L'énergie éolienne : mesure et utilisation. Anémomètre - un appareil pour mesurer la vitesse du vent
Dans les stations météorologiques, il est utilisé pour déterminer la direction et la vitesse du vent à la surface de la terre. girouette. Il est installé à une hauteur de 10 à 12 m au-dessus de la surface de la terre. Pour déterminer la vitesse du vent sur le terrain, utilisez anémomètre à main. Ils sont également largement utilisés dans les stations météorologiques. anémomètres électriques Et anémorbomètres, ainsi que des instruments d'enregistrement pour l'enregistrement continu de la direction et de la vitesse du vent - anémormbographies.
Girouette sauvage (station)(Fig. 2.11), l'appareil est utilisé pour mesurer la vitesse et la direction du vent.
Graphique 2.11. Girouette Wilda:
1 – plaque métallique (planche pliante) ; 2 – arc avec des épingles (pour déterminer la vitesse du vent) ; 3 – girouette avec contrepoids ; 4 – couplage
Anémomètre Tretiakov(Fig. 2.12) est utilisé pour mesurer la direction et la vitesse du vent dans des conditions de terrain. La nécessité de telles mesures est due au fait que la direction et surtout la vitesse du vent dans les champs peuvent différer considérablement des données météorologiques du site. L'anémomètre de Tretiakov ressemble à une girouette dans son action.
Graphique 2.12. Anémomètre Tretiakov(disponible en téléchargeant la version complète du manuel)
1 – girouette en forme de plaque incurvée ondulée ; 2 – contrepoids ; 3 – plaque avec les noms des directions imprimés sur la partie inférieure ; 4 – plaque métallique en forme de cuillère ; 5 – contrepoids fixé à la plaque 4 selon un angle de 76° ; 6 – découpe dans la partie médiane des planches 4 et 5 ; 7 – pointeur en forme de point ; 8 – échelle inégale en m/s ; 9 – axe horizontal ; 10 – tige verticale
Actuellement, pour mesurer la direction et la vitesse du vent, des instruments à distance sont utilisés - des anémomètres, basés sur la conversion des valeurs des éléments du vent en grandeurs électriques.
Anémorumbomètre M-63(Fig. 2.13) est utilisé pour mesurer la direction du vent, la vitesse instantanée, la vitesse moyenne sur un intervalle de dix minutes et la vitesse maximale du vent entre les mesures.
Graphique 2.13. Anémoromètre ? - 63(disponible en téléchargeant la version complète du manuel)
1 capteur, 2 indicateurs de direction et de vitesse du vent ; 3 – alimentation électrique ; 4 – récepteur de vent enregistrant la vitesse du vent, 5 – girouette
Anémomètre manuel à coupelle MS-13(Figure 2.14) est utilisé pour mesurer la vitesse moyenne du vent dans la plage de 1 à 20 m/s.
Graphique 2.14. Anémomètre manuel à coupelle MS-13(disponible en téléchargeant la version complète du manuel)
1 – récepteur, plateau tournant à quatre hémisphères ; 2 – axe métallique, 3 – manille métallique pour la protection contre les dommages mécaniques ; 4 – corps ; 5 – cadran du mécanisme de comptage ; 6 – un verrou en forme d'anneau mobile pour allumer ou éteindre le mécanisme, 7 – un œillet pour passer un cordon qui déplace le verrou, 8 – une vis pour installer l'anémomètre sur un poteau en bois.
Questions de contrôle
1. Quels courants d'air la circulation générale de l'atmosphère comprend-elle ?
2. Que sont les masses d’air ? Quels types masses d'air Se distinguent-ils par la température ?
3. Quels types de masses d'air se distinguent en fonction de la situation géographique de leur formation ?
4. Que sont les fronts atmosphériques ? Quels fronts sont appelés chauds et lesquels sont appelés froids ?
5. Qu'est-ce qu'un cyclone ? Comment se développe un cyclone ?
6. Qu'est-ce qu'un anticyclone ? Quel temps fait-il dans un anticyclone ?
7. Causes du vent. Par quoi se caractérise le vent ?
8. Quels vents sont appelés locaux ?
9. Quels instruments sont utilisés pour mesurer la vitesse et la direction du vent ?
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Le vent est le mouvement de l'air par rapport à la surface de la terre, et cela fait référence à la composante horizontale de ce mouvement. Le vent est caractérisé par un vecteur vitesse, mais en pratique, la vitesse désigne uniquement la valeur numérique de la vitesse ; la direction du vecteur vitesse est appelée direction du vent. La vitesse du vent est exprimée en mètres par seconde, en kilomètres par heure et en nœuds (miles marins par heure). Pour convertir la vitesse de mètres par seconde en nœuds, multipliez simplement le nombre de mètres par seconde par 2.
Il existe une autre estimation de la vitesse ou, comme on dit dans ce cas, de la force du vent en points, Échelle de Beaufort, selon lequel toute la gamme des vitesses de vent possibles est divisée en 12 gradations. Cette échelle relie la force du vent aux différents effets produits par le vent. différentes vitesses, comme le degré de rugosité de la mer, le balancement des branches d'arbres, la propagation de la fumée des cheminées. Chaque gradation de vitesse du vent porte un nom spécifique (voir tableau des caractéristiques du vent sur l'échelle de Beaufort).
Tableau 1. Caractéristiques de la vitesse du vent sur l'échelle de Beaufort
| Vitesse du vent | Signes extérieurs | Caractéristiques du vent |
|
| Points | MS |
||
| 0 | 0 - 0,5 | calme | Absence totale de vent. La fumée monte verticalement. |
| 1 | 0,6 - 1,7 | calme | La fumée s'écarte de la direction verticale, vous permettant de déterminer la direction du vent. Une allumette allumée ne s'éteint pas, mais la flamme dévie sensiblement |
| 2 | 1,8 - 3,3 | facile | Le mouvement de l'air peut être déterminé par le visage. Les feuilles bruissent. La flamme d'une allumette allumée s'éteint rapidement. |
| 3 | 3,4 - 5,2 | faible | La vibration des feuilles des arbres est perceptible. Des drapeaux légers flottent. |
| 4 | 5,3 - 7,4 | modéré | De fines branches se balancent. La poussière et les bouts de papier remontent. |
| 5 | 7,5 - 9,8 | frais | Les grosses branches se balancent. Les vagues montent sur l'eau. |
| 6 | 9,9 - 12,4 | fort | Les grosses branches se balancent. Les fils bourdonnent. |
| 7 | 12,5 - 19,2 | fort | Les troncs des petits arbres se balancent. Les vagues moussent sur les étangs. |
| 8 | 19,3 - 23,2 | tempête | Les branches se cassent. Les mouvements humains contre le vent sont difficiles. Dangereux pour les navires, les plates-formes de forage et les structures similaires. |
| 9 | 23,3 - 26,5 | forte tempête | Les canalisations des maisons et les tuiles sont arrachées et les bâtiments légers sont endommagés. |
| 10 | 26,6 - 30,1 | pleine tempête | Les arbres sont déracinés et d’importantes destructions de bâtiments légers se produisent. |
| 11 | 30,2 - 35,0 | tempête | Le vent provoque de grandes destructions dans les bâtiments légers. |
| 12 | plus de 35 | Ouragan | Le vent provoque d'énormes dégâts |
Pour évaluer plus précisément les destructions causées par les vents violents, le National Weather Service américain a élargi l'échelle de Beaufort :
12,1 points, vitesse du vent 35 - 42 m/s. Vents forts. Dommages importants aux bâtiments en bois clair. Certains poteaux télégraphiques tombent.
12.2. 42-49 m/s. Jusqu'à 50 % des bâtiments en bois léger sont détruits et dans d'autres bâtiments, les portes, les toits et les fenêtres sont endommagés. Les eaux des ondes de tempête se situent entre 1,6 et 2,4 m au-dessus du niveau normal de la mer.
12.3. 49-58 m/s. Destruction complète des phares. Dans les bâtiments durables, les dégâts sont importants. L'onde de tempête se situe entre 1,5 et 3,5 m au-dessus du niveau normal de la mer. Graves inondations, dégâts des eaux sur les bâtiments.
