A szél sebessége Beaufort-skálában és méter per másodperc

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A szél a levegő vízszintes irányú mozgása a földfelszín mentén. Az, hogy milyen irányba fúj, a bolygó légkörében lévő nyomászónák eloszlásától függ. A cikk a szél sebességével és irányával kapcsolatos kérdésekkel foglalkozik.

szélkakas vagy kökörcsin

Talán a természetben ritka jelenség lesz a teljesen nyugodt idő, mert mindig érezni, hogy enyhe szellő fúj. Az emberiséget ősidők óta érdekelte a légmozgás iránya, ezért találták fel az úgynevezett szélkakast vagy kökörcsint. Az eszköz egy függőleges tengelyen szabadon forgó nyíl a szélerő hatására. Irányt mutat neki. Ha meghatározza azt a pontot a horizonton, ahonnan a szél fúj, akkor az e pont és a megfigyelő között húzott vonal a levegő mozgásának irányát mutatja.

Annak érdekében, hogy a megfigyelő információkat továbbítson a szélről másoknak, olyan fogalmakat használnak, mint az észak, dél, kelet, nyugat és ezek különféle kombinációi. Mivel minden irány összessége kört alkot, a verbális megfogalmazásis megkettőződik a megfelelő értékkel fokban. Például az északi szél jelentése 0o (a kék iránytű tű észak felé mutat).

Szélrózsa koncepció

A légtömegek mozgásának irányáról és sebességéről szólva érdemes néhány szót ejteni a szélrózsáról. Ez egy kör vonalakkal, amelyek a levegő áramlását mutatják. Ennek a szimbólumnak az első említése idősebb Plinius latin filozófus könyveiben található.

A szélrózsán a teljes kör, amely a levegő előrehaladásának lehetséges vízszintes irányait tükrözi, 32 részre van osztva. A főbbek északi (0^o vagy 360^o), déli (180^o), keleti (90^o) és Nyugat (270^o). Az így kapott kör négy része tovább oszlik, és alkotja az északnyugatot (315^o), északkeletet (45^o), délnyugatot (225). o^{) és délkeleti (135}o^{). Az így kapott 8 körrészt ismét kettéosztjuk, ami további vonalakat képez a szélrózsán. Mivel a végén 32 vonal van, a köztük lévő szögtávolság 11,25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Ne feledje, hogy a szélrózsa megkülönböztető jegye egy fleur-de-lis képe az északi jel (N) felett.

Honnan fúj a szél?

A nagy légtömegek vízszintes mozgását mindig a nagy nyomású területekről a kisebb levegősűrűségű területekre hajtják végre. Ugyanakkor arra a kérdésre, hogy mekkora a szélsebesség, tanulmányozással megválaszolhatóaz izobárok elhelyezkedése a földrajzi térképen, vagyis olyan nagy vonalak, amelyeken belül a légnyomás állandó. A légtömegek mozgásának sebességét és irányát két fő tényező határozza meg:

• A szél mindig olyan területekről fúj, ahol anticiklon van, a ciklon által fedett területekre. Megértheti ezt, ha emlékszik arra, hogy az első esetben magas nyomású zónákról beszélünk, a második esetben pedig alacsony nyomású zónákról.
• A szél sebessége egyenesen arányos a két szomszédos izobár távolságával. Valójában minél nagyobb ez a távolság, annál gyengébb lesz a nyomásesés (a matematikában gradiensnek mondják), ami azt jelenti, hogy a levegő előrehaladása lassabb lesz, mint az izobárok és a nagy nyomásgradiensek közötti kis távolságok esetén.

A szélsebességet befolyásoló tényezők

Az egyik és a legfontosabb már fentebb is elhangzott – ez a szomszédos légtömegek közötti nyomásgradiens.

Ezen kívül az átlagos szélsebesség a fújó felület domborzatától függ. Ezen a felületen minden egyenetlenség jelentősen akadályozza a légtömegek előrehaladását. Például mindenkinek, aki legalább egyszer járt a hegyekben, észre kellett volna vennie, hogy lábánál gyenge a szél. Minél magasabbra mászik a hegyoldalon, annál erősebb a szél.

Ugyanezért a szél erősebben fúj a tenger felszínén, mint a szárazföldön. Gyakran erodálják szakadékok, erdők, dombok és hegyláncok borítják. Mindezek az inhomogenitások, amelyek nincsenek fenttengerek és óceánok, lassítsa le a széllökéseket.

