Вітер - це горизонтальний потік повітря, який відрізняється низкою певних характеристик: силою, напрямком і швидкістю. Саме для визначення швидкості вітрів ірландський адмірал ще на початку XIX століття розробив спеціальну таблицю. Так звана шкала Бофорта використовується і в наші дні. Що таке шкала? Як правильно нею користуватися? І що шкала Бофорта не дозволяє визначити?
Що таке вітер?
Наукове визначення даного поняття таке: вітер - це повітряний потік, який рухається паралельно земній поверхні з області високого в область низького атмосферного тиску. Це явище характерне не тільки для нашої планети. Так, найсильніші в Сонячній системі вітру дують на Нептуні і Сатурні. І земні вітри, порівняно з ними, можуть здатися легким і дуже приємним бризом.
Вітер завжди грав важливу роль у житті людини. Він надихав стародавніх письменників на створення міфічних сюжетів, легенд і казок. Саме завдяки вітру у людини з 'явилася можливість долати значні відстані по морю (за допомогою вітрильників) і по повітрю (за допомогою повітряних куль). Вітер задіяний і в "побудові" багатьох земних ландшафтів. Так, він переносить з місця на місце мільйони піщинок, формуючи тим самим унікальні еолові форми рельєфу: дюни, бархани і піщані гряди.
У той же час, вітру здатні не тільки творити, але і руйнувати. Їх градієнтні коливання здатні спровокувати втрату контролю над літаком. Сильний вітер істотно розширює масштаби лісових пожеж, а на великих водоймах народжує величезні хвилі, які руйнують будинки і забирають життя людей. Ось чому так важливо вивчати і вимірювати вітер.
Основні параметри вітру
Прийнято виділяти чотири основні параметри вітру: сила, швидкість, напрямок і тривалість. Всі вони вимірюються за допомогою спеціальних пристосувань. Силу і швидкість вітру визначають за допомогою так званого анемометра, напрямок - за допомогою флюгера.
Виходячи з параметра тривалості, метеорологи виділяють шквали, бризи, шторми, урагани, тайфуни та інші типи вітрів. Напрямок вітру визначається по тій стороні горизонту, звідки він дме. Для зручності їх скорочують такими латинськими літерами:
- N (північний).
- S (південний).
- W (західний).
- E (східний).
- C (затишшя).
Нарешті, швидкість вітру вимірюється на висоті 10 метрів за допомогою анемометрів або спеціальних радарів. Причому тривалість таких вимірювань у різних країнах світу неоднакова. Наприклад, на американських метеорологічних станціях враховується усереднена швидкість повітряних потоків за 1 хвилину, в Індії - за 3 хвилини, а в багатьох європейських країнах - за 10 хвилин. Класичний інструмент представлення даних за швидкістю і силою вітру - це так звана шкала Бофорта. Як і коли вона з 'явилася?
Хто такий Френсіс Бофорт?
Френсіс Бофорт (1774-1857) - ірландський моряк, військовий адмірал і картограф. Він народився в невеликому містечку Ан-Уавь в Ірландії. Закінчивши школу, 12-річний хлопчик продовжив своє навчання під проводом відомого професора Ушера. У цей період він вперше виявив неабиякі здібності до вивчення "морських наук". У підлітковому віці він вступив на службу в східно-індійську компанію і взяв активну участь у зйомці Яванського моря.
Слід зазначити, що Френсіс Бофорт ріс досить сміливим і відважним хлопцем. Так, під час аварії судна в 1789 році юнак виявив величезну самовідданість. Розгубивши всю свою їжу і особисті речі, він зумів врятувати цінні інструменти команди. У 1794 році Бофорт брав участь у морській битві проти французів і героїчно буксирував підбите ворожим вогнем судно.
Розробка вітрової шкали
Френсіс Бофорт був на рідкість працьовитий. Щодня він прокидався о п 'ятій годині ранку і відразу ж приймався за роботу. Бофорт був значущим авторитетом серед військових і моряків. Однак всесвітню славу він набув завдяки своїй унікальній розробці. Будучи ще мічманом, допитливий юнак вів щоденний щоденник спостережень за погодою. Пізніше всі ці спостереження допомогли йому скласти спеціальну шкалу вітрів. У 1838 році вона була офіційно затверджена британським адміралтейством.
На честь знаменитого вченого і картографа названо одне з морів, острів в Антарктиці, річка і мис у північній Канаді. А ще Френсіс Бофорт прославився тим, що створив поліалфавітний військовий шифр, який також отримав його ім 'я.