12.4. 58-70 m/s. Aubaine totale d'arbres. Destruction complète des poumons et graves dommages aux bâtiments durables. L'onde de tempête se situe entre 3,5 et 5,5 m au-dessus du niveau normal de la mer. Forte abrasion des berges. Graves dégâts des eaux aux étages inférieurs des immeubles.
12.5. plus de 70 m/s. De nombreux bâtiments solides sont détruits par le vent, à une vitesse de 80 à 100 m/s - également des bâtiments en pierre, à une vitesse de 110 m/s - presque tout. Onde de tempête supérieure à 5,5 m. Intenses dégâts causés par les inondations.
La vitesse du vent dans les stations météorologiques est mesurée à l'aide d'anémomètres ; si l'appareil s'auto-enregistre, on l'appelle alors anémographe. L'anemormbographe détermine non seulement la vitesse, mais aussi la direction du vent en mode d'enregistrement continu. Les instruments de mesure de la vitesse du vent sont installés à une hauteur de 10 à 15 m au-dessus de la surface et le vent qu'ils mesurent est appelé vent à la surface de la Terre.
La direction du vent est déterminée en nommant le point de l'horizon d'où souffle le vent ou l'angle formé par la direction du vent avec le méridien de l'endroit d'où souffle le vent, c'est-à-dire son azimut. Dans le premier cas, il y a 8 directions principales de l'horizon : nord, nord-est, est, sud-est, sud, sud-ouest, ouest, nord-ouest et 8 directions intermédiaires.
Les 8 directions principales portent les abréviations suivantes (russe et internationale) : S-N, Yu-S, W-W, E-E, NW-NW, NE-NE, SW-SW, SE-SE.
Si la direction du vent est caractérisée par un angle, alors le compte à rebours s'effectue du nord dans le sens des aiguilles d'une montre. Dans ce cas, le nord correspondra à 0 0 (360), le nord-est - 45 0, l'est - 90 0, le sud - 180 0, l'ouest - 270 0.
Lors du traitement climatologique des observations de vent, un diagramme est construit pour chaque point, représentant la répartition de la fréquence des directions du vent le long des relèvements principaux - une « rose des vents ».
Depuis le début coordonnées polaires ils tracent la direction le long des points de l'horizon en segments dont la longueur est proportionnelle à la fréquence des vents dans une direction donnée. Les extrémités des segments sont reliées par une ligne brisée. La fréquence des calmes est indiquée par le chiffre au centre du diagramme. Lors de la construction d'une rose des vents, vous pouvez également prendre en compte la vitesse moyenne du vent dans chaque direction en multipliant la répétabilité d'une direction donnée par celle-ci, le graphique montrera alors en unités conventionnelles la quantité d'air transportée par les vents de chaque direction.
Vent géostrophique. Vent dégradé. Vent géotryptique.
Le vent se produit en raison d'une répartition inégale pression atmosphérique, c'est à dire. avec présence de différences de pression horizontales. Une mesure de l'inégalité de la répartition de la pression est le gradient de pression horizontal. L'air a tendance à se déplacer dans la direction de ce gradient, recevant une accélération d'autant plus grande que le gradient de pression est grand. Par conséquent, le gradient de pression horizontal est une force conférant une accélération à l'air, c'est-à-dire provoquant le vent et modifiant sa vitesse. Toutes les autres forces apparaissant lors du mouvement de l'air ne peuvent que ralentir le mouvement de l'air ou le dévier de la direction du gradient. Il a été établi qu'un gradient de 1 hPa pour 100 km crée une accélération de 0,1 cm/s2. Si seulement la force du gradient barique agissait sur l'air, alors le mouvement de l'air sous l'influence de cette force serait uniformément accéléré et, avec une exposition prolongée, l'air recevrait des vitesses élevées et illimitées. Mais en réalité, d’autres forces agissent sur l’air, équilibrant plus ou moins la force du gradient. Il s'agit tout d'abord de la force de Coriolis ou force de déviation de la rotation de la Terre. L'accélération de rotation ou accélération de Coriolis sur Terre a la magnitude
A=2wVsin y, (25)
Où:
w- vitesse angulaire rotation de la Terre,
V - vitesse du vent,
y - latitude géographique.
Dans ce cas, nous entendons uniquement la composante horizontale de l’accélération de rotation. Il ressort clairement de la formule que l’accélération est la plus grande au pôle et devient nulle à l’équateur. La valeur de la force de Coriolis pour le vent est du même ordre de grandeur que l'accélération créée par le gradient de pression. Par conséquent, la force de déviation de la rotation de la Terre pendant le mouvement de l'air peut équilibrer la force du gradient de pression.
Le vent, qui est affecté uniquement par la force du gradient de pression et la force de Coriolis, est dit géostrophique. À condition que les forces s’équilibrent, le mouvement du vent est rectiligne et uniforme. La force de Coriolis dans l'hémisphère nord est dirigée perpendiculairement à la vitesse vers la droite, et une force de gradient égale à celle-ci devrait être dirigée perpendiculairement à la vitesse vers la gauche. Ainsi, dans l’hémisphère nord, le vent géostrophique soufflera le long des isobares, laissant une dépression sur la gauche. Dans l’hémisphère sud, le vent géostrophique souffle, laissant la dépression vers la droite alors que la force de Coriolis est dirigée vers la gauche.
En conditions réelles, le vent géostrophique se produit dans une atmosphère libre, à des altitudes supérieures à 1 km, lorsque la force de frottement devient si faible qu'elle peut être négligée.
Si le mouvement de l'air se produit sans action de frottement, mais de manière curviligne, cela signifie qu'en plus de la force de gradient et de la force de Coriolis, une force centrifuge apparaît également :
C = V 2 /r, (26)
Où:
V - vitesse,
r est le rayon de courbure de la trajectoire de l'air en mouvement.
La force centrifuge est dirigée le long du rayon de courbure de la trajectoire vers l'extérieur, vers la convexité de la trajectoire. Si le mouvement de l’air est uniforme, alors les trois forces sont équilibrées. Ce cas théorique de mouvement uniforme de l’air le long de trajectoires circulaires sans influence de frottement est appelé vent de gradient. Pour un vent de gradient, deux cas sont possibles : en cyclone et en anticyclone. Dans un cyclone, c'est-à-dire dans un système sous pression avec la pression la plus basse au centre, la force centrifuge est toujours dirigée vers l'extérieur, contre la force de gradient. En règle générale, la force centrifuge dans les conditions atmosphériques réelles est inférieure à la force de gradient. Par conséquent, pour équilibrer les forces agissantes, il est nécessaire que la force de Coriolis soit dirigée de la même manière que la force centrifuge, et ensemble, elles équilibrent le gradient. forcer. La vitesse du vent devrait s'écarter à angle droit de la force de Coriolis, vers la gauche dans l'hémisphère nord. Le vent doit souffler le long des isobares circulaires du cyclone dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, s'écartant du gradient de pression vers la droite.
Dans un anticyclone, la force centrifuge est dirigée vers l'extérieur, vers la convexité des isobares, c'est-à-dire la même chose avec la force du gradient. La force de Coriolis doit être dirigée à l'intérieur de l'anticyclone afin d'équilibrer deux forces également dirigées : la gradient et la centrifuge. La vitesse du vent doit être dirigée de manière à ce que le vent souffle dans le sens des aiguilles d'une montre le long des isobares circulaires de l'anticyclone. Mais les considérations ci-dessus ne s’appliquent qu’à l’hémisphère nord. DANS hémisphère sud, là où la force de Coriolis est dirigée vers la gauche de la vitesse, le vent de gradient s'écartera du gradient vers la gauche. Par conséquent, pour l'hémisphère sud, le mouvement de l'air le long des isobares dans un cyclone se fait dans le sens des aiguilles d'une montre et dans un anticyclone, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le vent réel est proche du vent de gradient dans les cyclones et les anticyclones uniquement dans une atmosphère libre, où il n'y a aucune influence de frottement.
