jačina vjetra u Beaufortovoj skali i morski valovi
Tabela 1
| Poeni | Verbalna indikacija snage vjetra | Brzina vjetra, m/s | Brzina vjetra km/h | Akcija vjetra |
|
na zemlji |
na moru (tačke, valovi, karakteristike, visina i valna dužina) |
||||
| 0 | Miran | 0-0,2 | Manje od 1 | Potpuno odsustvo vjetra. Dim se diže okomito, lišće drveća je nepomično. | 0. Bez uzbuđenja
Ogledalo glatko more |
| 1 | Tiho | 0,3-1,5 | 2-5 | Dim lagano odstupa od vertikalnog smjera, lišće drveća je nepomično | 1. Slabo uzbuđenje.
Na moru ima laganih valova, na grebenima nema pjene. Visina talasa je 0,1 m, dužina - 0,3 m. |
| 2 | Lako | 1,6-3,3 | 6-11 | Osjeća se vjetar na licu, lišće s vremena na vrijeme slabo šušti, vjetrokaz počinje da se kreće, | 2. Nisko uzbuđenje
Grebeni se ne prevrću i izgledaju staklasto. Na moru su kratki valovi visoki 0,3 m i dugi 1-2 m. |
| 3 | Slabo | 3,4-5,4 | 12-19 | Lišće i tanke grane drveća sa lišćem neprestano se njišu, njišu se lagane zastavice. Čini se da se dim poliže s vrha cijevi (brzinom većom od 4 m/sec). | 3. Blago uzbuđenje
Kratki, dobro definisani talasi. Grebeni, prevrćući se, formiraju staklastu pjenu, a povremeno se formiraju i mala bijela janjčića. Prosječna visina talasa je 0,6-1 m, dužina - 6 m. |
| 4 | Umjereno | 5,5-7,9 | 20-28 | Vjetar diže prašinu i komade papira. Tanke grane drveća njišu se bez lišća. Dim se miješa u zraku, gubi svoj oblik. Ovo je najbolji vjetar za rad konvencionalnog vjetrogeneratora (s promjerom kotača vjetra od 3-6 m) | 4. Umjereno uzbuđenje
Talasi su izduženi, na mnogim mjestima vidljive su bijele kape. Visina talasa je 1-1,5 m, dužina - 15 m. Dovoljan potisak vetra za jedrenje na dasci (na dasci ispod jedra), sa mogućnošću ulaska u režim planiranja (sa vetrom od najmanje 6-7 m/s) |
| 5 | Sveže | 8,0-10,7 | 29-38 | Grane i tanka stabla se njišu, vjetar se osjeti rukom. Vadi velike zastave. Zviždi mi u ušima. | 4. Nemirno more
Valovi su dobro razvijeni po dužini, ali ne baš veliki; posvuda su vidljive bijele kapice (u nekim slučajevima nastaju prskanje). Visina talasa 1,5-2 m, dužina - 30 m |
| 6 | Jaka | 10,8-13,8 | 39-49 | Debele grane drveća se njišu, tanka stabla se savijaju, telegrafske žice bruje, kišobrane je teško koristiti | 5. Veliki poremećaj
Počinju da se formiraju veliki talasi. Bijeli pjenasti grebeni zauzimaju velike površine. Nastaje vodena prašina. Visina talasa - 2-3 m, dužina - 50 m |
| 7 | Jaka | 13,9-17,1 | 50-61 | Stabla se njišu, velike grane se savijaju, teško je hodati protiv vjetra. | 6. Jako uzbuđenje
Talasi se gomilaju, vrhovi se lome, pjena leži u prugama na vjetru. Visina talasa do 3-5 m, dužina - 70 m |
| 8 | Veoma jaka |
17,2-20,7 | 62-74 | Tanke i suhe grane drveća se lome, na vjetru se ne može govoriti, protiv vjetra je vrlo teško hodati. | 7. Veoma jako uzbuđenje
Umjereno visoki, dugi valovi. Sprej počinje da leti uz ivice grebena. Trake pjene leže u redovima u smjeru vjetra. Visina talasa 5-7 m, dužina - 100 m |
| 9 | Oluja | 20,8-24,4 | 75-88 | Veliko drveće se savija, velike grane se lome. Vjetar kida crep s krovova | 8.Vrlo jako uzbuđenje
Visoki talasi. Pjena pada u širokim gustim prugama na vjetru. Vrhovi valova počinju da se prevrću i raspršuju u prskanje, što smanjuje vidljivost. Visina talasa - 7-8 m, dužina - 150 m |
| 10 | Jaka oluja |
24,5-28,4 | 89-102 | Rijetko se dešava na kopnu. Značajna razaranja objekata, vjetar ruši drveće i čupa ga | 8.Vrlo jako uzbuđenje
Vrlo visoki valovi sa dugim vrhovima zakrivljenim prema dolje. Nastalu pjenu vjetar raznosi u velikim pahuljicama u obliku debelih bijelih pruga. Površina mora je bijela od pjene. Snažan huk talasa je poput udaraca. Vidljivost je loša. Visina - 8-11 m, dužina - 200 m |
| 11 | Okrutno oluja |
28,5-32,6 | 103-117 | Uočava se vrlo rijetko. Praćeno velikim razaranjima na velikim površinama. | 9. Izuzetno visoki talasi.
