Какой ветер считается самым сильным. Скорость, сила и направление ветра

Ветер (горизонтальная составляющая движения воздуха относительно земной по-верхности) характеризуется направлением и скоростью.
Скорость ветра измеряется в метрах в секунду (м/с), километрах в час (км/ч), узлах или баллах Бофорта (сила ветра). Узел – морская мера скорости, 1 морская миля в час, приближенно 1 узел равен 0.5 м/с. Шкала Бофорта (Francis Beaufort, 1774-1875) была создана в 1805 году.

Направление ветра (откуда дует) указывается либо в румбах (по 16-румбовой шкале, например, северный ветер – С, северо-восточный – СВ, и др.), либо в углах (относительно меридиана, север – 360° или 0°, восток – 90°, юг – 180°, запад – 270°), рис. 1.

Шкала Бофорта - условная шкала для визуальной оценки силы (скорости) ветра в баллах по его действию на наземные предметы или по волнению на море. Была разработана английским адмиралом Ф. Бофортом в 1806 году и сначала применялась только им самим. В 1874 году Постоянный комитет Первого метеорологического конгресса принял шкалу Бофорта для использования в международной синоптической практике. В последующие годы шкала менялась и уточнялась. Шкалой Бофорта широко пользуются в морской навигации.

Атмосферные явления смерч и торнадо (разница между которыми известна не всем) - . Как и грозы, они возникают в весеннее и летнее время и могут сопровождаться большими разрушениями.

Отличие двух бурь

Главное различие между смерчем и торнадо – причины возникновения:

• Смерч образуется, когда холодный воздух вторгается на теплую поверхность воды или земли.
• Торнадо образуется в результате вращения воздуха в супер ячейках – самых крупных из грозовых облаков.

Особенность смерча – вихрь поднимается от земли, принимая форму столба. В отличие от торнадо, смерч может быть не связан с расширением грозового фронта. В XX веке для обозначения самых крупных торнадо использовался термин «тромб». Так называли торнадо и смерчи, диаметр которых вырастал до сотен метров.

Вихревое движение внутри грозового облака приводит к образованию торнадо. Его развитие идет от верхних слоев тучи к нижним. Торнадо спускается из облака вниз, напоминая гигантский хобот.

Торнадо имеет свою структуру:

• периферия, где находятся самые мощные вихревые токи;
• сердцевина, где давление ниже.

Сила торнадо способна поглощать мелкие предметы, мусор, а также живых существ и даже автомобили. В зоне урагана скорость ветра может вырастать до ста метров в секунду. Проход «хобота» торнадо через здание сопровождается разрушением дверей и окон, а иногда – даже стен. Из-за перепадов давления стены при проходе торнадо лопаются.

Например, в апреле 2015 года от торнадо пострадал небольшой городок Фэйрдейл (Иллинойс). Почти все из пятидесяти строений поселения пострадали от урагана, и многие из них были разрушены.

Обычно скорость торнадо не превышает 180 километров в час. Размер торнадо в поперечнике составляет около 80 метров, и смертоносный вихрь проходит до рассеивания расстояние в несколько километров. Самые опасные вихри разгоняются до 500 километров в час, вырастают до диаметра 3 километров и способны преодолевать десятки километров.

Торнадо делятся на несколько видов. Особенность одного из них – наличие нескольких «хоботов». Дополнительные, меньшие по диаметру и силе вихри вращаются вокруг главного. Они входят в структуру большинства торнадо, но не всегда их можно увидеть. Дополнительные вихри образуются, когда основной столб достигает земли, в результате переплетающихся восходящих и нисходящих движений воздуха.

Облака-супер ячейки способны создавать циклы торнадо. Тучи либо выпускают одновременно несколько вихревых столбов, либо – один за другим. Также у вихря может появиться торнадо-спутник, который существует за пределами главного торнадо и образуется в результате действия других механизмов.

Примером торнадо с несколькими вихрями может быть ураган, который обрушился в мае 2011 года на город Джоплин (штат Миссури). Несколько связанных между собой вихрей прошли сквозь город с запада на восток. Меньше чем за полчаса чудовищные вихри убили 158 человек и разрушили значительную часть города.