La friction dans l'atmosphère est une force qui confère une accélération négative au mouvement de l'air existant ; elle ralentit le mouvement et change sa direction. La force de frottement est plus grande près de la surface terrestre, elle diminue avec l'altitude et au niveau de 1000 m elle devient insignifiante par rapport aux autres forces. La hauteur à laquelle la force de frottement disparaît pratiquement (en moyenne 1 000 m) est appelée niveau de frottement ; la couche inférieure de la troposphère jusqu'au niveau de frottement est appelée couche de frottement, ou couche limite planétaire.
En raison du frottement, la vitesse du vent diminue tellement qu'à la surface de la Terre (à la hauteur de la girouette) au-dessus de la terre, elle est la moitié de la vitesse du vent géostrophique calculée pour le même gradient de pression.
Uniforme mouvement rectiligne l'air en présence de friction est appelé vent géotryptique. L'influence des forces de frottement conduit au fait que la vitesse du vent géotryptique n'est pas dirigée le long des isobares, mais les traverse en s'écartant du gradient vers la droite (dans l'hémisphère nord) et vers la gauche (dans l'hémisphère sud) , mais en faisant avec lui un certain angle inférieur à un angle droit. Dans ce cas, la vitesse du vent peut être décomposée en deux composantes : le long de l'isobare et le long du gradient. En conséquence, dans la couche de friction d'un cyclone, le vent soufflera dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, circulant de la périphérie vers le centre (dans l'hémisphère nord) et dans le sens des aiguilles d'une montre également de la périphérie vers le centre (dans l'hémisphère sud). Dans l'anticyclone de l'hémisphère nord, le vent soufflera dans le sens des aiguilles d'une montre, transportant l'air de l'intérieur de l'anticyclone vers la périphérie, et dans l'anticyclone de l'hémisphère sud - dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, du centre de l'anticyclone vers la périphérie.
Les observations confirment que le vent à la surface de la Terre (à l'exception des latitudes proches de l'équateur) s'écarte du gradient de pression d'un certain angle inférieur à l'angle droit (dans l'hémisphère nord à droite, dans l'hémisphère sud à gauche ). Cela conduit à la situation suivante : si vous vous tenez dos au vent et face dans la direction où souffle le vent, alors la pression la plus basse sera à gauche et légèrement en avant, et la pression la plus élevée sera à droite. et un peu en retard. Cette position a été trouvée empiriquement et est appelée loi de pression du vent ou loi de Bays-Ballo.
Zonage dans la répartition de la pression et du vent
La caractéristique la plus cohérente dans la répartition du vent et de la pression sur la Terre est la zonalité. La raison en est le zonage de la répartition de la température. La zonalité du mouvement des masses d'air (c'est-à-dire la zonalité de la circulation) se manifeste par la prédominance des composantes latitudinales du vent (ouest et est) sur les composantes méridionales. Le degré de domination peut varier. Au-dessus des océans tropicaux, la prédominance des composantes orientales dans le transport aérien dans la partie basse de la troposphère est très prononcée. La prédominance des vents d'ouest dans la zone tempérée de l'hémisphère sud s'exprime également bien. Dans l’hémisphère nord, cette prédominance ne peut être constatée que par le traitement statistique d’une longue série d’observations. Et en Asie orientale, les composantes méridionales prédominent dans la basse troposphère.
Les composantes méridionales du transfert d'air dans la circulation générale de l'atmosphère, bien que de moindre ampleur par rapport aux composantes zonales, sont très importantes. Ils déterminent les échanges d'air entre les différentes latitudes de la Terre.
La répartition zonale de la pression et du vent se manifeste le plus clairement dans l'atmosphère libre, en dehors de la couche de friction. Comme on le sait, la répartition de la pression suit la répartition de la température. Étant donné que la température dans la troposphère diminue en moyenne des basses latitudes aux hautes latitudes, le gradient de pression méridional est dirigé, à partir d'une altitude de 4 à 5 km, des basses latitudes vers les hautes latitudes. A cet égard, la surface isobare de 300 hPa passe en hiver au-dessus de l'équateur à une altitude d'environ 9 700 m, au-dessus du pôle nord à une altitude d'environ 8 400 m, au-dessus du pôle sud à une altitude de 8 100 m. distribution du gradient de pression horizontal, le vent de gradient sera dirigé dans les deux hémisphères d'ouest en est. Ainsi, dans la haute troposphère et la basse stratosphère autour des pôles, on observera un vortex dit cyclonique planétaire : dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sur l'hémisphère nord, et dans le sens des aiguilles d'une montre sur l'hémisphère sud. Aux basses latitudes, la situation est quelque peu différente. Le fait est que la pression la plus élevée dans la haute troposphère n'est pas observée au-dessus de l'équateur, mais dans une région relativement étroite près de l'équateur, et le gradient de pression dans la haute troposphère est dirigé vers l'équateur. Cela signifie que dans la haute troposphère, au-dessus de la zone équatoriale, le transport oriental domine.
Dans la basse stratosphère, la répartition moyenne des températures le long du méridien en été est opposée à celle de la troposphère. La stratosphère polaire est très chaude en été par rapport à la stratosphère tropicale, et la plus basses températures tomber sur zone équatoriale, et le plus haut - au polaire. Par conséquent, dans la stratosphère à une altitude de 18 à 20 km, le gradient méridien change à l'opposé, dirigé du pôle vers l'équateur. Un anticyclone circumpolaire et un transport aérien oriental apparaissent dans l'hémisphère d'été. Ce phénomène est appelé circulation de l’air stratosphérique. Dans l’hémisphère hivernal, le transport vers l’ouest persiste.
À la surface de la Terre et dans la basse troposphère (dans la couche de friction), la répartition zonale de la pression est plus complexe, associée à la répartition des terres et des mers.
Tableau 2. Valeurs latitudinales moyennes de la pression superficielle en hPa.
| Latitude en degrés | Hémisphère Nord | Hémisphère sud |
||
| Janvier | Juin | Janvier | Juin | |
| 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 | - | - |
Il existe une zone de basse pression des deux côtés de l'équateur. Dans cette zone en janvier entre 15 0 N de latitude. et 25 0 S, et en juillet entre 35 0 N. w. et 5 0 S pression inférieure à 1013 hPa. Dans ce cas, le parallèle avec la pression la plus basse se produit en janvier à 5-10 0 S et en juillet à 15 0 N. Il s'agit d'une zone de dépression équatoriale, s'étendant davantage jusqu'à l'hémisphère d'été.
En direction des hautes latitudes à partir de cette zone, la pression dans chaque hémisphère augmente et la valeur de pression maximale est observée en janvier à 30-32 0 latitudes nord et sud, et en juillet - à 33-37 0 s. w. et 26-30 0 S. Ce sont deux zones subtropicales hypertension artérielle, qui de janvier à juillet se déplacent légèrement vers le nord, et de juillet à janvier - vers le sud. Les valeurs de pression moyennes dans cette zone sont de 1018-1019 hPa.
Des régions subtropicales aux latitudes encore plus élevées, la pression chute. En dessous de 70-75 0 N. et en dessous de 60-65 0 S. pression minimale observée dans deux zones subpolaires basse pression, et encore plus vers les pôles la pression augmente à nouveau. Les pressions annuelles moyennes au niveau de la mer aux hautes latitudes sont de 1 012 hPa dans l’hémisphère nord et de 989 hPa dans l’hémisphère sud. Aux pôles, la pression augmente à nouveau et s'élève à 1014 hPa près du pôle nord et à 991 hPa près du sud. Les données fournies sur la position des zones latitudinales de basse et haute pression indiquent des différences dans leur position entre les hémisphères. Ainsi, en hiver comme en été, l'axe zone subtropicale Les hautes pressions dans l'hémisphère sud sont situées 5 0 plus près de l'équateur que dans l'hémisphère nord. À cet égard, l'axe du creux équatorial est situé dans l'hémisphère nord pendant la majeure partie de l'année, en moyenne pendant un an à une latitude d'environ 5 0. À partir de la zone subtropicale de haute pression, la diminution de la pression dans le creux polaire se produit plus rapidement dans l'hémisphère sud que dans l'hémisphère nord, et selon les valeurs moyennes de latitude de la pression de surface, le creux polaire sud est plus prononcé que celui du nord. un. En raison des changements saisonniers dans l'afflux de rayonnement solaire, les zones de pression planétaire se déplacent vers le pôle en été de l'hémisphère correspondant et vers l'équateur en hiver. En été dans l'hémisphère nord, le creux équatorial se déplace vers le nord et en hiver, il retourne vers le sud. Le déplacement annuel de son axe horizontal est de 20 0, le déplacement saisonnier des zones subtropicales de haute pression est relativement faible. Il est généralement admis que de l'hiver à l'été, leurs axes horizontaux se déplacent de 5° de latitude.
