Ветер – это горизонтальное перемещение (поток воздуха параллельно земной поверхности), возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и направленное из зоны высокого давления в зону низкого давления
Ветер характеризуется скоростью (силой) и направлением. Направление определяется сторонами горизонта, откуда он дует, и измеряется в градусах. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду и километрах в час. Сила ветра измеряется в баллах.
Ветер в ботфортах, м/с, км/час
Шкала Бофорта - условная шкaлa для визуальной оценки и записи силы (скорости) ветра в баллах. Первоначально, была разработана английским адмиралом Френсисом Бофортом в 1806 г. для определения силы ветра по характеру её проявления на море. С 1874 г. данная классификация принята для повсеместного (на суше и на море) использования в международной синоптической практике. В последующие годы менялась и уточнялась (таблица 2). За ноль баллов было принято состояние полного штиля на море. Изначально система была тринадцатибальная (0-12 bft, по шкале Бофорта). В 1946г. шкалу увеличили до семнадцати (0-17). Сила ветра в шкале определяется по взаимодействию ветра с различными предметами. В последние годы, силу ветра, чаще, оценивают по скорости, измеряемой в метрах в секунду - у земной поверхности, на высоте порядка 10м над открытой, ровной поверхностью.
В таблице приведена шкала Бофорта, принятая в 1963 году Всемирной метеорологической организацией. Шкала волнения на море - девятибальная (параметры даны для большой морской акватории; на малых акваториях - волнение меньше). Описания действия от перемещения воздушных масс - даны "для условий земной атмосферы вблизи земной или водной поверхности", при плотности воздуха, около 1,2 кг/м3 и плюсовой температуре. На планете Марс, к примеру - соотношения будут другими.
Сила ветра в баллах по шкале Бофорта и морское волнение
таблица 1
| Баллы | Словесное обозначение силы ветра | Скорость ветра, м/с | Скорость ветра км/ч | Действие ветра |
|
на суше |
на море (баллы, волнение, характеристика, высота и длина волны) |
||||
| 0 | Штиль | 0-0,2 | Менее 1 | Полное отсутствие ветра. Дым поднимается вертикально, листья деревьев неподвижны. | 0. Волнение отсутствует
Зеркально гладкое море |
| 1 | Тихий | 0,3-1,5 | 2-5 | Дым слегка отклоняется от вертикального направления, листья деревьев неподвижны | 1. Слабое волнение.
На море лёгкая рябь, пены на гребнях нет. Высота волн 0,1 м, длина - 0,3м. |
| 2 | Легкий | 1,6-3,3 | 6-11 | Ветер чувствуется лицом, листья временами слабо шелестят, флюгер начинает двигаться, | 2. Слабое волнение
Гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными. На море короткие волны высотой 0,3 м. и длиной - 1-2м. |
| 3 | Слабый | 3,4-5,4 | 12-19 | Листья и тонкие ветки деревьев с листвой непрерывно колеблются, колышутся лёгкие флаги. Дым как бы слизывается с верхушки трубы (при скорости более 4 м/сек). | 3. Легкое волнение
Короткие, хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют стекловидную пену, изредка образуются маленькие белые барашки. Средняя высота волн 0,6-1 м, длина - 6м. |
| 4 | Умеренный | 5,5-7,9 | 20-28 | Ветер поднимает пыль, бумажки. Качаются тонкие ветви деревьев и без листвы. Дым перемешивается в воздухе, теряя форму. Это лучший ветер для работы обычного ветрогенератора (при диаметре ветроколеса 3-6 м) | 4.Умеренное волнение
Волны удлинённые, белые барашки видны во многих местах. Высота волн 1-1,5 м, длина - 15 м. Достаточная ветровая тяга для виндсёрфинга (на доске под парусом), с возможностью выйти в режим глиссирования (при ветре не менее 6-7 м/с) |
| 5 | Свежий | 8,0-10,7 | 29-38 | Качаются ветки и тонкие стволы деревьев, ветер чувствуется рукой. Вытягивает большие флаги. Свистит в ушах. | 4.Неспокойное море
Хорошо развитые в длину, но не очень крупные волны, повсюду видны белые барашки (в отдельных случаях образуются брызги). Высота волн 1,5-2 м, длина - 30 м |
| 6 | Сильный | 10,8-13,8 | 39-49 | Качаются толстые сучья деревьев, тонкие деревья гнутся, гудят телеграфные провода, зонтики используются с трудом | 5.Крупное волнение
Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные площади. Образуется водяная пыль. Высота волн - 2-3 м, длина - 50 м |
| 7 | Крепкий | 13,9-17,1 | 50-61 | Качаются стволы деревьев, гнутся большие ветки, трудно идти против ветра. | 6.Сильное волнение
Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру. Высота волн до 3-5 м, длина - 70 м |
| 8 | Очень крепкий |
17,2-20,7 | 62-74 | Ломаются тонкие и сухие сучья деревьев, говорить на ветру нельзя, идти против ветра очень трудно. | 7. Очень сильное волнение
Умеренно высокие, длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по направлению ветра. Высота волн 5-7 м, длина - 100 м |
| 9 | Шторм | 20,8-24,4 | 75-88 | Гнутся большие деревья, ломает большие ветки. Ветер срывает черепицу с крыш | 8.Очень сильное волнение
Высокие волны. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн начинают опрокидываться и рассыпаться в брызги, которые ухудшают видимость. Высота волн - 7-8 м, длина - 150 м |
| 10 | Сильный шторм |
24,5-28,4 | 89-102 | На суше бывает редко. Значительные разрушения строений, ветер валит деревья и вырывает их с корнем | 8.Очень сильное волнение
Очень высокие волны с длинными загибающимися вниз гребнями. Образующаяся пена выдувается ветром большими хлопьями в виде густых белых полос. Поверхность моря белая от пены. Сильный грохот волн подобен ударам. Видимость плохая. Высота - 8-11 м, длина - 200 м |
| 11 | Жестокий шторм |
28,5-32,6 | 103-117 | Наблюдается очень редко. Сопровождается большими разрушениями на значительных пространствах. | 9. Исключительно высокие волны.
Суда небольшого и среднего размера временами скрываются из вида. Море всё покрыто длинными белыми хлопьями пены, располагающимися по ветру. Края волн повсюду сдуваются в пену. Видимость плохая. Высота - 11м, длина 250м |
| 12 | Ураган | >32,6 | Более 117 | Опустошительные разрушения. Отдельные порывы ветра достигают скорости 50-60 м.сек. Ураган может случиться перед сильной грозой | 9. Исключительное волнение
Воздух наполнен пеной и брызгами. Море всё покрыто полосами пены. Очень плохая видимость. Высота волн >11м, длина - 300м. |
Чтобы легче запомнить (составил: автор сайта сайт)
3 - Слабый - 5 м/с (~20 км/час) - листья и тонкие ветки деревьев непрерывно колышутся
5 - Свежий - 10 м/с (~35 км/час) - вытягивает большие флаги, свистит в ушах
7 - Крепкий - 15 м/с (~55 км/час) - гудят телеграфные провода, трудно идти против ветра
9 - Шторм - 25 м/с (90 км/час) - ветер валит деревья, разрушает строения
* Длина ветровой волны на поверхности водных объектов (реки, моря и т.д.) - наименьшее расстояние, по горизонтали, между вершинами соседних гребней.