Mala i srednja plovila ponekad su skrivena od pogleda. More je prekriveno dugim bijelim pahuljicama pjene, koje se nalaze niz vjetar. Rubovi valova su posvuda razneseni u pjenu. Vidljivost je loša. Visina - 11m, dužina 250m |
| 12 | Uragan | >32,6 | Više od 117 | Razorno uništenje. Pojedinačni udari vjetra dostižu brzinu od 50-60 m.s. Prije jake grmljavine može se pojaviti uragan | 9. Izuzetno uzbuđenje
Vazduh je ispunjen penom i sprejom. More je cijelo prekriveno prugama pjene. Vrlo loša vidljivost. Visina talasa >11m, dužina - 300m. |
Da bi bilo lakše zapamtiti(sastavio: autor web stranice)
3 - Slabo - 5 m/s (~20 km/h) - lišće i tanke grane drveća neprekidno se njišu
5 - Svježe - 10 m/s (~35 km/h) - izvlači velike zastave, zviždi na uši
7 - Jaka - 15 m/s (~55 km/h) - telegrafske žice bruje, teško je ići protiv vjetra
9 - Oluja - 25 m/s (90 km/h) - vjetar ruši drveće, uništava zgrade
* Dužina talasa vjetra na površini vodenih tijela (rijeke, mora, itd.) je najkraća horizontalna udaljenost između vrhova susjednih grebena.
Rječnik:
Breeze– slab vjetar na kopnu, jačine do 4 boda.
Normalan vetar- prihvatljivo, optimalno za nešto. Na primjer, za sportsko jedrenje na dasci potreban vam je dovoljan potisak vjetra (najmanje 6-7 metara u sekundi), a kada padobranstvo, naprotiv, bolje je vrijeme bez vjetra (isključujući bočni zanos, jake udare blizu površine zemlje i povlačenje krošnje nakon slijetanja).
Oluja naziva se dugotrajni i olujni vjetar do uragana, jačine veće od 9 bodova (gradacija na Beaufortovoj skali), praćen razaranjem na kopnu i jakim valovima na moru (oluja). Oluje su: 1) oluje; 2) prašnjavi (peskovit); 3) bez prašine; 4) snežni. Škvile počinju iznenada i isto tako brzo završavaju. Njihovo djelovanje karakterizira ogromna razorna snaga (takav vjetar uništava zgrade i čupa drveće). Ove oluje su moguće svuda u evropskom delu Rusije, kako na moru tako i na kopnu. U Rusiji, sjeverna granica distribucije prašnih oluja prolazi kroz Saratov, Samaru, Ufu, Orenburg i planine Altaj. Snježne oluje velike jačine javljaju se na ravnicama evropskog dijela i u stepskom dijelu Sibira. Oluje su obično uzrokovane prolaskom aktivnog atmosferskog fronta, dubokog ciklona ili tornada.