Les tentatives d'explication quantitative de la relation géographique entre les zones latitudinales élevées et Pression artérielle faible ont été faites depuis longtemps, mais il n'y a pas encore de réponse satisfaisante. Par conséquent, dans les modèles empiriques modernes de la circulation atmosphérique générale position géographique les zones de pressions différentes sont considérées comme données. La formation de zones de haute pression dans les régions subtropicales et de zones de basse pression dans les latitudes subpolaires s'explique par les particularités de l'activité cyclonique. Ainsi, les anticyclones qui apparaissent dans zone tempérée avec un transport général vers l'ouest, au cours de leur mouvement, ils se déplacent vers des latitudes plus basses et s'y intensifient, créant une zone de haute pression. Les cyclones, au contraire, lorsqu'ils se déplacent dans les mêmes latitudes moyennes, se déplacent vers des latitudes plus élevées. hautes latitudes, formant une zone de basse pression subpolaire. Cette séparation des cyclones et des anticyclones dépend de l'évolution de la force de déviation de la rotation terrestre (force de Coriolis) avec la latitude.
Répartition zonale de la pression et du transport aérien près de la surface terrestre et dans la basse troposphère (schéma). A droite se trouve la direction des gradients de pression le long du méridien dans les zones correspondantes.
La direction du transfert de masse d'air dans les couches inférieures de la troposphère est associée à la répartition zonale des zones de haute et basse pression. Le long de la périphérie polaire de la zone subtropicale aux latitudes moyennes, un transport vers l'ouest se crée ; il s'étend jusqu'au axe de la zone subpolaire, c'est-à-dire jusqu'à 60-650 s. w. et S. Le transport vers l’ouest est plus prononcé sur les océans de l’hémisphère sud. Sur les continents, la fréquence des vents d’ouest est moins fréquente.
Le long de la périphérie de la zone anticyclonique subtropicale face à l’équateur, c’est-à-dire sous les tropiques, le gradient de pression à la surface de la Terre est dirigé vers l'équateur et le transport oriental domine ici, couvrant l'ensemble de la surface terrestre. zone tropicale. Ce sont ce qu'on appelle les alizés - des vents tropicaux stables d'est.
Dans la région polaire, le gradient de pression est dirigé du pôle vers les latitudes subpolaires, ce qui crée un transport aérien vers l’est. La prédominance des vents d'est s'exprime le plus clairement dans l'Antarctique, où se trouvent des zones où les vents d'est sont constants.
Le vent en tant que phénomène naturel est connu de tous depuis petite enfance. Il aime la brise fraîche lors d'une journée chaude, conduit les navires à travers la mer et peut même plier les arbres et briser les toits des maisons. Les principales caractéristiques qui déterminent le vent sont sa vitesse et sa direction.
D'un point de vue scientifique, le vent est le mouvement des masses d'air dans un plan horizontal. Ce mouvement se produit parce qu’il existe une différence de pression atmosphérique et de chaleur entre deux points. L'air se déplace des zones à haute pression vers les zones où le niveau de pression est plus faible. En conséquence, le vent se lève.
Caractéristiques du vent
Afin de caractériser le vent, deux paramètres principaux sont utilisés : la direction et la vitesse (force). La direction est déterminée par le côté de l'horizon d'où il souffle. Il peut être indiqué en points, conformément à l'échelle de 16 points. Selon lui, le vent peut être du nord, du sud-est, du nord-nord-ouest, etc. peut également être mesuré en degrés, par rapport à la ligne méridienne. Sur cette échelle, le nord est défini par 0 ou 360 degrés, l'est par 90 degrés, l'ouest par 270 degrés et le sud par 180 degrés. À leur tour, ils sont mesurés en mètres par seconde ou en nœuds. Un nœud équivaut à environ 0,5 kilomètre par heure. La force du vent se mesure également en points, selon l'échelle de Beaufort.
Selon lequel la force du vent est déterminée
Cette échelle a été introduite en 1805. Et en 1963, l'Association météorologique mondiale a adopté une gradation qui est toujours en vigueur aujourd'hui. Dans son cadre, 0 point correspond au calme, dans lequel la fumée montera verticalement et les feuilles des arbres resteront immobiles. Une force de vent de 4 correspond à un vent modéré, dans lequel de petites vagues se forment à la surface de l'eau et de fines branches et feuilles des arbres peuvent se balancer. 9 points correspondent à un vent de tempête, dans lequel même grands arbres, arrache les tuiles des toits, monte hautes vagues sur la mer. Et la force maximale du vent selon cette échelle, à savoir 12 points, se produit lors d'un ouragan. Il s’agit d’un phénomène naturel dans lequel le vent provoque de graves dégâts ; même les bâtiments permanents peuvent s’effondrer.
Exploiter la puissance du vent
L'énergie éolienne est largement utilisée dans le secteur de l'énergie comme l'une des énergies renouvelables. sources naturelles. Depuis des temps immémoriaux, l’humanité utilise cette ressource. Il suffit de rappeler les voiliers. Les moulins à vent, à l'aide desquels le vent est converti pour une utilisation ultérieure, sont largement utilisés dans les endroits caractérisés par des vents forts et constants. Parmi les différents domaines d'application d'un phénomène tel que l'énergie éolienne, il convient également de mentionner la soufflerie.
Vent - un phénomène naturel, qui peut apporter du plaisir ou de la destruction, ainsi qu'être utile à l'humanité. Et son action spécifique dépend de l'ampleur de la force (ou de la vitesse) du vent.
Vent- il s'agit d'un mouvement horizontal (flux d'air parallèle à la surface terrestre), résultant d'une répartition inégale de la chaleur et de la pression atmosphérique et dirigé d'une zone de haute pression vers une zone de basse pression
Le vent est caractérisé par sa vitesse (force) et sa direction. Direction est déterminé par les côtés de l’horizon d’où il souffle et se mesure en degrés. Vitesse du vent mesuré en mètres par seconde et en kilomètres par heure. La force du vent se mesure en points.
Vent dans les bottes, m/s, km/h
Échelle de Beaufort- balance conventionnelle pour évaluation visuelle et enregistrer la force du vent (vitesse) en points. Initialement, il a été développé par l'amiral anglais Francis Beaufort en 1806 pour déterminer la force du vent par la nature de sa manifestation en mer. Depuis 1874, cette classification a été adoptée pour une utilisation généralisée (sur terre et en mer) dans la pratique synoptique internationale. Au cours des années suivantes, il a changé et a été affiné (tableau 2). Un état de calme complet en mer a été considéré comme zéro point. Initialement, le système était de treize points (0-12 bft, sur l'échelle de Beaufort). En 1946 l'échelle a été augmentée à dix-sept (0-17). La force du vent sur l'échelle est déterminée par l'interaction du vent avec Divers articles. DANS dernières années, la force du vent est plus souvent évaluée par la vitesse, mesurée en mètres par seconde - à la surface de la terre, à une hauteur d'environ 10 m au-dessus d'une surface ouverte et plane.
Le tableau présente l'échelle de Beaufort, adoptée en 1963 par l'Organisation météorologique mondiale. L'échelle des vagues de la mer est de neuf points (les paramètres sont donnés pour une grande zone maritime ; dans les petites zones d'eau, les vagues sont moindres). Des descriptions des effets du mouvement des masses d’air sont données « pour les conditions de l’atmosphère terrestre à proximité de la surface terrestre ou de l’eau » et pour des températures supérieures à zéro. Sur la planète Mars par exemple, les ratios seront différents.