Словарь:
Бриз – слабый береговой ветер, имеющий силу до 4 баллов.
Нормальный ветер - приемлемый, оптимальный для чего-либо. Например, для спортивного виндсёрфинга - нужна достаточная ветровая тяга (не менее 6-7 метров в секунду), а при парашютных прыжках, наоборот, лучше - безветренная погода (исключающая боковой снос, сильные порывы у земной поверхности и протаскивание купола после приземления).
Бурей называется длительный и штормовой до ураганного ветер, силой больше 9 баллов (градация по шкале Бофорта), сопровождающийся разрушениями на суше и сильным волнением на море (штормом). Бури бывают: 1) шквальные; 2) пыльные (песчаные); 3) беспыльные; 4) снежные. Шквальные бури начинаются внезапно и так же быстро оканчиваются. Их действия характеризуются огромной разрушительной силой (такой ветер разрушает строения и вырывает деревья с корнем). Эти бури возможны повсеместно на европейской части России, как на море, так и на суше. В России северная граница распространения пыльных бурь проходит через Саратов, Самару, Уфу, Оренбург и пригорья Алтая. Снежные бури большой силы бывают на равнинах европейской части и в степной части Сибири. Обычно бури обусловлены прохождением активного атмосферного фронта, глубокого циклона или смерча.
Шквал - сильный и резкий порыв ветра (Peak gusts) скоростью от 12 м/сек и выше, сопровождающийся, обычно, грозовым ливнем. При скорости больше 18-20 метров в секунду, шквальный ветер сносит плохо закреплённые конструкции, вывески и может ломать рекламные щиты и ветки деревьев, вызывать обрыв линий электропередач, что создаёт опасность для находящихся под ними рядом людей, автомобилей. Порывистый, шквалистый ветер возникает во время прохода атмосферного фронта и при быстром изменении давления в барической системе.
Вихрь – атмосферное образование с вращательным движением воздуха вокруг вертикальной или наклонной оси.
Ураган
(тайфун) – ветер разрушительной силы
и значительной продолжительности, скорость
которого превышает 120 км/ч. "Живет", т. е.
двигается, ураган обычно 9–12 суток. Синоптики
присваивают ему имя. Ураган разрушает здания,
вырывает с корнем деревья, сносит легкие
строения, обрывает провода, повреждает мосты и
дороги. По разрушительной силе его можно
сравнить с землетрясением. Родина ураганов –
океанские просторы, ближе к экватору. Насыщенные
водяными парами циклоны отсюда уходят на запад,
все более закручиваясь и увеличивая скорость.
Диаметры этих гигантских вихрей – несколько
сотен километров. Наиболее активны ураганы в
августе и сентябре.
В России ураганы чаще всего бывают в
Приморском и Хабаровском краях, на Сахалине,
Камчатке, Чукотке, Курильских островах.
Смерчи – это вертикальные вихри; шквалы – чаще горизонтальные, входящие в структуру циклонов.
Слово "смерч" – русское, и происходит от смыслового понятия "сумрак", то есть мрачная, грозовая обстановка. Смерч представляет собой гигантскую вращающуюся воронку, внутри которой пониженное давление, и в эту воронку засасываются любые предметы, оказавшиеся на пути движения смерча. При его приближении слышен оглушительный гул. Двигается над землей смерч со средней скоростью 50–60 км/ч. Смерчи недолговечны. Одни из них "живут" секунды или минуты, и лишь немногие - до получаса.
На Североамериканском континенте смерч называют торнадо , а в Европе – тромб . Торнадо может поднять в воздух автомобиль, вырвать с корнем деревья, покорежить мост, разрушить верхние этажи зданий.
В Книгу рекордов Гиннесса как самый страшный и разрушительный за всю историю наблюдений вошел смерч в Бангладеш, наблюдавшийся в 1989 г. Несмотря на то что жители города Шатурии были заранее предупреждены о приближении смерча, его жертвами стали 1300 человек.
В России смерчи бывают чаще в летние месяцы на Урале, Черноморском побережье, в Поволжье и Сибири.
Синоптики относят ураганы, бури и смерчи к чрезвычайным событиями с умеренной скоростью распространения, поэтому чаще всего удаётся вовремя объявить штормовое предупреждение. Оно может быть передано по каналам гражданской обороны: после звука сирен "Внимание всем! " надо слушать сообщение местного телевидения и радио.
Условные обозначения на метеокартах погодных явлений, связанных с ветром
В метеорологии и в гидрометеорологии - направление ветра ("откуда дует"), обозначается на карте в виде стрелочки, вид оперения у которой показывает среднюю скорость потока воздуха. В аэронавигации - наименование направления отличается на противоположное. В навигации на воде, единица скорости (узел) судна - принимается равной одной морской миле в час (десять узлов соответствуют, примерно, пяти метрам в секунду).
На метеокарте, длинное перо ветровой стрелки - означает 5 м/с, короткое - 2,5м/с, в форме треугольного флажка - 25 м/с (следует после комбинации из четырёх длинных чёрточек и 1 короткой). В примере, изображенном на рисунке - ветер силой 7-8 м/с. При неустойчивом направлении ветра - в конце стрелочки ставится крест.
На картинке показаны условные обозначения направления и скорости ветра, применяемые на картах погоды, а так же пример нанесения значков и фрагменты из стоклеточной матрицы метеосимволов (например, позёмок и низовая метель, когда происходит подъём и перераспределение в приземном слое воздуха ранее выпавшего снега).
Данные символы можно видеть на синоптической карте Гидрометцентра России (http://meteoinfo.ru) составленной в результате анализа текущих данных по территории Европы и Азии, где схематически показаны границы зон тёплых и холодных атмосферных фронтов и направления их перемещений вдоль земной поверхности.
Что делать, если поступило штормовое предупреждение?
1. Плотно закройте и укрепите все двери и окна. На стекла наклейте крест-накрест полоски пластыря (чтобы не разлетались осколки).
2. Подготовьте запас воды и пищи, медикаментов, фонарик, свечи, керосиновую лампу, приемник на батарейках, документы и деньги.
3. Отключите газ и электричество.
4. Уберите с балконов (со дворов) предметы, которые могут быть унесены ветром.
5. Из легких зданий перейдите в более прочные или убежища гражданской обороны.
6. В деревенском доме переберитесь в наиболее просторную и прочную его часть, а лучше всего – в подвал.
8. Если у вас есть машина, постарайтесь отъехать как можно дальше от эпицентра урагана.