Над водоемами могут образовываться водяные торнадо. Как правило, они уступают своим «сухопутным» коллегам. Такие атмосферные явления характерны, прежде всего, для тропических регионов. Но есть примеры водяных торнадо в Европе, на Великих озерах США и Большом Соленом озере.

Водяной торнадо переживает пятиэтапный жизненный цикл:

• возникновение темного пятна на поверхности воды;
• возникновение водяной спирали над поверхностью;
• формирование распылительного кольца;
• развитие воронки вихря;
• распад водяного торнадо.

Как и в случае с обычными вихрями, водяные торнадо возникают в результате появления над водоемом грозовых облаков. Обычный торнадо, пересекая поверхность озера, тоже может превратиться в водяной.

В особых случаях в холодные месяцы над водоемом может возникнуть снежный торнадо. Его возникновение – большая редкость, и в распоряжении ученых есть только шесть фотографий этого необычного явления. Четыре из их относятся к канадской провинции Онтарио. Для возникновения снежного вихря нужны холодный воздух, относительно теплая вода озера, туман и сильный ветер, сосредотачивающийся на оси водоема.

Пар горячих источников и дым предприятий могут послужить материалом для «парового торнадо». В жаркие дни в пустынных районах могут образовываться пылевые вихри. По своей форме они напоминают торнадо, а по силе – сравнимы со слабейшими из них. Поскольку пылевые вихри образуются в ясную погоду и не связаны с облаками, их не относят к классу «торнадо».

Традиционно, смерч и торнадо, разница между которыми не принципиальна для разрушительной силы, чаще всего возникают в Северной Америке. Есть немало примеров, когда от этих явлений страдали города, а неоднократно нападение торнадо на города заканчивалось катастрофой с гибелью людей. Территория Европы и Европейской части тоже подвержены этому атмосферному явлению.

Классификация силы ветра, волнения на море, и видимости на море

Шкала бофорта

0 баллов - штиль
Зеркально гладкое море, практически неподвижное. Волны практически не набегают на берег. Вода больше похожа на тихую заводь озера нежели на морское побережье. Над поверхностью воды может наблюдаться дымка. Край моря сливается с небом так, что границы не видно. Скорость ветра 0-0,2км/час.

1 балл - тихий
На море легкая рябь. Высота волн достигает до 0,1 метра. Море по-прежнему может сливаться с небом. Чувствуется легкий, почти незаметный ветерок.

2 балла - легкий
Небольшие волны, высотой не более 0,3 метра. Скорость ветра 1,6-3,3 м/с, его можно почувствовать лицом. При таком ветре флюгер начинает двигаться.

3 балла - слабый
Скорость ветра 3,4-5,4 м/с. Легкое волнение на воде, изредка появляются барашки. Средняя высота волн до 0,6 метров. Хорошо заметен слабый прибой. Флюгер крутится без частых остановок, колышатся листья на деревьях, флаги и проч.

4 балла - умеренный
Ветер - 5,5 - 7,9 м/с - подымает пыль и мелкие бумажки. Флюгер крутится беспрерывно, гнутся тонкие ветви деревьев. Море неспокойное, во многих местах видны барашки. Высота волн до 1,5 метра.

5 баллов - свежий
Почти все море покрыто белыми барашками. Скорость ветра 8 - 10,7 м/с, высота волны 2 метра. Качаются ветки и тонкие стволы деревьев.

6 баллов - сильный
Море во многих местах покрыто белыми гребнями. Высота волн достигает 4х метров, средняя высота 3 метра. Скорость ветра 10,8 - 13,8 м/с. Гнуться тонкие стволы деревьев, и толстые сучья деревьев, гудят телефонные провода.

7 баллов - крепкий
Море покрыто белыми пенистыми гребнями, которые время от времени срываются ветром с поверхности воды. Высота волн достигает 5,5 метров, средняя высота 4,7 метров. Скорость ветра 13,9 - 17,1 м/с. Качаются средние стволы деревьев, гнутся сучья.