Force du vent à l'échelle de Beaufort et vagues de la mer
Tableau 1
| Points | Indication verbale de la force du vent | Vitesse du vent, m/s | Vitesse du vent km/h | Action du vent |
|
sur la terre |
en mer (points, vagues, caractéristiques, hauteur et longueur d'onde) |
||||
| 0 | Calme | 0-0,2 | Moins que 1 | Absence totale de vent. La fumée monte verticalement, les feuilles des arbres sont immobiles. | 0. Aucune excitation
Mer lisse miroir |
| 1 | Calme | 0,3-1,5 | 2-5 | La fumée s'écarte légèrement de la direction verticale, les feuilles des arbres sont immobiles | 1. Faible excitation.
Il y a de légères ondulations sur la mer, pas d'écume sur les crêtes. La hauteur des vagues est de 0,1 m et la longueur de 0,3 m. |
| 2 | Facile | 1,6-3,3 | 6-11 | On sent le vent sur son visage, les feuilles bruissent légèrement par moments, la girouette se met à bouger, | 2. Faible enthousiasme
Les crêtes ne basculent pas et semblent vitreuses. En mer, les vagues courtes mesurent 0,3 m de haut et 1 à 2 m de long. |
| 3 | Faible | 3,4-5,4 | 12-19 | Les feuilles et les fines branches des arbres à feuillage se balancent continuellement, des drapeaux légers se balancent. La fumée semble être léchée par le haut du tuyau (à une vitesse de plus de 4 m/sec). | 3. Légère excitation
Vagues courtes et bien définies. Les crêtes, en se renversant, forment une mousse vitreuse et parfois de petits agneaux blancs se forment. La hauteur moyenne des vagues est de 0,6 à 1 m et la longueur de 6 m. |
| 4 | Modéré | 5,5-7,9 | 20-28 | Le vent soulève de la poussière et des morceaux de papier. De fines branches d'arbres se balancent sans feuilles. La fumée se mélange à l'air et perd sa forme. C'est le meilleur vent pour faire fonctionner une éolienne conventionnelle (avec un diamètre de roue éolienne de 3 à 6 m) | 4.Enthousiasme modéré
Les vagues sont allongées, des calottes blanches sont visibles à de nombreux endroits. La hauteur des vagues est de 1 à 1,5 m et leur longueur de 15 m. Poussée de vent suffisante pour la planche à voile (sur une planche sous voile), avec possibilité de passer en mode planing (avec un vent d'au moins 6-7 m/s) |
| 5 | Frais | 8,0-10,7 | 29-38 | Les branches et les troncs d'arbres minces se balancent, le vent se fait sentir avec la main. Sort de gros drapeaux. Un sifflement à mes oreilles. | 4. Mer agitée
Les vagues sont bien développées en longueur, mais pas très grandes, des calottes blanches sont visibles partout (dans certains cas, des éclaboussures se forment). Hauteur des vagues 1,5-2 m, longueur - 30 m |
| 6 | Fort | 10,8-13,8 | 39-49 | Les branches d'arbres épaisses se balancent, les arbres minces se plient, les fils télégraphiques bourdonnent, les parapluies sont difficiles à utiliser | 5. Perturbation majeure
De grosses vagues commencent à se former. Les crêtes mousseuses blanches occupent de vastes zones. De la poussière d'eau se forme. Hauteur des vagues - 2-3 m, longueur - 50 m |
| 7 | Fort | 13,9-17,1 | 50-61 | Les troncs d'arbres se balancent, les grosses branches se plient, il est difficile de marcher contre le vent. | 6. Forte excitation
Les vagues s'amoncellent, les crêtes se brisent, l'écume s'étend en rayures au vent. Hauteur des vagues jusqu'à 3-5 m, longueur - 70 m |
| 8 | Très fort |
17,2-20,7 | 62-74 | Les branches fines et sèches des arbres se brisent, il est impossible de parler dans le vent, il est très difficile de marcher contre le vent. | 7. Très forte enthousiasme
Vagues longues et moyennement hautes. Les embruns commencent à monter le long des bords des crêtes. Des bandes de mousse sont disposées en rangées dans le sens du vent. Hauteur des vagues 5-7 m, longueur - 100 m |
| 9 | Tempête | 20,8-24,4 | 75-88 | Les grands arbres se plient, les grosses branches se brisent. Le vent arrache les tuiles des toits | 8.Très forte enthousiasme
Hautes vagues. L'écume tombe en larges bandes denses au gré du vent. Les crêtes des vagues commencent à chavirer et à s'effondrer en embruns, ce qui nuit à la visibilité. Hauteur des vagues - 7-8 m, longueur - 150 m |
| 10 | Fort tempête |
24,5-28,4 | 89-102 | Cela arrive rarement sur terre. Destruction importante des bâtiments, le vent abat les arbres et les déracine | 8.Très forte enthousiasme
Vagues très hautes avec de longues crêtes courbées vers le bas. La mousse qui en résulte est emportée par le vent en gros flocons sous la forme d'épaisses rayures blanches. La surface de la mer est blanche d'écume. Le rugissement puissant des vagues est comme des coups. La visibilité est mauvaise. Hauteur - 8-11 m, longueur - 200 m |
| 11 | Cruel tempête |
28,5-32,6 | 103-117 | On l'observe très rarement. Accompagné de grandes destructions sur de vastes zones. | 9. Vagues exceptionnellement hautes.
Les navires de petite et moyenne taille sont parfois cachés. La mer est toute recouverte de longs flocons d'écume blancs, situés sous le vent. Les bords des vagues sont soufflés partout en mousse. La visibilité est mauvaise. Hauteur - 11 m, longueur 250 m |
| 12 | Ouragan | >32,6 | Plus de 117 | Des destructions dévastatrices. Les rafales de vent individuelles atteignent des vitesses de 50 à 60 m.s. Un ouragan peut survenir avant un orage violent | 9. Une excitation exceptionnelle
L'air est rempli de mousse et de spray. La mer est toute recouverte de bandes d'écume. Très mauvaise visibilité. Hauteur des vagues >11 m, longueur - 300 m. |
Pour faciliter la mémorisation(compilé par : auteur du site Web)
3 - Faible - 5 m/s (~20 km/h) - les feuilles et les fines branches des arbres se balancent continuellement
5 - Frais - 10 m/s (~35 km/h) - sort de grands drapeaux, siffle dans les oreilles
7 - Fort - 15 m/s (~55 km/h) - les fils télégraphiques bourdonnent, il est difficile d'aller contre le vent
9 - Tempête - 25 m/s (90 km/h) - le vent fait tomber des arbres, détruit des bâtiments
* La longueur de l'onde de vent à la surface des plans d'eau (rivières, mers, etc.) est la distance horizontale la plus courte entre les sommets des crêtes adjacentes.
Dictionnaire:
Brise– vent de terre faible, avec une force jusqu'à 4 points.
Vent normal- acceptable, optimal pour quelque chose. Par exemple, pour la planche à voile sportive, vous avez besoin d'une poussée de vent suffisante (au moins 6 à 7 mètres par seconde), et lorsque parachutisme, au contraire, le temps sans vent est meilleur (hors dérive latérale, fortes rafales près de la surface terrestre et traînage de la voilure après l'atterrissage).
Tempête est appelé vent persistant et orageux à un ouragan, d'une force supérieure à 9 points (gradation sur l'échelle de Beaufort), accompagné de destructions sur terre et de fortes vagues en mer (tempête). Les tempêtes sont : 1) des grains ; 2) poussiéreux (sableux); 3) sans poussière ; 4) neigeux. Les grains commencent soudainement et se terminent tout aussi rapidement. Leurs actions se caractérisent par un énorme pouvoir destructeur (de tels vents détruisent les bâtiments et déracinent les arbres). Ces tempêtes sont possibles partout dans la partie européenne de la Russie, tant en mer que sur terre. En Russie, la frontière nord de la répartition des tempêtes de poussière passe par Saratov, Samara, Oufa, Orenbourg et les montagnes de l'Altaï. Des tempêtes de neige d'une grande force se produisent dans les plaines de la partie européenne et dans la steppe de la Sibérie. Les tempêtes sont généralement provoquées par le passage d’un front atmosphérique actif, d’un cyclone profond ou d’une tornade.