Дети из детских садов и школ должны быть заранее отправлены по домам. Если штормовое предупреждение поступило слишком поздно, дети должны быть размещены в подвалах или центральной части зданий.
Лучше всего переждать ураган, смерч или бурю в убежище, заранее подготовленном укрытии или, хотя бы, в подвале. Однако, часто, штормовое предупреждение даётся всего за несколько минут до прихода стихии, и за это время не всегда удаётся добраться до укрытия.
Если вы оказались на улице во время урагана
2. Нельзя находиться на мостах, путепроводах, эстакадах, в местах хранения легковоспламеняющихся и ядовитых веществ.
3. Спрячьтесь под мостом, железобетонным навесом, в подвале, погребе. Можно лечь в яму или любое углубление. Глаза, рот и нос защитите от песка и земли.
4. Нельзя залезать на крышу и прятаться на чердаке.
5. Если вы едете на машине по равнине, остановитесь, но не покидайте автомобиль. Плотнее закройте его двери и окна. Во время снежной бури укройте чем-нибудь двигатель со стороны радиатора. Если ветер несильный, можно время от времени разгребать снег с автомобиля, чтобы не оказаться погребенным под толстым слоем снега.
6. Если вы в городском транспорте, немедленно покиньте его и ищите убежище.
7. Если стихия застигла вас на возвышенном или открытом месте, бегите (ползите) в сторону какого-либо укрытия (к скалам, лесу), которое могло бы погасить силу ветра, но берегитесь падающих веток и деревьев.
8. Когда ветер стих, не выходите сразу из укрытия, так как через несколько минут шквал может повториться.
9. Сохраняйте спокойствие и не паникуйте, помогайте пострадавшим.
Как вести себя после стихийных бедствий
1. Выходя из укрытия, осмотритесь – нет ли нависающих предметов и частей конструкций, оборванных проводов.
2. Не зажигайте газ и огонь, не включайте электричество до тех пор, пока специальные службы не проверят состояние коммуникаций.
3. Не пользуйтесь лифтом.
4. Не заходите в поврежденные строения, не подходите к оборванным электропроводам.
5. Взрослое население оказывает помощь спасателям.
Приборы
Точная скорость ветра определяется с помощью прибора - анемометра. Если такого прибора нет, можно изготовить самодельную ветромерную "доску Вильда" (рис. 1), с достаточной точностью измерений для скорости ветра до десяти метров в секунду.
Рис. 1.
Самодельная ветромерная доска-флюгер Вильда:
1 - вертикальная трубка (длиной 600 мм) с
заваренным заостренным верхним концом, 2 -
передний горизонтальный стержень флюгера с
шариком-грузом противовеса; 3 - крыльчатка
флюгера; 4 - верхняя рамка; 5 - горизонтальная ось
шарнира доски; 6 - ветромерная доска (весом 200 г). 7
- нижний неподвижный вертикальный стержень с
укрепленными на нем указателями сторон света: С -
север, Ю - юг, 3 - запад, В - восток; № 1 - № 8 -
штифты-указатели скорости ветра.
Флюгер
устанавливается на высоте 6 - 12 метров, над
открытой ровной поверхностью. Под флюгером неподвижно укреплены
стрелки-указатели направления ветра. Над
флюгером к трубке 1 на горизонтальной оси 5
шарнирно прикреплена к рамке 4 ветромерная доска
6 размером 300х150 мм. Вес доски - 200 грамм (настраивается по эталонному прибору). От рамки 4
отходит назад, прикрепленный к ней отрезок дуги
(радиусом 160 мм) с восемью штифтами, из которых
четыре - длинные (по 140 мм) и четыре - короткие (по
100 мм). Углы, под которыми они закреплены,
составляют с вертикалью для штифта №1-0°; №2 - 4°;
№3 - 15,5°; №4 - 31°; №5 - 45,5°; №6 - 58°; №7 - 72°;
№8-80,5°.
Скорость ветра узнают путем отсчёта угла
отклонения доски. Определив положение
ветромерной доски между штифтами дуги,
обращаются к табл. 1, где этому положению
соответствует определённая скорость ветра.
Положение доски между штифтами даёт лишь
приблизительное представление о скорости ветра,
тем более что сила ветра быстро и часто меняется.
Доска никогда не остается долго в каком-нибудь
одном положении, а постоянно колеблется в
некоторых пределах. Наблюдая в течение 1 минуты
за меняющимся наклоном этой доски, определяют её
средний наклон (расчёт усреднением максимальных значений) и только после этого судят о
средней минутной скорости ветра. Для большой
скорости ветра, превышающей 12-15 м/сек, показания
этого прибора имеют малую точность (в данном ограничении - главный недостаток рассмотренной схемы).
Приложение
Средняя скорость ветра по шкале Бофорта в разные годы ее применения
таблица 2
| Балл | Словесная характеристика |
Средняя скорость ветра (м/с) по рекомендациям | ||||
| Симпсона | Кеппена | Международного метеорологического комитета | ||||
| 1906 | 1913 | 1939 | 1946 | 1963 | ||
| 0 | Штиль | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | Тихий ветер | 0,8 | 0,7 | 1,2 | 0,8 | 0,9 |
| 2 | Легкий ветер | 2,4 | 3,1 | 2,6 | 2,5 | 2,4 |
| 3 | Слабый ветер | 4,3 | 4,8 | 4,3 | 4,4 | 4,4 |
| 4 | Умеренный ветер | 6,7 | 6,7 | 6,3 | 6,7 | 6,7 |
| 5 | Свежий ветер | 9,4 | 8,8 | 8,7 | 9,4 | 9,3 |
| 6 | Сильный ветер | 12,3 | 10,8 | 11,3 | 12,3 | 12,3 |
| 7 | Крепкий ветер | 15,5 | 12,7 | 13,9 | 15,5 | 15,5 |
| 8 | Очень крепкий ветер | 18,9 | 15,4 | 16,8 | 18,9 | 18,9 |
| 9 | Шторм | 22,6 | 18,0 | 19,9 | 22,6 | 22,6 |
| 10 | Сильный шторм | 26,4 | 21,0 | 23,4 | 26,4 | 26,4 |
| 11 | Жестокий шторм | 30,0 | 27,1 | 30,6 | 30,5 | |
| 12 | Ураган | 29,0 | 33,0 | 32,7 | ||
| 13 | 39,0 | |||||
| 14 | 44,0 | |||||
| 15 | 49,0 | |||||
| 16 | 54,0 | |||||
| 17 | 59,0 | |||||
Шкала ураганов была разработана Гербертом Саффиром и Робертом Симпсоном, в начале 1920-х годов, для измерения потенциального ущерба от урагана. Она основывается на числовых значениях максимальной скорости ветра и включает оценку штормовых волн в каждой из пяти категорий. В азиатских странах, данное природное явление называется тайфуном (в переводе с китайского языка - «великий ветер»), а в Северной и Южной Америке - именуется ураганом. При количественной оценке скорости ветрового потока, применяются следующие сокращения: км/ч / mph - километров / миль в час, м/с - метров в секунду.