Squall- jak i oštar nalet vjetra (vršni udari) brzinom od 12 m/sec i više, obično praćen grmljavinom. Brzinom većom od 18-20 metara u sekundi, nalet vjetra ruši loše osigurane objekte, znakove, može lomiti bilborde i grane drveća, uzrokovati pucanje dalekovoda, što stvara opasnost za ljude i automobile u blizini. Za vrijeme prolaska atmosferskog fronta i sa brzom promjenom tlaka u baričkom sistemu nastaje udarni, olujni vjetar.
Vortex – atmosfersko obrazovanje s rotacijskim kretanjem zraka oko vertikalne ili nagnute ose.
Uragan(tajfun) je vjetar razorne sile i značajnog trajanja, čija brzina prelazi 120 km/h. Uragan "živi", odnosno kreće se, obično 9-12 dana. Prognostičari su mu dali ime. Uragan uništava zgrade, čupa drveće, ruši lake konstrukcije, lomi žice i oštećuje mostove i puteve. Njegova razorna moć može se uporediti sa zemljotresom. Domovina uragana je okean, bliže ekvatoru. Cikloni zasićeni vodenom parom kreću se odavde prema zapadu, sve više uvijajući se i povećavajući brzinu. Prečnici ovih džinovskih vrtloga su nekoliko stotina kilometara. Uragani su najaktivniji u avgustu i septembru.
U Rusiji se uragani najčešće javljaju na Primorskom i Habarovskom području, na Sahalinu, Kamčatki, Čukotki i na Kurilskim ostrvima.
Tornado– ovo su vertikalni vrtlozi; oluje su često horizontalne, dio strukture ciklona.
Reč "smerč" je ruska i potiče od semantičkog koncepta "sumrak", odnosno sumorne, olujne situacije. Tornado je gigantski rotirajući lijevak, unutar kojeg postoji nizak pritisak, a svi predmeti koji se nađu na putu kretanja tornada se usisavaju u ovaj lijevak. Dok se približava, čuje se zaglušujući urlik. Tornado se kreće iznad tla prosječnom brzinom od 50-60 km/h. Tornada su kratkog veka. Neki od njih "žive" nekoliko sekundi ili minuta, a samo nekoliko - do pola sata.
Na sjevernoameričkom kontinentu tornado se zove tornado, a u Evropi – tromba. Tornado može podići automobil u zrak, počupati drveće, saviti most i uništiti gornje spratove zgrada.
Tornado u Bangladešu, uočen 1989. godine, uvršten je u Ginisovu knjigu rekorda kao najstrašniji i najrazorniji u čitavoj istoriji posmatranja.Uprkos činjenici da su stanovnici grada Šaturije bili unapred upozoreni na približavanje tornada , 1.300 ljudi je postalo njegove žrtve.
U Rusiji se tornada češće javljaju u ljetnim mjesecima na Uralu, obala Crnog mora, u oblasti Volge i Sibira.
Prognostičari klasifikuju uragane, oluje i tornada kao vanredne događaje sa umjerenom brzinom širenja, pa je najčešće moguće na vrijeme izdati upozorenje na oluju. Može se prenositi kanalima civilne odbrane: nakon zvuka sirena" Pažnja svima!„Morate slušati izvještaje lokalne televizije i radija.
Simboli na vremenskim kartama za vremenske događaje vezane za vjetar
U meteorologiji i hidrometeorologiji, smjer vjetra („odakle puše“) na karti je označen strelicom, čija vrsta perja pokazuje prosječnu brzinu strujanja zraka. U zračnoj navigaciji naziv smjera je suprotan. U plovidbi na vodi, jedinica brzine (čvor) broda uzima se kao jedna nautička milja na sat (deset čvorova odgovara približno pet metara u sekundi).
Na vremenskoj karti dugo pero strelice vjetra znači 5 m/s, kratko - 2,5 m/s, u obliku trokutaste zastave - 25 m/s (prati kombinaciju četiri dugačke linije i 1 kratke linije jedan). U primjeru prikazanom na slici, vjetar je od 7-8 m/s. Ako je smjer vjetra nestabilan, na kraju strelice se stavlja krst.