Bourrasque- une rafale de vent forte et violente (rafales de pointe) d'une vitesse de 12 m/sec et plus, généralement accompagnée d'un orage. À une vitesse de plus de 18 à 20 mètres par seconde, le vent en rafales démolit les structures et les panneaux mal sécurisés et peut briser les panneaux d'affichage et les branches d'arbres, provoquer la rupture des lignes électriques, ce qui crée un danger pour les personnes et les voitures à proximité. Des vents en rafales et en rafales se produisent lors du passage d'un front atmosphérique et avec un changement rapide de pression dans le système barique.
Vortex – éducation atmosphérique avec mouvement de rotation de l'air autour d'un axe vertical ou incliné.
Ouragan(typhon) est un vent de force destructrice et de durée considérable, dont la vitesse dépasse 120 km/h. Un ouragan « vit », c’est-à-dire se déplace, généralement pendant 9 à 12 jours. Les prévisionnistes lui donnent un nom. L'ouragan détruit des bâtiments, déracine des arbres, démolit des structures légères, casse des câbles et endommage des ponts et des routes. Son pouvoir destructeur peut être comparé à un tremblement de terre. La patrie des ouragans est l’océan, plus proche de l’équateur. Les cyclones saturés de vapeur d'eau se déplacent d'ici vers l'ouest, se tordant de plus en plus et augmentant leur vitesse. Les diamètres de ces vortex géants sont de plusieurs centaines de kilomètres. Les ouragans sont plus actifs en août et septembre.
En Russie, les ouragans se produisent le plus souvent dans les territoires de Primorsky et de Khabarovsk, à Sakhaline, au Kamchatka, à Chukotka et dans les îles Kouriles.
Tornades– ce sont des vortex verticaux ; les grains sont souvent horizontaux et font partie de la structure des cyclones.
Le mot « smerch » est russe et vient du concept sémantique de « crépuscule », c'est-à-dire une situation sombre et orageuse. Une tornade est un entonnoir rotatif géant, à l'intérieur duquel règne une basse pression, et tous les objets qui se trouvent sur le chemin du mouvement de la tornade sont aspirés dans cet entonnoir. À son approche, un rugissement assourdissant se fait entendre. Une tornade se déplace au-dessus du sol à une vitesse moyenne de 50 à 60 km/h. Les tornades sont de courte durée. Certains d'entre eux « vivent » pendant quelques secondes ou minutes, et quelques-uns seulement - jusqu'à une demi-heure.
Sur le continent nord-américain, une tornade s'appelle tornade, et en Europe – thrombus. Une tornade peut soulever une voiture dans les airs, déraciner des arbres, plier un pont et détruire les étages supérieurs des bâtiments.
La tornade au Bangladesh, observée en 1989, a été inscrite dans le Livre Guinness des records comme la plus terrible et la plus destructrice de toute l'histoire des observations, malgré le fait que les habitants de la ville de Shaturia aient été prévenus à l'avance de l'approche de la tornade. , 1 300 personnes en ont été victimes.
En Russie, les tornades se produisent plus souvent pendant les mois d'été dans l'Oural, Côte de la mer Noire, dans la région de la Volga et en Sibérie.
Les prévisionnistes classent les ouragans, les tempêtes et les tornades comme des événements d'urgence avec une vitesse de propagation modérée, de sorte qu'il est le plus souvent possible d'émettre un avertissement de tempête à temps. Elle peut être transmise par les canaux de la protection civile : après le son des sirènes" Attention à tous !"Il faut écouter les reportages de la télévision et de la radio locales.
Symboles sur les cartes météorologiques pour les événements météorologiques liés au vent
En météorologie et hydrométéorologie, la direction du vent (« d'où il souffle ») est indiquée sur la carte par une flèche dont le type de plumage indique la vitesse moyenne du flux d'air. En navigation aérienne, le nom de la direction est à l'opposé. En navigation sur l'eau, l'unité de vitesse (nœud) d'un navire est prise égale à un mille marin par heure (dix nœuds correspondent à environ cinq mètres par seconde).
Sur une carte météorologique, une longue plume de flèche de vent signifie 5 m/s, une courte - 2,5 m/s, en forme de drapeau triangulaire - 25 m/s (suit une combinaison de quatre longues lignes et 1 courte un). Dans l’exemple représenté sur la figure, il y a un vent de 7 à 8 m/s. Si la direction du vent est instable, une croix est placée au bout de la flèche.
L'image montre symboles directions et vitesses du vent utilisées sur les cartes météorologiques, ainsi qu'un exemple d'application d'icônes et de fragments d'une matrice de cent cellules de symboles météorologiques (par exemple, de la neige soufflée et une tempête de neige, lorsqu'il y a une augmentation et une redistribution dans couche de sol air de neige déjà tombée).
Ces symboles sont visibles sur la carte synoptique du Centre hydrométéorologique de Russie (http://meteoinfo.ru), compilée à la suite de l'analyse des données actuelles pour le territoire de l'Europe et de l'Asie, qui montre schématiquement les limites des zones chaudes et zones froides fronts atmosphériques et les directions de leurs mouvements le long de la surface de la Terre.
Que faire en cas d'avertissement de tempête ?
1. Fermez et verrouillez hermétiquement toutes les portes et fenêtres. Appliquer des bandes de plâtre en travers sur le verre (pour éviter la dispersion des fragments).
2. Préparez une réserve d'eau et de nourriture, des médicaments, une lampe de poche, des bougies, une lampe à pétrole, un récepteur alimenté par batterie, des documents et de l'argent.
3. Coupez le gaz et l'électricité.
4. Retirez les objets des balcons (cours) qui pourraient être emportés par le vent.
5. Passer des bâtiments légers à des bâtiments plus solides ou à des abris de protection civile.
6. Dans une maison de village, déménagez dans la partie la plus spacieuse et la plus durable, et mieux encore, au sous-sol.
8. Si vous avez une voiture, essayez de vous éloigner le plus possible de l’épicentre de l’ouragan.
Les enfants des jardins d’enfants et des écoles doivent être renvoyés chez eux à l’avance. Si un avertissement de tempête arrive trop tard, les enfants doivent être placés dans les sous-sols ou dans les zones centrales des bâtiments.
Il est préférable d'attendre la fin d'un ouragan, d'une tornade ou d'une tempête dans un abri, un abri préalablement préparé, ou au moins dans un sous-sol. Cependant, souvent, un avertissement de tempête est donné seulement quelques minutes avant l'arrivée de la tempête, et pendant ce temps, il n'est pas toujours possible de se mettre à l'abri.
Si vous vous retrouvez dehors pendant un ouragan
2. Vous ne devez pas vous trouver sur les ponts, les viaducs, les viaducs ou dans les endroits où sont stockées des substances inflammables et toxiques.
3. Cachez-vous sous un pont, auvent en béton armé, dans un sous-sol, cave. Vous pouvez vous allonger dans un trou ou dans n'importe quelle dépression. Protégez vos yeux, votre bouche et votre nez du sable et de la terre.
4. Vous ne pouvez pas grimper sur le toit et vous cacher dans le grenier.
5. Si vous conduisez une voiture dans la plaine, arrêtez-vous mais ne quittez pas la voiture. Fermez bien ses portes et fenêtres. Pendant une tempête de neige, couvrez le côté radiateur du moteur avec quelque chose. Si le vent n’est pas fort, vous pouvez pelleter la neige de votre voiture de temps en temps pour éviter de vous enseveli sous une épaisse couche de neige.
6. Si vous êtes dans les transports publics, quittez-les immédiatement et cherchez un abri.
7. Si les éléments vous surprennent dans un endroit élevé ou ouvert, courez (rampez) vers une sorte d'abri (rochers, forêt) qui pourrait amortir la force du vent, mais méfiez-vous des chutes de branches et d'arbres.
8. Une fois le vent tombé, ne quittez pas immédiatement l'abri, car le grain pourrait réapparaître dans quelques minutes.
9. Restez calme et ne paniquez pas, aidez les victimes.
Comment se comporter après une catastrophe naturelle
1. Lorsque vous quittez l’abri, regardez autour de vous pour voir s’il y a des objets en surplomb, des parties de structures ou des fils cassés.
2. N'allumez pas de gaz ni de feu, n'allumez pas l'électricité jusqu'à ce que les services spéciaux vérifient l'état des communications.