таблица 3
| № | Категория | Максимальная скорость ветра | Штормовые волны, м | Действие на наземные предметы | Действие на прибрежную зону |
| 1 | Минимальный | 119-153 км/ч 74-95 mph 33-42 м/с |
12-15 | Повреждены деревья и кустарники | Небольшие повреждения пирсов, некоторые небольшие суда на стоянке сорваны с якорей |
| 2 | Умеренный | 154-177 км/ч 96-110 mph 43-49 м/с |
18-23 | Значительные повреждения деревьев и кустарников; некоторые деревья повалены, сильно повреждены сборные домики | Значительные повреждения пирсов и пристаней для яхт, небольшие суда на стоянке сорваны с якорей |
| 3 | Значительный | 178-209 км/ч 111-129 mph 49-58 м/с |
27-36 | Повалены большие деревья, сборные домики разрушены, у отдельных небольших зданий повреждены окна, двери и крыши | Сильные наводнения вдоль береговой линии; небольшие здания на берегу разрушены |
| 4 | Огромный | 210-249 км/ч 130-156 mph 58-69 м/с |
39-55 | Деревья, кустарники и рекламные щиты повалены, сборные домики разрушены до основания, сильно повреждены окна, двери и крыши | Затоплены участки, находящиеся на высоте до 3 метров над уровнем моря; наводнения распространяются на 10 км вглубь суши; ущерб от волн и переносимых ими обломков |
| 5 | Катастрофа | >250 км/ч >157 mph > 69 м/с |
Более 55 | Все деревья, кустарники и рекламные щиты повалены, многие здания серьезно повреждены; некоторые здания разрушены полностью; сборные домики снесены | Сильный ущерб причинен нижним этажам зданий на высоте до 4,6 метров над уровнем моря в зоне, простирающейся на 457 метров вглубь суши. Необходимы массовые эвакуации населения с прибрежных территорий |
Шкала торнадо
Шкала торнадо (шкала Фудзита-Пирсона) разработана Теодором Фудзита для классификации торнадо по степени причиненного ветром ущерба. Торнадо характерно, в основном, для Северной Америки.
таблица 4
| Категория | Скорость, км/ч | Ущерб |
| F0 | 64-116 | Разрушает дымовые трубы, повреждает кроны деревьев |
| F1 | 117-180 | Срывает сборные (щитовые) домики с фундамента или перевертывает их |
| F2 | 181-253 | Значительные разрушения. Сборные домики разрушаются, деревья вырываются с корнем |
| F3 | 254-332 | Разрушает крыши и стены, разбрасывает легковые автомобили, переворачивает грузовики |
| F4 | 333-419 | Разрушает укреплённые стены |
| F5 | 420-512 | Поднимает дома и переносит их на значительное расстояние |
Словарь терминов
:
Подветренная сторона
объекта (защищена от ветра самим объектом; область повышенного давления, из-за сильного торможения потока) обращена туда, куда дует ветер.
На рисунке - справа.
Например, на воде, мелкие суда подходят к более крупным кораблям с их подветренной стороны (там они защищены корпусом большого судна от волн и ветра). "Коптящие" заводы-предприятия должны располагаться, по отношению к жилым городским застройкам - с подветренной стороны (по направлению господствующих ветров) и отделяться от этих районов достаточно широкими санитарно-защитными зонами.
Наветренная сторона
объекта (холма, морского судна) - на той стороне, откуда дует ветер. На наветренной стороне хребтов - возникают восходящие движения воздушных масс, а на подветренной - происходит нисходящий воздухопад. Наибольшая часть осадков (в виде дождя и снега), обусловленных барьерным эффектом гор, выпадает на их наветренной стороне, а с подветренной стороны - начинается обвал более холодного и сухого воздуха.
Приблизительный расчёт динамического ветрового давления на квадратный метр рекламного щита (перпендикулярно плоскости конструкции), установленного у дороги проезжей части. В примере, ожидаемая в данном месте, максимальная штормовая скорость ветра, принимается равной 25 метров в секунду.
Вычисления проводятся по формуле:
P = 1/2 * (плотность воздуха) * V^2 = 1/2 * 1.2 кг/м3 * 25^2 м/с = 375 Н/м2 ~ 38 килограмм на квадратный метр (кгс)
Заметьте, что давление растёт пропорционально квадрату скорости. Учитывайте и закладывайте в строительный проект достаточный запас прочности , устойчивости (зависит и от высоты стойки опоры) и стойкости к сильным порывам ветра и атмосферным осадкам, в виде снега и дождя.
При какой силе ветра отменяют полёты самолётов гражданской авиации
Причиной нарушения расписания полётов, задержки или отмены авиарейсов - может стать штормовое предупреждение от синоптиков, по аэродромам вылета и назначения.
Метеорологический минимум, необходимый для благополучного (штатного) взлёта и посадки воздушного судна, это допустимые пределы изменений комплекса параметров: скорости и направления ветра, прямой видимости, состояния взлётно-посадочной полосы аэродрома и высоты нижней границы облачности. Непогода, в виде интенсивных атмосферных осадков (дождь, туман, снег и метель), с обширными фронтальными грозами - так же может стать причиной отмены авиарейсов из воздушной гавани.
Величины метеоминимумов - могут различаться для конкретных самолётов (по их типам и моделям) и аэропортов (по классу и наличию достаточного наземного оборудования, в зависимости от особенностей окружающего аэродром рельефа местности и имеющихся высоких гор), а так же обусловлены квалификацией и лётным стажем пилотов экипажа, командира корабля. В расчёт и к исполнению - принимается худший минимум.
Запрет на вылет - возможен при нелётной погоде на аэродроме назначения, если там нет, поблизости, двух запасных аэрогаваней с приемлемыми метеоусловиями.
При сильном ветре, самолёты выполняют взлёт и посадку - против воздушного потока (выруливая, для этого, на соответствующую полосу). В таком случае обеспечивается не только безопасность, но и значительно сокращается дистанция разбега на взлёте и пробега при посадке. Ограничения по боковой и попутной составляющей скорости ветра, для большинства современных гражданских самолетов, составляют величины, примерно: 17-18 и 5 м/с., соответственно. Опасность большого крена, сноса и разворота авиалайнера, при его взлёте и посадке - представляет неожиданный и сильный порывистый ветер (шквал).
https://www.meteorf.ru - Росгидромет (Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды). Гидрометеорологический научно-исследовательский центр РФ.
Www.meteoinfo.ru - новый сайт Гидрометеоцентра РФ.
Http://193.7.160.230/web/losev/osad.gif - Смотреть видео-анимацию с прогнозной синоптической метеокартой - осадки, динамика циклонов и антициклонов на ближайшие дни, с показом горизонтальных перемещений изобар (изолиний атмосферного давления) расчётной погодной модели.
Http://ada.ru/Guns/ballistic/wind/index.htm - Охотникам о влиянии ветра на полёт пули, баллистический калькулятор.