Slika pokazuje simboli pravci i brzine vjetra koji se koriste na vremenskim kartama, kao i primjer primjene ikona i fragmenata iz stoćelijske matrice vremenskih simbola (na primjer, nanošenje snijega i snježna oluja, kada dolazi do porasta i preraspodjele u prizemni sloj vazduh prethodno palog snega).
Ovi simboli se mogu videti na sinoptičkoj karti Hidrometeorološkog centra Rusije (http://meteoinfo.ru), sastavljenoj kao rezultat analize aktuelnih podataka za teritoriju Evrope i Azije, koja šematski prikazuje granice toplog i hladne zone atmosferski frontovi i pravce njihovog kretanja duž površine zemlje.
Šta učiniti ako postoji olujno upozorenje?
1. Zatvorite i dobro pričvrstite sva vrata i prozore. Nanesite trake gipsa poprečno na staklo (kako biste spriječili raspršivanje fragmenata).
2. Pripremite zalihe vode i hrane, lijekova, baterijske lampe, svijeća, petrolejke, prijemnika na baterije, dokumenata i novca.
3. Isključite plin i struju.
4. Uklonite sa balkona (dvorišta) stvari koje bi vjetar mogao odnijeti.
5. Pređite iz lakših zgrada u jače ili skloništa civilne zaštite.
6. U seoskoj kući preselite se u njen najprostraniji i najtrajniji dio, a najbolje u podrum.
8. Ako imate auto, pokušajte voziti što dalje od epicentra uragana.
Djeca iz vrtića i škola moraju se unaprijed poslati kući. Ako upozorenje za oluju stigne prekasno, djecu treba smjestiti u podrume ili centralne dijelove zgrada.
Najbolje je sačekati uragan, tornado ili oluju u skloništu, prethodno pripremljenom skloništu ili barem u podrumu. Međutim, često se upozorenje na oluju daje samo nekoliko minuta prije nego što oluja stigne, a za to vrijeme nije uvijek moguće doći do skloništa.
Ako se nađete napolju tokom uragana
2. Ne smijete biti na mostovima, nadvožnjacima, nadvožnjacima ili na mjestima gdje se čuvaju zapaljive i otrovne tvari.
3. Sakrij se ispod mosta, AB nadstrešnica, u podrumu, podrumu. Možete ležati u rupi ili bilo kojoj depresiji. Zaštitite oči, usta i nos od pijeska i zemlje.
4. Ne možete se popeti na krov i sakriti se na tavan.
5. Ako vozite auto po ravnici, stani, ali ne ostavljaj auto. Čvrsto zatvorite njegova vrata i prozore. Tokom snježne oluje, pokrijte nečim stranu hladnjaka motora. Ako vjetar nije jak, s vremena na vrijeme možete skidati snijeg sa svog automobila kako ne biste bili zatrpani pod debelim slojem snijega.
6. Ako ste u javnom prevozu, odmah ga napustite i potražite sklonište.
7. Ako vas stihije zahvate na povišenom ili otvorenom mjestu, trčite (puzite) prema nekoj vrsti zaklona (stene, šuma) koje bi moglo prigušiti snagu vjetra, ali pazite se grana i drveća koje padaju.
8. Kada vjetar utihne, nemojte odmah napuštati sklonište, jer se bura može ponoviti za nekoliko minuta.
9. Ostanite mirni i ne paničarite, pomozite žrtvama.
Kako se ponašati nakon prirodnih katastrofa
1. Kada napuštate sklonište, osvrnite se oko sebe da vidite da li ima nadvijenih predmeta, dijelova konstrukcija ili pokidanih žica.
2. Ne pali plin ili vatru, ne pali struju dok specijalne službe ne provjere stanje komunikacija.
3. Nemojte koristiti lift.
4. Ne ulazite u oštećene zgrade ili se približavajte oborenim električnim žicama.
5. Odrasla populacija pomaže spasiocima.
Uređaji
Tačna brzina vjetra određuje se pomoću uređaja - anemometra. Ako takav uređaj ne postoji, možete napraviti domaću mjeru vjetra „Divlju dasku“ (slika 1), sa dovoljnom preciznošću mjerenja za brzine vjetra do deset metara u sekundi.