8 баллов - очень крепкий
Сильные волны, на каждом гребне пена. Высота волн достигает 7,5 метров, средняя высота 5,5 метров. Скорость ветра 17,2 - 20 м/с. Идти против ветра трудно, разговаривать практически невозможно. Ломаются тонкие сучья деревьев.

9 баллов - шторм
Высокие волны на море, достигающие 10 метров; средняя высота 7 метров. Скорость ветра 20,8 - 24,4 м/с. Гнутся большие деревья, ломаются средние ветки. Ветер срывает плохо укрепленное покрытие с крыш.

10 баллов - сильный шторм
Море белого цвета. Волны обрушаются на берег или о скалы с грохотом. Максимальная высота волн 12 метров, средняя высота 9 метров. Ветер, со скоростью 24,5 - 28,4 м/с, срывает крыши, значительные повреждения строений.

11 баллов - жестокий шторм
Высокие волны достигают 16 метров, при средней высоте 11,5 метров. Скорость ветра 28,5 - 32,6 м/с. Сопровождается большими разрушениями на суше.

12 баллов - ураган
Скорость ветра 32,6 м/с. Серьезные повреждения капитальных строений. Высота волн более 16 метров.

Шкала волнения моря

В отличие от общепринятой двенадцати бальной системы оценки ветра, оценок волнения на море несколько. Общепринятыми являются британская, американская и русская системы оценивания. Все шкалы базируются на параметре, определяющем среднюю высоту значительных волн (по данным сайта savelyev.info). Этот параметр называется Significance Wave Height (SWH). В американской шкале берутся 30% значительных волн, в британской 10%, в русской 3%. Высота волны считается от гребня (верхняя точка волны) до подошвы (основание впадины).
Ниже представлено описание высоты волн.

0 баллов - штиль
1 балл - рябь (SWH < 0,1 м)
2 балла - слабое волнение (SWH 0,1 - 0,5 м)
3 балла - легкое волнение (SWH 0,5 - 1,25 м)
4 балла - умеренное волнение (SWH 1,25 - 2,5 м)
5 баллов - бурное волнение (SWH 2,5 - 4,0 м)
6 баллов - очень бурное волнение (SWH 4,0 - 6,0 м)
7 баллов - сильное волнение (SWH 6,0 - 9,0 м)
8 баллов - очень сильное волнение (SWH 9,0 - 14,0 м)
9 баллов - феноменальное волнение (SWH > 14,0 м)
В этой шкале не применимо слово "шторм". Так как по ней определяется не сила шторма, а высота волны. Шторм определяется по Бофорту.
Для WH параметра для всех шкал берется именно часть волн (30%, 10%, 3%) потому, что величина волн неодинакова. На определенном временном отрезке присутствуют волны, например, 9 метров, а так же 5, 4 и т.д. Поэтому и была принята для каждой шкалы своя величина SWH, где берется определенный процент самых высоких волн. Приборов для измерения высоты волны не существует. Поэтому и нет точного определения балла. Определение условно.
На морях, как правило, высота волны достигает 5-6 метров в высоту, и до 80 метров в длину.

Шкала дальности видимости

Видимость - это предельное расстояние, с которым днем обнаруживаются предметы, а ночью навигационные огни. Видимость зависит от погодных условий. В метрологии влияние погодных условий на видимость определяется условной шкалой баллов. Это шкала является способом указания прозрачности атмосферы. Различают дневную и ночную дальность видимости. Ниже приведена дневная шкала определения дальности видимости.
До 1/4 кабельтова
Около 46 метров. Очень плохая видимость. Густой туман или пурга.
До 1 кабельтова
Около 185 метров. Плохая видимость. Густой туман или мокрый снег.
2-3 кабельтова
370 - 550 метров. Плохая видимость. Туман, мокрый снег.
1/2 мили
Около 1 км. Дымка, густая мгла, снег.
1/2 - 1 миля
1 - 1,85 км. Средняя видимость. Снег, сильный дождь
1 - 2 мили
1,85 - 3,7 км. Дымка, мгла, дождь.
2 - 5 миль
3,7 - 9,5 км. Легкая дымка, мгла, слабый дождь.
5 - 11 миль
9,3 - 20 км. Хорошая видимость. Виден горизонт.
11 - 27 миль
20 - 50 км. Очень хорошая видимость. Горизонт виден резко.
27 миль
Свыше 50 км. Исключительная видимость. Горизонт виден четко, воздух прозрачный.