Справочник ru.wikipedia.org/wiki/Климат_Москвы - столичные метеостанции и статистические данные о среднемесячных значениях основных погодных параметров (температура, скорость ветра, облачность, осадки в виде дождя и снега), дни, когда были отмечены абсолютные температурные рекорды, а так же самые холодные и тёплые годы в Москве и области.
Https://meteocenter.net/weather/ - Погода России от Метеоцентра.
Https://www.ecomos.ru/kadr22/postyMeteoMoskwaOblast.asp - Метеорологическая сеть (станции и посты) на территории Московской обл. и в соседних регионах (Владимирской, Ивановской, Калужской, Костромской, Рязанской, Смоленской, Тверской, Тульской и Ярославской областях)
Https://www.ecomos.ru/kadr22/sostojanieZagrOSnedelia.asp - экологические сводки о состоянии загрязнения окружающей среды в Москве (метеостанции ВДНХ, Балчуг и Тушино) и области, за прошедший недельный период.
- Ве́тер - поток воздуха, который быстро движется параллельно земной поверхности. На Земле ветер является потоком воздуха, который движется преимущественно в горизонтальном направлении; на других планетах он является потоком свойственных этим планетам атмосферных газов. Сильнейшие ветры Солнечной системы наблюдаются на Нептуне и Сатурне. Солнечный ветер является потоком разрежённых газов от звезды, а планетарный ветер является потоком газов, отвечающих за дегазацию планетарной атмосферы в космическое пространство. Ветры, как правило, классифицируют по масштабам, скорости, видам сил, которые их вызывают, местам распространения и воздействию на окружающую среду.
Ветры классифицируют, в первую очередь, по их силе, продолжительности и направлению. Таким образом, порывами принято считать кратковременные (несколько секунд) и сильные перемещения воздуха. Сильные ветры средней продолжительности (примерно 1 минута) называются шквалами. Названия более продолжительных ветров зависят от силы, например, такими названиями являются бриз, буря, шторм, ураган, тайфун. Продолжительность ветра также сильно варьируется: некоторые грозы могут длиться несколько минут, бриз, который зависит от разницы нагрева особенностей рельефа несколько часов, глобальные ветры, вызванные сезонными изменениями температуры - муссоны - имеют продолжительность несколько месяцев, тогда как глобальные ветры, вызванные разницей в температуре на разных широтах и силой Кориолиса, дуют постоянно и называются пассаты. Муссоны и пассаты являются ветрами, из которых слагается общая и местная циркуляция атмосферы.
Ветры всегда влияли на человеческую цивилизацию, они вдохновляли на мифологические рассказы, влияли на исторические действия, расширяли диапазон торговли, культурного развития и войн, поставляли энергию для разнообразных механизмов производства энергии и отдыха. Благодаря парусным суднам, которые плыли за счет ветра, впервые появилась возможность преодолевать большие расстояния по морям и океанам. Воздушные шары, которые тоже двигались с помощью ветра, впервые позволили отправляться в воздушные путешествия, а современные летательные аппараты используют ветер для увеличения подъемной силы и экономии топлива. Однако, ветры могут быть и небезопасными, так градиентные колебания ветра могут вызвать потерю контроля над самолетом, быстрые ветры, а также вызванные ими большие волны, на больших водоемах часто приводят к разрушению штучных построек, а в некоторых случаях ветры способны увеличивать масштабы пожара.
Ветры могут влиять и на формирование рельефа, вызывая эоловые отложения, которые формируют различные виды грунтов (например, лёсс) или эрозию. Они могут переносить пески и пыль из пустынь на большие расстояния. Ветры разносят семена растений и помогают передвижению летающих животных, которые приводят к расширению видов на новой территории. Связанные с ветром явления разнообразными способами влияют на живую природу.
Ветер возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления и направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и в пространстве скорость и направление ветра постоянно меняются. С высотой скорость ветра меняется из-за убывания силы трения.
Для визуальной оценки скорости ветра служит шкала Бофорта. Метеорологическое направление ветра указывается азимутом точки, откуда дует ветер; тогда как аэронавигационное направление ветра - куда дует, таким образом значения различаются на 180°. Многолетние наблюдения за направлением и силой ветра изображают в виде графика - розы ветров.
В ряде случаев важным является не само направление ветра, а положение объекта относительно него. Так, при охоте на животное с острым нюхом к нему подходят с подветренной стороны - во избежание распространения запаха от охотника в сторону животного.
Вертикальное движение воздуха называется восходящим или нисходящим потоком.
Ветер - движение воздуха обычно в горизонтальном направлении относительно земной поверхности. Воздух движется из . Причиной возникновения ветра является неравномерный нагрев различных участков Земли. Над обширными территориями нашей планеты формируются системы постоянных и переменных ветров - воздушных течений.
Постоянные ветры (воздушные течения):
Пассаты . Они дуют от тропиков Северного и Южного полушарий, где формируются области высокого давления, находящемуся в области низкого давления. В результате вращения Земли вокруг своей оси эти ветры отклоняются: в Северном полушарии они дуют с северо-востока на юго-запад, в Южном - с юго-востока на северо-запад. восточных берегов , Африки, находится круглый год под влиянием пассатов, зарождающихся над океанами и приносящих в течение всего года. Северная находится под влиянием пассатов, которые зарождаются на 30° широтах Северного полушария в центре Азии. Эти ветры осадков не приносят: они приходят сухими и жаркими. Влиянием этих ветров можно объяснить расположение в самой большой мира - .
Западные ветры . Это ветры, преобладающие в тропосфере и стратосфере средних широт Земли. Они дуют от тропиков Северного и Южного полушария, где формируется область высокого давления, в сторону 60° широт, где формируются области низкого давления. Вследствие вращения Земли они постоянно отклоняются к востоку (в Северном полушарии вправо, в Южном - влево) и создают воздушный поток с запада на восток.
Существуют также ветры местной циркуляции:
Бриз (франц. brise - легкий ветер). Это местный ветер небольшой скорости, меняющий свое направление два раза в сутки. Он возникает на берегах морей, озер. Днем суша нагревается быстрее, чем вода. Над сушей устанавливается область низкого давления, а над водой — высокого, и дневной бриз дует с моря или озера на побережье. Ночью картина меняется. Суша охлаждается быстрее, чем вода, и ночной бриз дует с охлажденного побережья, над которым устанавливается область высокого давления, на прогретый .
В эпоху парусного судоходства бризы использовались для начала плавания.
Бора (итал. bora; греч. boreas - северный ветер). Это сильный, порывистый ветер, дующий с прибрежных гор в сторону моря, преимущественно в холодное время года. Бора возникает в том случае, если холодный воздух над сушей отделен от теплого воздуха над водой невысоким хребтом. Холодный воздух постепенно скапливается перед хребтом и затем с большой скоростью скатывается вниз к морю, поэтому температура на побережье резко понижается. Особенно типична бора для побережья . На бора приводит к обледенению прибрежных построек, к опрокидыванию судов.