Шкала Бофорта та її особливості
Шкала являє собою найбільш ранню класифікацію вітрів за їх силою і швидкістю. Вона була розроблена на основі метеорологічних спостережень в умовах відкритого моря. Спочатку класична шкала вітрів Бофорта є дванадцятибальною. Лише в середині ХХ століття вона була розширена до 17-ти рівнів, щоб можна було розрізняти вітру ураганної сили.
Сила вітру за шкалою Бофорта визначається за двома критеріями:
- За його впливом на різні наземні предмети та об 'єкти.
- За ступенем хвилювання відкритого моря.
Важливо відзначити, що шкала Бофорта не дозволяє визначати тривалість і напрямок повітряних потоків. У ній міститься докладна класифікація вітрів за їх силою і швидкістю.
Шкала Бофорта: таблиця для суші
Нижче представлено таблицю з докладним описом впливу вітру на наземні предмети та об 'єкти. Шкала, розроблена ірландським вченим Ф. Бофортом, складається з дванадцяти рівнів (балів).
Шкала Бофорта для суші
|
Сила вітру (у балах) |
Швидкість вітру (м/с) |
Вплив вітру на предмети |
|
0 |
0-0,2 |
Повний штиль. Дим піднімається вгору строго вертикально |
|
1 |
0,3-1,5 |
Дим трохи відхиляється вбік, проте флюгери залишаються нерухомими |
|
2 |
1,6-3,3 |
Починає шелестіти листя на деревах, вітер відчувається шкірою обличчя |
|
3 |
3,4-5,4 |
Розвіваються полотнища прапорів, колишаться листя і дрібні гілки на деревах |
|
4 |
5,5-7,9 |
Вітер піднімає з землі пил і дрібне сміття |
|
5 |
8,0-10,7 |
Вітер можна "помацати" руками. Колишаться тонкі стовбури маленьких дерев. |
|
6 |
10,8-13,8 |
Колишаться великі гілки, "гудуть" дроти |
|
7 |
13,9-17,1 |
Розгойдуються стовбури дерев |
|
8 |
17,2-20,7 |
Ламаються гілки дерев. Йти проти вітру стає досить важко |
|
9 |
20,8-24,4 |
Вітер руйнує навіси і дахи будівель |
|
10 |
24,5-28,4 |
Суттєві руйнування, вітер може виривати дерева із землі |
|
11 |
28,5-32,6 |
Великі руйнування на великих площах |
|
12 |
понад 32,6 |
Величезні пошкодження будинків і будівель. Вітер знищує рослинність |
Таблиця Бофорта за станом моря
В океанографії існує таке поняття, як стан моря. Воно включає в себе висоту, періодичність і силу морських хвиль. Нижче представлена шкала Бофорта (таблиця), яка допоможе визначити силу і швидкість вітру, виходячи з цих ознак.
Шкала Ф.Бофорта для відкритого океану
|
Сила вітру (у балах) |
Швидкість вітру (у вузлах) |
Вплив вітру на море |
|
0 |
0-1 |
Поверхня водного дзеркала ідеально рівна і гладка |
|
1 |
1-3 |
На поверхні води з 'являється дрібне хвилювання, ряб |
|
2 |
4-6 |
З 'являються короткі хвилі до 30 см у висоту |
|
3 |
7-10 |
Хвилі короткі, але виражені виразно, з піною і "барашками" |
|
4 |
11-16 |
З 'являються подовжені хвилі до 1,5 м у висоту |
|
5 |
17-21 |
Хвилі довгі з повсюдним поширенням "барашків" |
|
6 |
22-27 |
Утворюються великі хвилі з бризками і пеністими гребенями |
|
7 |
28-33 |
Великі хвилі до 5 м у висоту, піна лягає смугами |
|
8 |
34-40 |
Високі та довгі хвилі з потужними бризками (до 7,5 м) |
|
9 |
41-47 |
Утворюються високі (до десяти метрів) хвилі, гребені яких перекидаються і розсипаються бризками |
|
10 |
48-55 |
Дуже високі хвилі, які перекидаються з сильним гуркотом. Вся поверхня моря покрита білою піною |
|
11 |
56-63 |
Вся водна поверхня покривається довгими білесими пластівцями піни. Видимість значно обмежена |
|
12 |
понад 64 |
Ураган. Видимість об 'єктів дуже погана. Повітря перенасичене бризками і піною |
Таким чином, завдяки шкалі Бофорта люди можуть спостерігати за вітром і оцінювати його силу. Це дає можливість складати максимально точні прогнози погоди.