3. N'utilisez pas l'ascenseur.
4. N'entrez pas dans les bâtiments endommagés et ne vous approchez pas de fils électriques tombés.
5. La population adulte assiste les sauveteurs.
Dispositifs
La vitesse exacte du vent est déterminée à l'aide d'un appareil - un anémomètre. Si un tel appareil n'existe pas, vous pouvez réaliser une « planche sauvage » de mesure du vent maison (Fig. 1), avec une précision de mesure suffisante pour des vitesses de vent allant jusqu'à dix mètres par seconde.
Riz. 1. Girouette faite maison Wilda :
1 - tube vertical (600 mm de long) avec une extrémité supérieure pointue soudée, 2 - tige horizontale avant de la girouette avec boule de contrepoids ; 3 - roue de girouette ; 4 - cadre supérieur ; 5 - axe horizontal de la charnière de la planche ; 6 - planche de mesure du vent (pesant 200 g). 7 - tige verticale fixe inférieure sur laquelle sont montés des indicateurs cardinaux : N - nord, S - sud, 3 - ouest, E - est ; N° 1 - N° 8 - broches indicatrices de vitesse du vent.
La girouette est installée à une hauteur de 6 à 12 mètres, au-dessus d'une surface plane et ouverte. Sous la girouette se trouvent des flèches indiquant la direction du vent. Au-dessus de la girouette, au tube 1 sur l'axe horizontal 5, une planche de mesure du vent 6 mesurant 300x150 mm est articulée au cadre 4. Poids de la planche - 200 grammes (ajusté à l'aide d'un appareil de référence). En revenant du cadre 4, un segment d'arc y est attaché (avec un rayon de 160 mm) avec huit broches, dont quatre longues (140 mm chacune) et quatre courtes (100 mm chacune). Les angles de fixation sont avec la verticale pour l'axe n° 1-0° ; N° 2 - 4° ; N° 3 - 15,5° ; N° 4 - 31° ; N° 5 - 45,5° ; N° 6 - 58° ; N° 7 - 72° ; N° 8-80,5°.
La vitesse du vent est déterminée en mesurant l'angle de déviation de la planche. Après avoir déterminé la position de la planche de mesure du vent entre les broches de l'arc, tournez-vous vers la table. 1, où cette position correspond à une certaine vitesse du vent.
La position de la planche entre les quilles ne donne qu'une idée approximative de la vitesse du vent, d'autant plus que la force du vent change rapidement et fréquemment. Le plateau ne reste jamais longtemps dans une position, mais fluctue constamment dans certaines limites. En observant l'évolution de la pente de cette planche pendant 1 minute, déterminez sa pente moyenne (calcul par moyenne valeurs maximales) et seulement après cela, la vitesse moyenne du vent par minute est jugée. Pour des vitesses de vent élevées dépassant 12-15 m/sec, les lectures de cet appareil ont une faible précision (cette limitation est le principal inconvénient du schéma considéré).
Application
Vitesse moyenne du vent sur l'échelle de Beaufort en années différentes son application
Tableau 2
| Indiquer | Verbal caractéristique |
Vitesse moyenne du vent (m/s) selon recommandations | ||||
| Simpson | Köppen | Comité météorologique international | ||||
| 1906 | 1913 | 1939 | 1946 | 1963 | ||
| 0 | Calme | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | Vent calme | 0,8 | 0,7 | 1,2 | 0,8 | 0,9 |
| 2 | Légère brise | 2,4 | 3,1 | 2,6 | 2,5 | 2,4 |
| 3 | Vent léger | 4,3 | 4,8 | 4,3 | 4,4 | 4,4 |
| 4 | Vent modéré | 6,7 | 6,7 | 6,3 | 6,7 | 6,7 |
| 5 | Brise fraîche | 9,4 | 8,8 | 8,7 | 9,4 | 9,3 |
| 6 | Vent fort | 12,3 | 10,8 | 11,3 | 12,3 | 12,3 |
| 7 | vent fort | 15,5 | 12,7 | 13,9 | 15,5 | 15,5 |
| 8 | Vent très fort | 18,9 | 15,4 | 16,8 | 18,9 | 18,9 |
| 9 | Tempête | 22,6 | 18,0 | 19,9 | 22,6 | 22,6 |
| 10 | Gros orage | 26,4 | 21,0 | 23,4 | 26,4 | 26,4 |
| 11 | Tempête féroce | 30,0 | 27,1 | 30,6 | 30,5 | |
| 12 | Ouragan | 29,0 | 33,0 | 32,7 | ||
| 13 | 39,0 | |||||
| 14 | 44,0 | |||||
| 15 | 49,0 | |||||
| 16 | 54,0 | |||||
| 17 | 59,0 | |||||
L'échelle des ouragans a été développée par Herbert Saffir et Robert Simpson au début des années 1920 pour mesurer les dégâts potentiels d'un ouragan. Il est basé sur des valeurs numériques de la vitesse maximale du vent et comprend une évaluation des ondes de tempête dans chacune des cinq catégories. Dans les pays asiatiques, ce phénomène naturel est appelé typhon (traduit de langue chinoise- « grand vent »), et en Nord et Amérique du Sud- appelé ouragan. Lors de la quantification de la vitesse du vent, les abréviations suivantes sont utilisées : km/h / mph- kilomètres/miles par heure, MS- mètres par seconde.
Tableau 3
| № | Catégorie | Vitesse maximum vent | Vagues de tempête, m | Effet sur les objets au sol | Effet sur la zone côtière |
| 1 | Le minimum | 119-153 km/h 74-95 mph 33-42 m/s |
12-15 | Arbres et buissons endommagés | Dommages mineurs aux piles, quelques petits bateaux au mouillage ont été arrachés de leurs ancres |
| 2 | Modéré | 154-177 km/h 96-110 mph 43-49 m/s |
18-23 | Dommages importants aux arbres et buissons ; certains arbres ont été abattus, des maisons préfabriquées ont été gravement endommagées | Dommages importants aux quais et aux marinas, avec de petits navires au mouillage arrachés de leurs ancres |
| 3 | Significatif | 178-209 km/h 111-129 mph 49-58 m/s |
27-36 | De grands arbres ont été abattus, des maisons préfabriquées ont été détruites et certains petits bâtiments ont vu leurs fenêtres, portes et toits endommagés. | Graves inondations le long du littoral ; les petits bâtiments sur le rivage ont été détruits |
| 4 | Énorme | 210-249 km/h 130-156 mph 58-69 m/s |
39-55 | Des arbres, des buissons et des panneaux publicitaires ont été renversés, des maisons préfabriquées ont été entièrement détruites, les fenêtres, les portes et les toits ont été gravement endommagés. | Les zones situées à une altitude allant jusqu'à 3 mètres au-dessus du niveau de la mer sont inondées ; les inondations s'étendent jusqu'à 10 km à l'intérieur des terres ; dommages causés par les vagues et les débris transportés par elles |
| 5 | Catastrophe | >250km/h > 157 mph > 69 m/s |
Plus de 55 | Tous les arbres, buissons et panneaux publicitaires ont été abattus et de nombreux bâtiments ont été gravement endommagés ; certains bâtiments ont été complètement détruits ; maisons préfabriquées démolies | De graves dommages ont été causés aux étages inférieurs des bâtiments jusqu'à 4,6 mètres au-dessus du niveau de la mer, dans une zone s'étendant jusqu'à 457 mètres à l'intérieur des terres. Des évacuations massives de la population des zones côtières sont nécessaires |
Échelle de tornade
L'échelle des tornades (échelle Fujita-Pearson) a été développée par Theodore Fujita pour classer les tornades selon le degré de dégâts causés par le vent. Les tornades sont caractéristiques principalement de l'Amérique du Nord.
tableau 4
| Catégorie | Vitesse, km/h | Dommage |
| F0 | 64-116 | Détruit les cheminées, endommage les cimes des arbres |
| F1 | 117-180 | Déchire les maisons préfabriquées (en panneaux) des fondations ou les renverse |
| F2 | 181-253 | Des destructions importantes. Les maisons préfabriquées sont détruites, les arbres sont déracinés |
| F3 | 254-332 | Détruit les toits et les murs, disperse les voitures, renverse les camions |
| F4 | 333-419 | Détruit les murs fortifiés |
| F5 | 420-512 | Soulève les maisons et les déplace sur une distance considérable |
Glossaire des termes:
Côté sous le vent objet (protégé du vent par l'objet lui-même ; une zone de haute pression, due à une forte décélération de l'écoulement) fait face à l'endroit où souffle le vent. Sur la photo - à droite. Par exemple, sur l'eau, les petits navires s'approchent des navires plus grands du côté sous le vent (où ils sont protégés des vagues et du vent par la coque du plus grand navire). Les usines et entreprises « fumeurs » devraient être situées par rapport aux bâtiments urbains résidentiels - du côté sous le vent (dans la direction vents dominants) et être séparé de ces zones par des zones de protection sanitaire assez larges. 