Разновидностью боры является ветер сарма, название которого происходит от названия реки, впадающей в . Это , налетающий внезапно и поднимающий крутые на озере. Возникает при переваливании через хребты гор . При приближении этого ветра метеорологи передают штормовое предупреждение.
Фён. Это теплый и сухой порывистый ветер с гор. Он часто дует зимой и весной и вызывает быстрое таяние снегов. Фён очень распространен в горах Средней Азии, .
Самум (араб.) - знойный ветер в пустынях Аравийского полуострова и Северной Африки, несущий раскаленный песок и пыль. Возникает этот ветер при сильных прогревах Земли в
Ветер - Направление В, обозначается страной света, откуда он дует, причем для сокращения употребляются буквы латинского алфавита: N - обозначает север, Е - восток, S - юг, W - запад, С - затишье. Обыкновенно различают 8 направлений, или румбов, а именно, к вышеуказанным прибавляют: NE - северо-восток, SE - юго-восток, SW - юго-запад, NW - северо-запад. Моряки и различают 16 или 32 румба . В первом случае NNE - обозначает северо-северо-восток, ENE - востоко-северо-восток, ESE - востоко-юго-восток и т. д.; а если различают 32 румба, то прибавляют t (тен), напр., NtE означает ветер между N и NNE, EtN ветер между Е и ENE и т. д. Нужно еще добавить, что у наших моряков, особенно в военном флоте, принято голландское обозначение стран света - обычай, сохранившийся со времени Петра Великого: N - норд , Е - ост, S - зюйд , W - вест. Если требуется точное обозначение, то прибегают к градусам круга, начиная с N через Е, S, W и N. Таким образом, NE будет = 45°, NW = 315° и т. д. Иногда для сокращения цифр обозначают числа градусов от ближайшего из главных четырех направлений, напр., N2°E обозначает ветер на 2° вправо от N, a E2°N - ветер на 2° влево от Е.
Для измерения направления ветра служит флюгер (см. чертеж 1), который устанавливается вертикально на открытом и возвышенном месте, напр. на башне, крыше здания или высоком столбе.
Флюгер должен быть легко подвижен, иначе он не будет указывать слабых ветров, а также и возможно устойчив. В этом отношении клинообразные флюгера, как, например, изображенный на чертеже 1, заслуживают предпочтения. Шар слева служит противовесом. Внизу прикреплен указатель стран света. Вместо флюгера можно пользоваться и вымпелом, т. е. небольшим флагом, прикрепленным к шесту, или направлением дыма. Для наблюдения над движением слоев воздуха наблюдают движение облаков (см. это слово) и движение дыма высоких сопок (вулканов). Чертеж изображает флюгер, посредством которого можно приблизительно определить и скорость ветра, для чего сверху прикрепляется свободно вращающаяся на горизонтальной оси жестяная доска (а ). Во время затишья она висит вертикально, а при ветре поднимается, смотря по его силе, до одного из 8 штифтов (делений) на дуге (b), по следующей шкале:
| Когда доска колеблется | Сила ветра |
| около 1 штифта | около 1 метра в сек. |
| " 2 " | " 2 " " " |
| " 3 " | " 4 " " " |
| " 4 " | " 6 " " " |
| " 5 " | " 8 " " " |
| " 6 " | " 10 " " " |
| между 6 и 7 " | " 12 " " " |
| около 7 " | " 14 " " " |
| между 7 и 8 " | " 16 " " " |
| около 8 " | " 20 " " " |
В местах приморских и вообще там, где бывают очень сильные ветры, имеется в запасе другая, более тяжелая доска, которая при сильных ветрах надевается вместо обыкновенной. Для нее составлена особая шкала. Упомянутый флюгер с дощечкой - инструмент очень грубый; для более точного измерения скорости ветра употребляются анемометры (ветромеры), всего чаще изображенный на черт. 2 анемометр системы Робинсона.
На вертикальной оси свободно вращается горизонтальный крест, на концах которого прикреплены полые металлические полушария, обращенные отверстиями в одну сторону. Вращением чашек приводятся в движение зубчатые колеса, а они, в свою очередь, двигают стрелку циферблата, изображенную внизу чертежа. На материке Европы они обыкновенно дают показания в метрах. Если желаем узнать скорость ветра за данное время, то отсчитываем показания циферблата в начале и конце, вычитаем первое число из второго и делим на число протекших секунд. Если, напр., циферблат стоял на 15, а по окончании минуты на 90, то, следовательно, средняя скорость ветра была 1 1/4 метра в секунду.
Анемометр Робинсона легко превращается в самопишущий, или регистрирующий (см. ст. Метеорологические инструменты). Робинсоновы полушария, или кружала, довольно тяжелы, трение велико, а потому они обладают большою инерцией , т. е. не очень легко приводятся в движение, а раз приведенные в движение не останавливаются несколько секунд, а при сильном движении - и минут, после прекращения его. Бр. Ришар в Париже построили анемометр, в котором, вместо кружал приводятся в движение легкие алюминиевые крылья, очень легко приводящиеся в движение и легко останавливающиеся. Кроме скорости движения воздуха, важно еще знать силу ветра или давление, оказываемое на данную единицу поверхности. Она зависит от скорости движения и плотности среды, поэтому ветер одинаковой скорости далеко не окажет того же давления на данную поверхность в нижнем слое воздуха и на высокой горе, зимою и летом и т. д.
Затем часто, особенно во время бурь и вихрей, В. дует порывами, т. е. его сила или давление быстро меняются, и обыкновенные анемометры, записывающие скорость ветра, не в состоянии уследить за быстрыми изменениями силы ветра. Между тем для науки и практики очень важно знать в особенности наибольшее давление, которое бывает при бурях. Для измерения силы или давления ветра поступают следующим образом. Вертикально поставленная доска укреплена на флюгере, в середине квадратная подвижная часть, за нею укреплены пружины; на эту часть действует В., и по величине движения пружин судят о силе ветра. По новейшей формуле Ферреля, основанной на точных опытах
p = [(0,002698V 2)/(t + 0,004)] ×
где p - давление в английск. фунтах на квадратный английский фут, v - скорость ветра в английских милях в час, t - температура воздуха по ° C, Р 0 - давление 760 мм, Р - действительно наблюдаемое давление воздуха. Эта формула дает возможность вычислять соотношение между скоростью ветра и его силой (давлением). При давлении воздуха = 760 мм и температуре = 15°С имеем р = 0,00255v. Прежние формулы не принимали в расчет давления и температуры воздуха, а принимали эмпирически p = 0,005v ., т. е. почти вдвое более действительной величины. Наибольшее давление ветра очень важно знать для многих целей практической жизни, особенно для вычисления устойчивости зданий. Известная катастрофа - разрушение большого моста через залив Тэй (Forth of Tay) в Шотландии - произошла именно от того, что наибольшее давление не было верно рассчитано. Скорость В. на европейском материке обыкновенно обозначают в метрах в секунду, иногда в километрах или (у нас) верстах в час, а в Англии и Соединенных Штатах - в английских милях в час. Чтобы перевести числа, выраженные в этих единицах, в метры в секунду, нужно помножить версты в час на 3,38; километры в час на 3,6; англ. мили в час на 1,96 (следовательно, почти вдвое). В тех случаях, когда скорость ветра не измеряется, а определяется на глаз, она обозначается обыкновенно цифрами, или так наз. баллами, от 0 до 6.