Magasan a földfelszín felett (több kilométeres nagyságrendben) nincs akadálya a levegő vízszintes mozgásának, ezért a szél sebessége a felső troposzférában nagy.

Egy másik tényező, amelyet fontos figyelembe venni, amikor a légtömegek mozgási sebességéről beszélünk, a Coriolis-erő. Bolygónk forgása miatt keletkezik, és mivel a légkörnek tehetetlenségi tulajdonságai vannak, a benne lévő levegő bármilyen mozgása eltérül. Tekintettel arra, hogy a Föld nyugatról keletre forog saját tengelye körül, a Coriolis-erő hatására a szél az északi féltekén jobbra, a délen balra térül el.

Érdekes módon a Coriolis-erőnek ez a hatása, amely elhanyagolható az alacsony szélességi fokokon (trópusokon), erősen befolyásolja ezen zónák éghajlatát. A tény az, hogy a szél sebességének lassulását a trópusokon és az egyenlítőn a megnövekedett felfelé irányuló áramlás ellensúlyozza. Ez utóbbiak viszont intenzív gomolyfelhők kialakulásához vezetnek, amelyek heves trópusi záporok forrásai.

Műszer a szélsebesség mérésére

Ez egy szélmérő, amely három csészéből áll, amelyek egymáshoz képest 120o szöget zárnak be, és függőleges tengelyen vannak rögzítve. Az anemométer működési elve meglehetősen egyszerű. Amikor a szél fúj, a csészék nyomását tapasztalják, és forogni kezdenek a tengely körül. Minél erősebb a légnyomás, annál gyorsabban forognak. Miután megmértükennek a forgásnak a sebességét, akkor pontosan meghatározhatja a szél sebességét m/s-ban (méter per másodperc). A modern szélmérők speciális elektromos rendszerekkel vannak felszerelve, amelyek önállóan számítják ki a mért értéket.

A csészék forgásán alapuló szélsebesség-mérő nem az egyetlen. Van egy másik egyszerű eszköz, a pitot cső. Ez az eszköz a dinamikus és a statikus szélnyomást méri, amelyek különbsége pontosan kiszámítja a sebességet.

Beaufort skála

A szélsebességre vonatkozó információk, méter per másodpercben vagy kilométer per óra mértékegységben kifejezve, a legtöbb ember számára – és különösen a tengerészek számára – keveset mondanak. Ezért a 19. században Francis Beaufort angol admirális valamilyen empirikus skála alkalmazását javasolta az értékeléshez, amely egy 12 pontos rendszerből áll.

Minél magasabb a Beaufort-skála, annál erősebben fúj a szél. Például:

• A 0 szám az abszolút nyugalomnak felel meg. Ezzel a szél sebessége nem haladja meg az 1 mph-t, azaz kevesebb, mint 2 km/h (kevesebb, mint 1 m/s).
• A skála közepe (6-os szám) egy erős szellőnek felel meg, melynek sebessége eléri a 40-50 km/h-t (11-14 m/s). Egy ilyen szél képes nagy hullámokat emelni a tengeren.
• Beaufort Maximum (12) egy hurrikán, amely meghaladja a 120 km/h-t (több mint 30 m/s).

Fő szelek a Földön

Bolygónk légkörében általában négy típusba sorolják őket:

• Globális. Megalakulnaka kontinensek és az óceánok eltérő felmelegedési képessége következtében a napsugárzástól.
• Szezonális. Ezek a szelek az évszaknak megfelelően változnak, ami meghatározza, hogy a bolygó egy bizonyos területe mennyi napenergiát kap.
• Helyi. A szóban forgó terület földrajzi elhelyezkedésének és domborzatának sajátosságaihoz kötődnek.
• Forgó. Ezek a légtömegek legerősebb mozgásai, amelyek hurrikánok kialakulásához vezetnek.

Miért fontos a szelek tanulmányozása?

Amellett, hogy az időjárás-előrejelzés tartalmazza a szélsebességre vonatkozó információkat, amit a bolygó minden lakója figyelembe vesz élete során, a légmozgás számos természeti folyamatban nagy szerepet játszik.

Tehát ő a növényi pollen hordozója, és részt vesz a magvaik elosztásában. Emellett a szél az erózió egyik fő forrása. Pusztító hatása a sivatagokban a legkifejezettebb, amikor a terep napközben drámaian megváltozik.

Nem szabad megfeledkeznünk arról sem, hogy a szél az az energia, amelyet az emberek gazdasági tevékenységeik során használnak fel. Általános becslések szerint a szélenergia a bolygónkra eső összes napenergia körülbelül 2%-át teszi ki.