Rice. 1. Domaća daska za vjetrove Wilda:
1 - vertikalna cijev (dužine 600 mm) sa zavarenim šiljastim gornjim krajem, 2 - prednja vodoravna šipka vremenske lopatice sa loptom protivutega; 3 - radno kolo lopatice; 4 - gornji okvir; 5 - horizontalna os šarke ploče; 6 - ploča za mjerenje vjetra (težine 200 g). 7 - donji fiksni vertikalni štap sa postavljenim kardinalnim indikatorima: N - sjever, S - jug, 3 - zapad, E - istok; br. 1 - br. 8 - igle indikatora brzine vjetra.
Vremenska lopatica se postavlja na visini od 6 - 12 metara, iznad otvorene, ravne površine. Ispod vjetrobrana nalaze se strelice koje pokazuju smjer vjetra. Iznad vjetrobrana, na cijev 1 na horizontalnoj osi 5, na okvir 4 je pričvršćena ploča za mjerenje vjetra 6 dimenzija 300x150 mm. Težina ploče - 200 grama (podešeno pomoću referentnog uređaja). Od okvira 4 se pomiče segment luka koji je pričvršćen za njega (prečnika 160 mm) sa osam klinova, od kojih su četiri dugačke (svaka po 140 mm), a četiri kratke (po 100 mm). Uglovi pod kojima su fiksirani su sa vertikalom za pin br. 1-0°; br. 2 - 4°; br. 3 - 15,5°; br. 4 - 31°; br. 5 - 45,5°; br. 6 - 58°; br. 7 - 72°; br. 8-80,5°.
Brzina vjetra se određuje mjerenjem ugla skretanja daske. Nakon što ste odredili položaj ploče za mjerenje vjetra između igle luka, okrenite se prema stolu. 1, gdje ovaj položaj odgovara određenoj brzini vjetra.
Položaj daske između klinova daje samo približnu predstavu o brzini vjetra, pogotovo jer se jačina vjetra mijenja brzo i često. Ploča nikada ne ostaje dugo u bilo kojoj poziciji, već stalno fluktuira u određenim granicama. Posmatrajući promjenjivi nagib ove ploče u trajanju od 1 minute, odredite njen prosječan nagib (izračunavanje u prosjeku maksimalne vrijednosti) i tek nakon toga se procjenjuje prosječna minutna brzina vjetra. Za velike brzine vjetra veće od 12-15 m/s, očitanja ovog uređaja imaju nisku tačnost (ovo ograničenje je glavni nedostatak razmatrane sheme).
Aplikacija
Prosječna brzina vjetra na Beaufortovoj skali različite godine njegovu primjenu
tabela 2
| Poenta | Verbalno karakteristika |
Prosječna brzina vjetra (m/s) prema preporukama | ||||
| Simpson | Köppen | Međunarodni meteorološki komitet | ||||
| 1906 | 1913 | 1939 | 1946 | 1963 | ||
| 0 | Miran | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | Tihi vjetar | 0,8 | 0,7 | 1,2 | 0,8 | 0,9 |
| 2 | Lagani povjetarac | 2,4 | 3,1 | 2,6 | 2,5 | 2,4 |
| 3 | Lagani vjetar | 4,3 | 4,8 | 4,3 | 4,4 | 4,4 |
| 4 | Vetar umeren | 6,7 | 6,7 | 6,3 | 6,7 | 6,7 |
| 5 | Svjež povjetarac | 9,4 | 8,8 | 8,7 | 9,4 | 9,3 |
| 6 | Jak vjetar | 12,3 | 10,8 | 11,3 | 12,3 | 12,3 |
| 7 | jak vjetar | 15,5 | 12,7 | 13,9 | 15,5 | 15,5 |
| 8 | Veoma jak vjetar | 18,9 | 15,4 | 16,8 | 18,9 | 18,9 |
| 9 | Oluja | 22,6 | 18,0 | 19,9 | 22,6 | 22,6 |
| 10 | Jaka oluja | 26,4 | 21,0 | 23,4 | 26,4 | 26,4 |
| 11 | Fierce Storm | 30,0 | 27,1 | 30,6 | 30,5 | |
| 12 | Uragan | 29,0 | 33,0 | 32,7 | ||
| 13 | 39,0 | |||||
| 14 | 44,0 | |||||
| 15 | 49,0 | |||||
| 16 | 54,0 | |||||
| 17 | 59,0 | |||||
Skalu za uragan razvili su Herbert Saffir i Robert Simpson ranih 1920-ih kako bi izmjerili potencijalnu štetu od uragana. Zasnovan je na brojčanim vrijednostima maksimalne brzine vjetra i uključuje procjenu olujnih udara u svakoj od pet kategorija. U azijskim zemljama ovaj prirodni fenomen naziva se tajfun (prevedeno sa kineski jezik- „veliki vjetar“), a u sjevernom i južna amerika- zove se uragan. Prilikom kvantifikacije brzine strujanja vjetra koriste se sljedeće skraćenice: km/h / mph- kilometara/milja na sat, gospođa- metara u sekundi.