| Шкала (баллы). | Скорость ветра. | Действие ветра. | |
| 0 | Тихо | 0 - 0,5 | Дым поднимается вертикально. |
| 1 | Слабый | 0,5 - 4 | Движется вымпел. |
| 2 | Умеренный | 4 - 7 | Движутся листья. |
| 3 | Свежий | 7 - 11 | Качаются ветви. |
| 4 | Сильный | 11 - 17 | " тонкие стволы. |
| 5 | Буря | 17 - 28 | " большие деревья. |
| 6 | Ураган | более 28 | Разрушительные действия. |
Всего употребительнее так наз. Бофортова шкала, особенно на судах.
Следующая таблица дает возможность перевести баллы Бофортовой шкалы в метры в секунду. Для баллов 1 - 8 имеются правильные определения В. П. Кеппена. Для баллов 9 - 12 приходится довольствоваться менее точными числами Скотта, причем цифры последнего уменьшены мною в размере 8:10.
| Бофортова шкала | м в секунду | |||
| Баллы. | Паруса корабля и его ход. | 1 | 2 | |
| 0 | Затишье, штиль | |||
| 1 | Корабль имеет ход | 2,1 | 2,8 | |
| 2 | Паруса наполнены. | ход 1 - 2 узла | 3,8 | 4,8 |
| 3 | " 3 - 4 " | 5,4 | 6,4 | |
| 4 | " 5 - 6 " | 7,3 | 8,0 | |
| 5 | Корабль несет в бейдевинд бом, брамсели-брамсели и марсели в 1 риф | 9,0 | 10,0 | |
| 6 | 11,6 | 12,0 | ||
| 7 | Марсели в 2 рифа | 13,3 | 14,4 | |
| 8 | Марсели в 3 рифа | 15,8 | 17,2 | |
| 9 | Зарифленные марсели и нижние паруса | - | 20,0 | |
| 10 | Корабль едва может нести зарифленные: грот-марсель фок | - | 23,2 | |
| 11 | Корабль может нести одни штормовые стаксели | - | 26 | |
| 12 | Ураган корабль не может нести никаких парусов | - | 32,0 | |
1. По Кеппену. 2. По Скотту исправлено.
Нужно заметить, что Бофортова шкала составлена еще в начале XIX столетия, главным образом для тогдашних военных парусных кораблей. Она до сих пор сохранилась у моряков в силу привычки, причем они руководствуются уже иными признаками для различных баллов.
Так как флюгер и анемометры обыкновенно помещают повыше, где строения, деревья и т. д. не мешают ветру, то наши метеорологические наблюдения показывают большую силу ветра, чем та, которую мы испытываем в самом нижнем слое воздуха. Разница далеко не мала. Напр., в Модене , в Италии , делались наблюдения по двум анемометрам, один из них был помещен на высоте 2 метров, а другой - 31 метра, над поверхностью почвы; скорость ветра была в отношении 1:1,8, т. е. по последнему почти вдвое более. Разность еще более, если в нижнем слое мы защищены от ветра деревьями, а анемометр помещен над ними. В густом лесу внизу бывает обыкновенно почти полное затишье, даже тогда, когда верхние ветви деревьев сильно раскачиваются ветром.
Сила ветра имеет большое влияние на распределение сыпучих тел по земной поверхности. Чем сильнее ветер, тем более размер частиц, которые носятся в воздухе или двигаются по поверхности; при ослаблении ветра они падают на землю. Малейшее препятствие для ветра, напр. забор, а особенно деревья и кустарники, немедленно отражается на сыпучих телах, несомых ветром; они отлагаются перед ними, а особенно за ними. Мы можем это видеть каждую зиму на способе залегания снега [Статьи А. Воейкова, "Снежный покров" (в "Записках И. Р. геогр. общ.", т. XXIII) и И. Н. Клингена, "Снежный покров" ("Метеор . Вести.", , № 6).], на берегах моря и в песчаных пустынях, на залегании дюн (см. это слово), наконец, во многих сухих странах внутри материков на пыли, почти постоянно носящейся в воздухе и осаждающейся в виде так назыв. лёсса (см. это сл.). Вообще исследование ветра в самом нижнем слое воздуха, в зависимости от его направления, условий погоды и действия разных препятствий, обещает очень важные результаты. Обыкновенные метеорологические станции довольствуются 8 румбами ветра, а при печатании месячных и годовых средних их наблюдений вычисляют число ветров в процентах. Положим, что в ноябре было наблюдаемо следующее число ветров, при трех наблюдениях в день: N6, NE11, Е8, SE10, S14, SW20, W11, NW8, С2; в таблице будет помещено:
| N | NE | Е | SE | S | SW | W | NW | С |
| 7 | 12 | 9 | 11 | 16 | 22 | 12 | 9 | 2 |
Иногда таблицам направления дают еще такой вид; напр., для чисел предыдущей таблицы:
| SE | S | SW | W |
| 11 - 9 | 16 - 7 | 22 - 12 | 12 - 9 |
Это называется обозначением по наветренной стороне горизонта (die Luvseite des Horizontes). Здесь следовательно берут 4 преобладающих направления (это первые цифры каждой графы), а за ними, со знаком, - ставят число ветров или % противоположного направления; напр., в данном примере, за SE ставят число ветров NW, за SW - число NE и т. д. Такие таблицы дают более наглядное представление о преобладающем направлении ветров.
Возьмем, напр., Николаевск-на-Амуре , где направление ветра резко изменяется от лета к зиме и обратно, или, как обыкновенно говорят, господствуют муссоны (см. это сл.). Многолетние наблюдения дают следующие результаты в %:
Для вывода среднего направления ветра обыкновенно употребляется так называемая формула Ламберта. Она основана на законе параллелограмма сил и имеет целью определение общего направления воздушных течений. Если, напр., мы наблюдаем, как обыкновенно, 8 румбов ветров: N, NE и т. д., то получаются следующие уравнения:
А = Е - W + (NE + SE - SW - NW)Sin45°
B = N - S + (NE + NW - SE - SW)Cos45°
tang α = A/B.
Здесь α угол, который считается от N к Е, т. е. именно угол, показывающий среднее направление ветра, в градусах круга.