Ветер представляет собой движение воздуха в горизонтальном направлении вдоль земной поверхности. В какую сторону он дует, зависит от распределения зон давления в атмосфере планеты. В статье рассматриваются вопросы, связанные со скоростью и направлением ветра.

Пожалуй, редким явлением в природе будет абсолютно тихая погода, поскольку постоянно можно ощущать, что дует легкий ветерок. С древних времен человечество интересовало направления движения воздуха, поэтому был изобретен так называемый флюгер или ветреник. Прибор представляет собой стрелку, свободно вращающуюся на вертикальной оси под воздействием силы ветра. Она указывает его направление. Если определить точку на горизонте, откуда дует ветер, тогда линия, проведенная между этой точкой и наблюдателем, покажет направление движения воздуха.

Чтобы наблюдатель мог передать другим людям информацию о ветре, используют такие понятия, как север, юг, восток, запад и различные их комбинации. Поскольку совокупность всех направлений образует окружность, то словесная формулировка также дублируется соответствующим значением в градусах. Например, северный ветер означает 0 o (синяя стрелка компаса показывает точно на север).

Понятие о розе ветров

Говоря о направлении и скорости движения воздушных масс, следует сказать несколько слов о розе ветров. Она представляет собой круг, на котором изображены линии, показывающие, как движутся потоки воздуха. Первые упоминания об этом символе обнаружены в книгах латинского философа Плиния Старшего.

Весь круг, отражающий возможные горизонтальные направления поступательного движения воздуха, на розе ветров разделен на 32 части. Основными из них являются север (0 o или 360 o), юг (180 o), восток (90 o) и запад (270 o). Полученные четыре доли круга делятся далее, образуя северо-запад (315 o), северо-восток (45 o), юго-запад (225 o) и юго-восток (135 o). Полученные 8 частей круга снова делятся каждая пополам, что образует дополнительные линии на розе ветров. Поскольку в итоге получается 32 линии, то угловое расстояние между ними оказывается равным 11,25 o (360 o /32).

Отметим, что отличительной особенностью розы ветров является изображение геральдической лилии, расположенной над значком севера (N).

Откуда дует ветер?

Горизонтальные перемещения больших воздушных масс всегда осуществляются из областей высокого давления в зоны с меньшей плотностью воздуха. При этом ответить на вопрос, какая скорость ветра, можно, изучив расположение на географической карте изобар, то есть широких линий, в пределах которых давление воздуха является неизменным. Скорость и направление перемещения воздушных масс определяется двумя основными факторами:

• Ветер всегда дует из областей, где стоит антициклон, в области, которые покрывает циклон. Понять это можно, если вспомнить, что в первом случае идет речь о зонах повышенного давления, а во втором случае - пониженного.
• Скорость ветра находится в прямой пропорциональности от расстояния, которое разделяет две соседние изобары. Действительно, чем больше это расстояние, тем слабее будет ощущаться перепад давления (в математике говорят градиент), а значит, поступательное движение воздуха будет более медленным, чем в случае малых расстояний между изобарами и больших градиентов давления.

Факторы, влияющие на скорость ветра

Один из них и самый главный уже был озвучен выше - это градиент давления между соседними воздушными массами.

Помимо этого средняя скорость ветра зависит от рельефа поверхности, над которой он дует. Любые неровности этой поверхности значительно сдерживают поступательное движение масс воздуха. Например, каждый, кто хотя бы один раз был в горах, должен был заметить, что у подножия ветра слабые. Чем выше забираться по склону горы, тем сильнее ощущается ветер.