tabela 3
| № | Kategorija | Maksimalna brzina vjetar | Olujni talasi, m | Utjecaj na prizemne objekte | Utjecaj na priobalno područje |
| 1 | Minimum | 119-153 km/h 74-95 mph 33-42 m/s |
12-15 | Oštećena stabla i grmlje | Manja oštećenja na molovima, neka mala plovila u sidrištu su otrgnuta sa sidrišta |
| 2 | Umjereno | 154-177 km/h 96-110mph 43-49 m/s |
18-23 | Značajne štete na drveću i grmlju; nekoliko stabala je oboreno, montažne kuće su teško oštećene | Značajne štete na pristaništu i marinama, a mala plovila na sidru otrgnuta od sidara |
| 3 | Značajno | 178-209 km/h 111-129 mph 49-58 m/s |
27-36 | Srušena su velika stabla, uništene su montažne kuće, a na nekim manjim zgradama oštećeni su prozori, vrata i krovovi. | Ozbiljne poplave duž obale; uništene su male zgrade na obali |
| 4 | Ogroman | 210-249 km/h 130-156 mph 58-69 m/s |
39-55 | Porušena su stabla, žbunje i bilbordi, montažne kuće uništene do temelja, prozori, vrata i krovovi su teško oštećeni | Poplavljena su područja koja se nalaze na nadmorskoj visini do 3 metra; poplave se protežu 10 km u unutrašnjosti; oštećenja od valova i krhotina koje nose |
| 5 | Katastrofa | >250 km/h >157 mph > 69 m/s |
Više od 55 | Sva stabla, žbunje i bilbordi su srušeni, a mnogi objekti su ozbiljno oštećeni; neke zgrade su potpuno uništene; montažne kuće srušene | Teška oštećenja pričinjena su nižim spratovima zgrada do 4,6 metara nadmorske visine na području koje se proteže 457 metara u unutrašnjost. Neophodne su masovne evakuacije stanovništva iz priobalnih područja |
Tornado skala
Skalu tornada (Fujita-Pearsonova skala) razvio je Theodore Fujita kako bi klasifikovao tornada prema stepenu štete uzrokovane vjetrom. Tornada su karakteristična uglavnom za Sjevernu Ameriku.
tabela 4
| Kategorija | Brzina, km/h | Šteta |
| F0 | 64-116 | Uništava dimnjake, oštećuje krošnje drveća |
| F1 | 117-180 | Otkida montažne (panel) kuće od temelja ili ih prevrće |
| F2 | 181-253 | Značajno uništenje. Montažne kuće su uništene, drveće čupano |
| F3 | 254-332 | Uništava krovove i zidove, razbacuje automobile, prevrće kamione |
| F4 | 333-419 | Uništava utvrđene zidove |
| F5 | 420-512 | Podiže kuće i premješta ih na znatnu udaljenost |
Pojmovnik pojmova:
Zavjetrinska strana objekt (zaštićen od vjetra samim objektom; područje visokog pritiska, zbog jakog usporavanja toka) licem na mjesto gdje vjetar duva. Na slici - desno. Na primjer, na vodi, mali brodovi prilaze većim brodovima sa njihove zavjetrinske strane (gdje su od valova i vjetra zaštićeni trupom većeg broda). Fabrike i preduzeća "pušačke" treba da se nalaze u odnosu na stambene urbane zgrade - na zavetrinskoj strani (u pravcu preovlađujući vjetrovi) i biti odvojeni od ovih područja prilično širokim zonama sanitarne zaštite. 