Côté au vent objet (colline, navire de mer) - du côté d'où souffle le vent. Du côté au vent des crêtes, des mouvements ascendants de masses d'air se produisent et du côté sous le vent, une chute d'air vers le bas se produit. La plus grande partie Les précipitations (sous forme de pluie et de neige), causées par l'effet barrière des montagnes, tombent du côté au vent, et du côté sous le vent, un effondrement d'air plus froid et plus sec commence.
Calcul approximatif de la pression dynamique du vent par mètre carré de panneau publicitaire (perpendiculaire au plan de la structure) installé à proximité de la chaussée. Dans l’exemple, la vitesse maximale du vent de tempête attendue dans un endroit donné est supposée être de 25 mètres par seconde.
Les calculs sont effectués selon la formule :
P = 1/2 * (densité de l'air) * V^2 = 1/2 * 1,2 kg/m3 * 25^2 m/s = 375 N/m2 ~ 38 kilogrammes par mètre carré (kgf)
Notez que la pression augmente comme le carré de la vitesse. Prendre en compte et inclure dans le projet de construction suffisamment marge de sécurité, stabilité (en fonction de la hauteur du support) et résistance aux fortes rafales de vent et précipitation, sous forme de neige et de pluie.
À quelle force du vent les vols de l’aviation civile sont-ils annulés ?
La cause des perturbations des horaires de vol, des retards ou des annulations de vols peut être un avertissement de tempête émis par les météorologues sur les aérodromes de départ et de destination.
Le minimum météorologique requis pour le décollage et l'atterrissage (normal) en toute sécurité d'un aéronef correspond aux limites admissibles pour les modifications d'un ensemble de paramètres : vitesse et direction du vent, ligne de visée, état de la piste de l'aérodrome et hauteur de la partie inférieure. limite de nuages. Mauvais temps, sous forme de fortes pluies précipitations atmosphériques(pluie, brouillard, neige et blizzard), avec de vastes orages frontaux - peuvent également entraîner l'annulation de vols au départ de l'aéroport.
Les valeurs des minimums météorologiques peuvent varier pour des aéronefs spécifiques (selon leurs types et modèles) et des aéroports (selon la classe et la disponibilité d'équipements au sol suffisants, en fonction des caractéristiques du terrain entourant l'aérodrome et des disponibilités hautes montagnes), et sont également déterminés par les qualifications et l’expérience de vol des pilotes de l’équipage et du commandant du navire. Le pire minimum est pris en compte et pour exécution.
Une interdiction de vol est possible en cas de mauvais temps sur l'aérodrome de destination, s'il n'y a pas deux aéroports de dégagement à proximité avec des conditions météorologiques acceptables.
À vent fort, les avions décollent et atterrissent à contre-courant (roulage, à cet effet, jusqu'à la piste appropriée). Dans ce cas, non seulement la sécurité est assurée, mais la distance de course au décollage et la distance de course à l'atterrissage sont également considérablement réduites. Les limites des composantes latérales et arrière de la vitesse du vent, pour la plupart des avions civils modernes, sont respectivement d'environ 17-18 et 5 m/s. Le danger d'un roulis, d'une dérive et d'un virage important d'un avion de ligne lors de son décollage et de son atterrissage est représenté par un vent en rafales inattendu et fort (graine).
http://www.meteorf.ru - Roshydromet ( Service fédéral sur l'hydrométéorologie et la surveillance environnement). Centre de recherche hydrométéorologique de la Fédération de Russie.
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La principale grandeur caractérisant la force du vent est sa vitesse. L'ampleur de la vitesse du vent est déterminée par la distance en mètres qu'il parcourt pendant 1 seconde. Par exemple, si en 20 sec. le vent a parcouru une distance de 160 m, alors sa vitesse v pour une période de temps donnée était égale à :
La vitesse du vent est très variable : elle change non seulement sur une longue période de temps, mais aussi sur de courtes périodes (en une heure, une minute et même une seconde) de manière importante. En figue. La figure 1 montre une courbe montrant l'évolution de la vitesse du vent sur 6 minutes. De cette courbe, nous pouvons conclure que le vent se déplace à une vitesse pulsée.
Figue. 1. Caractéristiques de la vitesse du vent.
Les vitesses du vent observées sur de courtes périodes de quelques secondes à 5 minutes sont dites instantanées ou réelles. Les vitesses du vent obtenues sous forme de moyennes arithmétiques à partir des vitesses instantanées sont appelées vitesses moyennes du vent. Si vous additionnez les vitesses du vent mesurées pendant la journée et divisez par le nombre de mesures, vous obtenez la vitesse quotidienne moyenne du vent. Si nous additionnons les vitesses quotidiennes moyennes du vent pour tout le mois et divisons cette somme par le nombre de jours du mois, nous obtenons la vitesse mensuelle moyenne du vent. En additionnant les vitesses mensuelles moyennes et en divisant la somme par douze mois, nous obtenons la vitesse annuelle moyenne du vent. Un projet étudiant intéressant. Personnages célèbres de Russie. Une très grande base de données de noms de famille et tout est gratuit.
La vitesse du vent est mesurée à l'aide d'instruments appelés anémomètres. L'anémomètre le plus simple, qui permet de déterminer la vitesse instantanée du vent et est appelé anémomètre à girouette le plus simple, est illustré à la Fig. 2.
Figue. 2. L'anémomètre à girouette le plus simple.
Il se compose d'une planche métallique oscillant autour d'un axe horizontal a, montée sur un support vertical b. Sur le côté de la carte, sur le même axe a, est fixe le secteur b, avec huit broches. Une girouette d est fixée au support b en dessous du secteur, qui positionne toujours la planche avec son plan face au vent. Lorsque ce dernier fonctionne, la planche dévie et passe devant les broches, dont chacune indique une certaine vitesse du vent. Le poteau b avec la girouette d tourne autour de la douille d, dans laquelle sont fixées 4 longues tiges dans le plan horizontal, indiquant les principaux points cardinaux : nord, sud, est et ouest, et entre elles 4 courtes, pointant vers le nord-est, nord-ouest, sud-est et sud-ouest. Ainsi, à l'aide d'un anémomètre girouette, vous pouvez déterminer simultanément la vitesse et la direction du vent.
Les valeurs des vitesses de vent correspondant à chaque broche du secteur b sont données dans le tableau. 1.
Il est pratique de déterminer les vitesses moyennes du vent sur des périodes courtes et longues à l'aide d'un anémomètre de l'usine de Metrpribor (Fig. 3). Il est constitué d'une traverse à hémisphères posée sur un axe, qui engrène avec un rouage placé dans une boîte à cadran.
Figue. 3. Anémomètre de l'usine Metrpribor.
Les axes des engrenages sont affichés sur le cadran et comportent à leurs extrémités des flèches qui indiquent sur l'échelle le chemin parcouru par le vent dans un laps de temps donné. En divisant le nombre indiqué par les aiguilles du cadran par le nombre de secondes pendant lesquelles l'anémomètre a tourné, on obtient la vitesse du vent par seconde pour la période observée. Par exemple, avant le début de l'observation, les flèches sur le cadran indiquaient 7170 m, mais après 2 minutes, égales à 120 secondes, les flèches indiquaient 7650 m. Par conséquent, vitesse moyenne vent sur une période de 2 minutes. était égal à :
Si les instruments ci-dessus ne sont pas disponibles, la vitesse du vent peut être déterminée approximativement par signes extérieurs observés dans la nature (voir tableau 2).
