מהירות הרוח בסולם בופור ומטרים לשנייה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

רוח היא תנועת האוויר בכיוון אופקי לאורך פני כדור הארץ. לאיזה כיוון הוא נושב תלוי בחלוקת אזורי הלחץ באטמוספירה של כוכב הלכת. המאמר עוסק בנושאים הקשורים למהירות וכיוון הרוח.

שבשבת מזג אוויר או כלנית

אולי אירוע נדיר בטבע יהיה מזג אוויר רגוע לחלוטין, כי תמיד אפשר להרגיש שרוח קלה נושבת. מאז ימי קדם, האנושות התעניינה בכיוון תנועת האוויר, ולכן הומצאה מה שנקרא שבשבת מזג האוויר או הכלנית. המכשיר הוא חץ המסתובב בחופשיות על ציר אנכי בהשפעת כוח הרוח. היא מכוונת את הכיוון שלו. אם תקבע את הנקודה באופק שממנה נושבת הרוח, אזי הקו המצויר בין נקודה זו לבין הצופה יראה את כיוון תנועת האוויר.

כדי שצופה יעביר מידע על הרוח לאנשים אחרים, נעשה שימוש במושגים כמו צפון, דרום, מזרח, מערב ושילוביהם השונים. מכיוון שמכלול כל הכיוונים יוצר מעגל, הניסוח המילוליהוא גם משוכפל עם הערך המתאים במעלות. לדוגמה, רוח צפונית פירושה 0o(מחט המצפן הכחולה מצביע צפונה).

קונספט שושנת רוח

אם מדברים על כיוון ומהירות התנועה של מסות אוויר, יש לומר כמה מילים על שושנת הרוחות. זהו עיגול עם קווים המראים כיצד האוויר זורם. האזכור הראשון של סמל זה נמצא בספריו של הפילוסוף הלטיני פליניוס האב.

המעגל כולו, המשקף את הכיוונים האופקיים האפשריים של תנועת האוויר קדימה, מחולק ל-32 חלקים על שושנת הרוח. העיקריים שבהם הם צפון (0^o או 360^o), דרום (180^o), מזרח (90^o) ומערב (270^o). ארבעת חלקי המעגל המתקבלים מחולקים עוד יותר, ויוצרים את צפון-מערב (315^o), צפון-מזרח (45^o), דרום-מערב (225). o^{) ודרום מזרח (135}o^{). 8 חלקי המעגל המתקבלים מחולקים שוב לחצי כל אחד, מה שיוצר קווים נוספים על שושנה הרוחות. מכיוון שבסוף יש 32 קווים, המרחק הזוויתי ביניהם הוא 11.25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

שימו לב שהמאפיין הייחודי של שושנת הרוחות הוא דמותו של פלור-דה-ליס הממוקם מעל השלט הצפוני (N).

מאיפה נושבת הרוח?

תנועות אופקיות של מסות אוויר גדולות מתבצעות תמיד מאזורים של לחץ גבוה לאזורים עם צפיפות אוויר נמוכה יותר. במקביל, אתה יכול לענות על השאלה, מהי מהירות הרוח, על ידי לימודהמיקום במפה גיאוגרפית של איזוברים, כלומר קווים רחבים שבתוכם לחץ האוויר קבוע. מהירות וכיוון התנועה של מסות אוויר נקבעים על ידי שני גורמים עיקריים:

• רוח נושבת תמיד מאזורים שבהם יש אנטי-ציקלון לאזורים המכוסים בציקלון. אתה יכול להבין זאת אם אתה זוכר שבמקרה הראשון אנחנו מדברים על אזורי לחץ גבוה, ובמקרה השני - נמוך.
• מהירות הרוח עומדת ביחס ישר למרחק המפריד בין שני איזוברים סמוכים. ואכן, ככל שהמרחק הזה גדול יותר, כך תורגש ירידת הלחץ חלשה יותר (במתמטיקה אומרים שיפוע), מה שאומר שתנועת האוויר קדימה תהיה איטית יותר מאשר במקרה של מרחקים קטנים בין איזוברים לשיפועי לחץ גדולים.

גורמים המשפיעים על מהירות הרוח

אחד מהם והחשוב ביותר כבר הושמע לעיל - זהו שיפוע הלחץ בין מסות אוויר שכנות.

מלבד זה, מהירות הרוח הממוצעת תלויה בטופוגרפיה של פני השטח שמעליו היא נושבת. כל אי סדרים במשטח זה מעכבים באופן משמעותי את התנועה קדימה של המוני אוויר. למשל, כל מי שהיה בהרים לפחות פעם אחת היה צריך לשים לב שהרוחות חלשות למרגלות הרגל. ככל שאתה מטפס גבוה יותר על צלע ההר, כך מרגישה הרוח חזקה יותר.

מאותה סיבה, רוחות נושבות חזקות יותר על פני הים מאשר על פני היבשה. לעתים קרובות הוא נשחק על ידי נקיקים, מכוסה ביערות, גבעות ורכסי הרים. כל האי-הומוגניות הללו, שאינן למעלהימים ואוקיינוסים, האטו את כל משבי הרוח.