Privjetrena strana objekat (brdo, morsko plovilo) - na strani sa koje duva vjetar. Na zavjetrinoj strani grebena dolazi do kretanja zračnih masa naviše, a na zavjetrini dolazi do pada zraka prema dolje. Najveći dio Padavine (u obliku kiše i snijega), uzrokovane efektom barijere planina, padaju na njihovu zavjetrinu, a na zavjetrinu počinje kolaps hladnijeg i suvog zraka.
Približan proračun dinamičkog pritiska vjetra po kvadratnom metru reklamne table (okomito na ravan konstrukcije) postavljene u blizini kolovoza. U primjeru, maksimalna brzina olujnog vjetra koja se očekuje na datoj lokaciji pretpostavlja se da iznosi 25 metara u sekundi.
Izračuni se vrše prema formuli:
P = 1/2 * (gustina vazduha) * V^2 = 1/2 * 1,2 kg/m3 * 25^2 m/s = 375 N/m2 ~ 38 kilograma po kvadratnom metru (kgf)
Primijetite da pritisak raste kao kvadrat brzine. Uzmite u obzir i uključite u projekat izgradnje dovoljno margina sigurnosti, stabilnost (ovisno o visini oslonca) i otpornost na jake nalete vjetra i padavine, u obliku snijega i kiše.
Pri kojoj jačini vjetra se otkazuju letovi civilnog zrakoplovstva?
Razlog poremećaja reda letenja, kašnjenja ili otkazivanja letova može biti olujno upozorenje prognostičara na polaznim i odredišnim aerodromima.
Meteorološki minimum potreban za sigurno (normalno) uzlijetanje i slijetanje aviona je dozvoljena granica za promjene skupa parametara: brzine i smjera vjetra, vidne linije, stanja piste uzletišta i visine donjeg ograničenje oblaka. Loše vrijeme, u vidu intenzivnog atmosferske padavine(kiša, magla, snijeg i mećava), uz jake frontalne grmljavine - također mogu uzrokovati otkazivanje letova sa aerodroma.
Vrijednosti meteoroloških minimuma mogu varirati za određene zrakoplove (prema njihovim tipovima i modelima) i aerodrome (prema klasi i dostupnosti dovoljno zemaljske opreme, ovisno o karakteristikama terena koji okružuje aerodrom i raspoloživosti visoke planine), a određuju se i kvalifikacijama i letačkim iskustvom pilota posade i zapovjednika broda. Najgori minimum se uzima u obzir i za izvršenje.
Zabrana letenja je moguća u slučaju lošeg vremena na odredišnom aerodromu, ako u blizini nema dva alternativna aerodroma sa prihvatljivim vremenskim uslovima.
At jak vjetar, avioni polijeću i slijeću protiv strujanja zraka (u tu svrhu taksiraju do odgovarajuće piste). U ovom slučaju, ne samo da je osigurana sigurnost, već se značajno smanjuje udaljenost trčanja uzlijetanja i sletanja. Ograničenja na bočnu i stražnju komponentu brzine vjetra, za većinu modernih civilnih aviona, su otprilike 17-18 i 5 m/s, respektivno. Opasnost od velikog prevrtanja, zanošenja i okretanja aviona prilikom polijetanja i slijetanja predstavlja neočekivani i jak udarni vjetar (škva).
http://www.meteorf.ru - Roshidromet ( savezna služba o hidrometeorologiji i monitoringu okruženje). Hidrometeorološki istraživački centar Ruske Federacije.
Www.meteoinfo.ru - nova web stranica Hidrometeorološkog centra Ruske Federacije.