По той же причине ветра сильнее дуют над морской гладью, чем над сушей. Она часто изъедена оврагами, покрыта лесами, холмами и горными цепями. Все эти неоднородности, которых нет над морями и океанами, замедляют любые порывы ветра.

Высоко над поверхностью земли (порядка нескольких километров) нет никаких препятствий для горизонтального перемещения воздуха, поэтому скорость ветра в верхних слоях тропосферы является большой.

Еще один фактор, который важно учитывать при разговоре о скоростях перемещения масс воздуха, это сила Кориолиса. Порождается она за счет вращения нашей планеты, а поскольку атмосфера обладает инерционными свойствами, то любые перемещения в ней воздуха испытывают отклонение. Ввиду того, что Земля вращается с запада на восток вокруг собственной оси, то действие Кориолисовой силы приводит к отклонению ветра вправо в северном полушарии, и влево в южном.

Любопытно, но указанный эффект Кориолисовой силы, который является незначительным в низких широтах (тропики), оказывает сильное влияние на климат этих зон. Дело в том, что замедление скорости ветра в тропиках и на экваторе, компенсируется усилением восходящих потоков. Последние же, в свою очередь, приводят к интенсивному образованию кучевых облаков, являющихся источниками сильных тропических ливней.

Прибор для измерения скорости ветра

Им является анемометр, который представляет собой три чашечки, расположенные под углом 120 o относительно друг друга, и закрепленные на вертикальной оси. Принцип действия анемометра достаточно прост. Когда ветер дует, то чашечки испытывают на себе его давление и начинают вращаться на оси. Чем сильнее давление воздуха, тем быстрее они вращаются. Измерив скорость этого вращения, можно точно определить скорость ветра в м/c (метрах в секунду). Современные анемометры снабжены специальными электрическими системами, которые самостоятельно вычисляют измеряемую величину.

Прибор скорости ветра на основе вращения чашечек не является единственным. Существует еще один простой инструмент, который называется трубкой Пито. Этот прибор измеряет динамическое и статическое давление ветра, по разности которых можно точно вычислить его скорость.

Шкала Бофорта

Информация о скорости ветра, выраженная в метрах в секунду или километрах в час, для большинства людей - и особенно для моряков - мало о чем говорит. Поэтому в XIX веке английский адмирал Фрэнсис Бофорт предложил для оценки использовать некоторую эмпирическую шкалу, которая состоит из 12-бальной системы.

Чем выше балл по шкале Бофорта, тем сильнее дует ветер. Например:

• Цифра 0 соответствует абсолютному штилю. При нем ветер дует со скоростью, не превышающей 1 мили в час, то есть менее 2 км/ч (менее 1 м/с).
• Середина шкалы (цифра 6) соответствует сильному бризу, скорость которого достигает 40-50 км/ч (11-14 м/с). Такой ветер способен поднимать большие волны на море.
• Максимум по шкале Бофорта (12) - это ураган, скорость которого превышает 120 км/ч (более 30 м/с).

Основные ветра на планете Земля

Их в атмосфере нашей планеты принято относить к одному из четырех типов:

• Глобальные. Образуются в результате различной способности континентов и океанов нагреваться от солнечных лучей.
• Сезонные. Эти ветра изменяются в зависимости сезона года, который определяет, какое количество солнечной энергии получает определенная зона планеты.
• Локальные. Они связаны с особенностями географического положения и рельефа рассматриваемой местности.
• Вращающиеся. Это самые сильные движения воздушных масс, которые приводят к образованию ураганов.

Почему важно изучать ветра?

Помимо того, что информация о скорости ветра включена в прогноз погоды, который учитывает каждый житель планеты в своей жизни, движение воздуха играет большую роль в ряде природных процессов.

Так, он является носителем пыльцы растений и участвует в распространении их семян. Кроме того, ветер - это один из основных источников эрозии. Его разрушающий эффект сильнее всего проявляется в пустынях, когда в течение суток рельеф местности меняется кардинальным образом.

Не следует также забывать, что ветер - это энергия, которую люди используют в хозяйственной деятельности. По общим оценкам, ветровая энергия составляет около 2% от всей солнечной энергии, падающей на нашу планету.