גבוה מעל פני כדור הארץ (בסדר גודל של מספר קילומטרים) אין מכשולים לתנועה האופקית של האוויר, ולכן מהירות הרוח בטרופוספירה העליונה גבוהה.

גורם נוסף שחשוב לקחת בחשבון כשמדברים על מהירות התנועה של מסות אוויר הוא כוח קוריוליס. הוא נוצר עקב סיבוב כוכב הלכת שלנו, ומכיוון שלאטמוספירה יש תכונות אינרציאליות, כל תנועה של אוויר בה מוסטת. בשל העובדה שכדור הארץ מסתובב ממערב למזרח סביב הציר שלו, פעולת כוח הקוריוליס מובילה לסטייה של הרוח ימינה בחצי הכדור הצפוני, ושמאלה בדרום.

באופן מוזר, להשפעה הזו של כוח הקוריוליס, שהוא זניח בקווי רוחב נמוכים (טרופיים), יש השפעה חזקה על האקלים של אזורים אלה. העובדה היא שההאטה במהירות הרוח באזורים הטרופיים ובקו המשווה מתקזזת על ידי עלייה במעלה. האחרונים, בתורם, מובילים להיווצרות אינטנסיבית של ענני קומולוס, שהם מקורות לממטרים טרופיים כבדים.

מכשיר למדידת מהירות רוח

זהו מד רוח, המורכב משלוש כוסות הממוקמות בזווית של 120o אחת לשנייה, ומקובעות על ציר אנכי. עקרון הפעולה של מד רוח הוא די פשוט. כשהרוח נושבת, הכוסות חוות את הלחץ שלה ומתחילות להסתובב על הציר. ככל שלחץ האוויר חזק יותר, כך הם מסתובבים מהר יותר. לאחר שמדדתיאת מהירות הסיבוב הזה, אתה יכול לקבוע במדויק את מהירות הרוח ב-m/s (מטרים לשנייה). מדי רוח מודרניים מצוידים במערכות חשמליות מיוחדות המחשבות באופן עצמאי את הערך הנמדד.

מכשיר מהירות הרוח המבוסס על סיבוב הכוסות אינו היחיד. יש עוד כלי פשוט שנקרא צינור פיטוט. מכשיר זה מודד את לחץ הרוח הדינמי והסטטי, שההבדל ביניהם יכול לחשב במדויק את מהירותו.

סולם בופור

מידע על מהירות הרוח, מבוטאת במטרים לשנייה או קילומטרים לשעה, עבור רוב האנשים - ובמיוחד עבור מלחים - אומר מעט. לכן, במאה ה-19, האדמירל האנגלי פרנסיס בופור הציע להשתמש בקנה מידה אמפירי כלשהו לצורך הערכה, המורכב ממערכת של 12 נקודות.

ככל שסולם הבופור גבוה יותר, הרוח נושבת חזק יותר. לדוגמה:

• המספר 0 מתאים לרוגע מוחלט. בעזרתו, הרוח נושבת במהירות שאינה עולה על 1 קמ"ש, כלומר פחות מ-2 קמ"ש (פחות מ-1 מ' לשנייה).
• אמצע הסולם (מספר 6) מתאים לרוח חזקה, שמהירותה מגיעה ל-40-50 קמ"ש (11-14 מ"ש). רוח כזו מסוגלת להרים גלים גדולים על הים.
• בופור מקסימום (12) הוא סופת הוריקן העולה על 120 קמ"ש (יותר מ-30 מ' לשנייה).

רוחות ראשיות על כדור הארץ

הם בדרך כלל מסווגים באטמוספירה של הפלנטה שלנו כאחד מארבעה סוגים:

• גלובל. נוצריםכתוצאה מהיכולת השונה של יבשות ואוקיינוסים להתחמם מקרני השמש.
• עונתי. הרוחות הללו משתנות עם עונת השנה, שקובעת כמה אנרגיה סולארית מקבל אזור מסוים בכוכב הלכת.
• מקומי. הם קשורים למוזרויות של המיקום הגיאוגרפי והטופוגרפיה של האזור המדובר.
• מסובב. אלו הן התנועות החזקות ביותר של מסות אוויר שמובילות להיווצרות הוריקנים.

למה חשוב ללמוד רוחות?

בנוסף לעובדה שמידע על מהירות הרוח כלול בתחזית מזג האוויר, שכל תושב כדור הארץ לוקח בחשבון בחייו, לתנועת אוויר יש תפקיד גדול במספר תהליכים טבעיים.

לכן, הוא נשא של אבקה צמחית ומעורב בהפצת הזרעים שלהם. בנוסף, הרוח היא אחד ממקורות השחיקה העיקריים. השפעתו ההרסנית בולטת בעיקר במדבריות, כאשר השטח משתנה באופן דרמטי במהלך היום.

אנחנו גם לא צריכים לשכוח שהרוח היא האנרגיה שאנשים משתמשים בפעילויות כלכליות. על פי הערכות כלליות, אנרגיית הרוח מהווה כ-2% מכל אנרגיית השמש הנופלת על הפלנטה שלנו.