Glavna veličina koja karakteriše snagu vjetra je njegova brzina. Veličina brzine vjetra određena je razdaljinom u metrima koju pređe za 1 sekundu. Na primjer, ako za 20 sek. vjetar je prešao put od 160 m, tada je njegova brzina v za dati vremenski period bila jednaka:
Brzina vjetra je vrlo promjenjiva: mijenja se ne samo u dužem vremenskom periodu, već iu kratkim vremenskim periodima (unutar jednog sata, minute pa čak i sekunde) u velikoj mjeri. Na sl. Slika 1 prikazuje krivu koja pokazuje promjenu brzine vjetra tokom 6 minuta. Iz ove krive možemo zaključiti da se vjetar kreće pulsirajućom brzinom.
Fig. 1. Karakteristike brzine vjetra.
Brzine vjetra koje se promatraju u kratkim vremenskim periodima od nekoliko sekundi do 5 minuta nazivaju se trenutnim ili stvarnim. Brzine vjetra dobivene kao aritmetički prosjek iz trenutnih brzina nazivaju se prosječne brzine vjetra. Ako saberete izmjerene brzine vjetra tokom dana i podijelite sa brojem mjerenja, dobićete prosječnu dnevnu brzinu vjetra. Ako saberemo prosječne dnevne brzine vjetra za cijeli mjesec i podijelimo ovaj zbir sa brojem dana u mjesecu, dobićemo prosječnu mjesečnu brzinu vjetra. Sabiranjem srednjih mjesečnih brzina i dijeljenjem sume sa dvanaest mjeseci dobijamo prosječnu godišnju brzinu vjetra. Zanimljiv studentski projekat. Poznati ljudi Rusije. Veoma velika baza prezimena i sve je besplatno.
Brzine vjetra se mjere pomoću instrumenata koji se nazivaju anemometri. Na Sl. 2.
Fig. 2. Najjednostavniji vetrometar.
Sastoji se od metalne ploče koja se ljulja oko horizontalne ose a, postavljene na okomito postolje b. Sa strane ploče, na istoj osi a, fiksiran je sektor b, sa osam pinova. Vremenska lopatica d je pričvršćena na postolje b ispod sektora, koja uvijek postavlja dasku sa svojom ravninom okrenutom prema vjetru. Kada potonji radi, daska se skreće i prolazi pored igle, od kojih svaka pokazuje određenu brzinu vjetra. Stub b s vjetrokazom d rotira oko čahure d, u kojoj su 4 dugačke šipke učvršćene u horizontalnoj ravni, ukazujući na glavne kardinalne smjerove: sjever, jug, istok i zapad, a između njih 4 kratke, usmjerene prema sjeveroistok, sjeverozapad, jugoistok i jugozapad. Dakle, pomoću anemometra s lopaticom možete istovremeno odrediti i brzinu i smjer vjetra.
Vrijednosti brzina vjetra koje odgovaraju svakom pinu sektora b date su u tabeli. 1.
Pogodno je odrediti prosječne brzine vjetra u kratkim i dugim vremenskim periodima pomoću anemometra iz postrojenja Metrpribor (Sl. 3). Sastoji se od poprečnog dijela sa poluloptama postavljenim na osovinu, koja se spaja sa zupčanikom smještenim u kutiji za biranje brojeva.
Fig. 3. Anemometar iz fabrike Metrpribor.
Osi zupčanika su prikazane na brojčaniku i imaju strelice na svojim krajevima koje na skali pokazuju put koji je vjetar prešao u određenom vremenskom periodu. Podijelimo broj koji pokazuju kazaljke na brojčaniku sa brojem sekundi tokom kojih se anemometar rotirao, dobijamo brzinu vjetra u sekundi za promatrani period. Na primjer, prije početka posmatranja, strelice na brojčaniku su pokazivale 7170 m, ali nakon 2 minute, što je jednako 120 sekundi, strelice su pokazivale 7650 m. prosječna brzina vjetar u periodu od 2 minute. bio jednak:
Ako gore navedeni instrumenti nisu dostupni, onda se brzina vjetra može približno odrediti spoljni znaci posmatrano u prirodi (vidi tabelu 2).