Затем R = √(А 2 + В 2),
где R - равнодействующая, показывающая сколько раз ветер должен был бы дуть по среднему направлению, чтоб произвести то перемещение воздуха над данным местом, какое произошло от влияния всех ветров. Его обыкновенно называют румбом, выражая в % всех ветров, дувших в данное время. По величине R, или равнодействующей, можно, следовательно, судить о том, насколько ветры разного направления уравновешиваются или насколько есть действительно преобладающее направление. Для того, чтобы формула Ламберта действительно выражала направление и хоть приблизительный размер перемещения воздуха, нужно, конечно, иметь показания о силе (скорости) ветров, иначе это отвлеченная величина, выражающая очень мало. Ветры могут дуть одинаково часто, но быть очень неравной силы, и при обыкновенном способе вывода формулы Ламберта они войдут с одинаковым весом. Даже если есть наблюдения над силой В., они обыкновенно находятся в очень большой зависимости от трения у земной поверхности и, следовательно, все-таки не выражают перемещения воздуха над данной точкой даже на малой высоте над поверхностью. Когда нет достаточно точных данных, то знание направления и хотя бы приблизительно силы преобладающего ветра дает почти такое же понятие о движениях воздуха, как и формула Ламберта. Чем решительнее преобладает в данное время одно направление В., тем ближе сходятся оба способа в существе дела. Сила В. имеет заметный суточный ход (скорость) на материках, особенно в ясные дни, и чем сильнее нагревание солнцем среди дня и суше воздух, тем яснее выражен этот суточный ход, а именно при таких условиях днем В. очень силен, нередко достигая силы бури, а ночью слаб, часто бывает даже полное затишье. Укажем, напр., на наблюдения знаменитых путешественников: Н. М. Пржевальского в Центральной Азии ("Монголия и страна Тангутов" и "Третье и 4-е путешествие по Центр. Азии") и Нахтигаля в Сахаре и Судане (Nachtigall, "Sahara und Sudanе, т. I и II). На высоких отдельных горах бывает обратно - среди дня сила В. несколько менее, чем ночью и рано утром. В высоких широтах зимою, при пасмурной погоде, и везде на открытом океане сила В. не имеет правильного суточного хода. Причины этих явлений хорошо объяснены В. П. Кеппеном ["Annalen der Hydrographie" ( , стр. 625).]. Днем при ясной погоде нижние слои воздуха нагреваются так сильно, что наступает так назыв. неустойчивое равновесие воздуха в вертикальном направлении (см. ст. Воздух), так как температура уменьшается с высотой более чем на 1° на 100 метров высоты. При таких условиях происходят конвекционные токи (см. это сл.), теплые восходящие и холодные нисходящие, т. е. происходит обмен воздуха между нижними слоями и находящимися на несколько сот метров над ними. Этим обменом воздуха Кеппен и объясняет суточный ход скорости В. на материках в ясные дни. Чем далее от земной поверхности, тем сильнее В., так как он не задерживается трением. Воздух, опустившийся в нижние слои, приносит с собою большую скорость из верхних слоев - отсюда усиление ветра над равнинами и долинами среди дня, а поднявшийся снизу приносит наверх свою меньшую скорость - отсюда меньшая скорость В. на отдельных горах. Усиление В. днем в нижних слоях воздуха объясняется еще: 1) меньшею плотностью воздуха вследствие высокой температуры, и 2) уменьшением трения, зависящим от начавшегося восходящего движения. Ночью воздух находится в устойчивом равновесии, и поэтому в нижнем слое В. гораздо слабее, чем днем, а на отдельных горах сильнее. В пасмурные дни, особенно зимою в высоких широтах, а также везде на океанах, нет большого различия температуры между нижним слоем воздуха и находящимися над ним, равновесие устойчиво, нет восходящих и нисходящих токов, и поэтому правильного суточного изменения силы В. не бывает. На берегу моря, больших озер и т. д. замечаются суточные изменения в направлении и скорости В.: днем он дует с моря, ночью - с суши. Так как над морем трение гораздо меньше, чем над сушей, то морской В. бывает сильнее берегового, и там, где существует правильная смена этих В., наибольшая сила В. бывает между 4 и 5 часами пополудни, а на материках, вдали от моря, В. всего сильнее между 12 - 2 часами дня. Правильная смена морских и береговых ветров наблюдается во многих тропических странах, особенно там, где пассат (см. это слово) не особенно силен. В странах муссонов (см. это слово) она заметнее в сухое, чем в дождливое время года (см. ст. Индия). В России всего правильнее это явление в теплые месяцы на восточном берегу Черного моря и на берегах Каспийского (см. это слово). В горах в ясную погоду также сменяются В. - вверх по долинам и горным склонам - днем, и вниз - ночью. Объяснение этого явления следующее. Ночью воздух движется по склонам, повинуясь закону тяготения. Охлажденный у склонов - стекает по долинам, причем этот ток заметнее в узких долинах, чем в широких. Днем склоны гор и воздух над ними сильнее нагреты, чем воздух на той же высоте вдали от гор. Вследствие нагревания образуется разрежение воздуха и ток воздуха к горам, восходящий по склонам и по долинам. В полосе правильного пассата не замечается почти никакого изменения в направлении и силе В. в течение года. Прямая противоположность этим странам - области муссонов, где направление В. летом и зимою противоположно, причем зимою В. с материка, летом - с моря. В большей части Европы и Северной Америки ветры сильнее в холодное время года, чем в теплое, в восточной Сибири - обратно (см. Россия , Соединенные Штаты, а объяснение этого явления см. Давление воздуха). Местами В. обозначаются у нас особыми названиями, иногда указывающими на их свойства. Достаточно будет нескольких примеров; на Ильмене : N - северяк, NЕ - подсеверяк, Е - зимняк, SW - шалоник (вероятно от реки Шелони), W - мокряк. На Белом море, близ Архангельска: N - сивер, NE - полуночник , Е - восток, SE - обедник, S - лето, или летник , SW - шалоник, NW - глубник, голоменник. В Мезени SW называется паужник, в Коле - побережник. На севере некоторые названия взяты от предков-новгородцев, другие - местного происхождения (к северо-западу от Архангельска море глубже, отсюда и название глубник). В Западной Сибири W называется русский В., напр., говорят зимою: "Вот русский ветер тепло принес". В низовьях Волги , Дона и других больших рек В. с моря, поднимающий уровень воды, называется моряна, нагон , низовой; В. вниз по течению, сгоняющий воду: береговой, матерой, горыч, сухмень, сгон, выгон, верховой [В Толковом словарь Даля, в ст. Ветер приведены в другие примеры.].
Древние греки называли холодный северный В. бореем, и это название сохранилось в несколько измененном виде на берегах Адриатического моря и перенесено итальянскими и далматинскими моряками на восточный берег Черного моря; и там и здесь борой (см. Бора) наз. холодный NE. Древние греки, очевидно, называли бореем не всякий северный В., а только сильный и холодный, так как слабые северные ветры, дующие летом на Средиземном море и сопровождаемые хорошей погодой, они называли этезиями. То же можно заметить и теперь во многих странах, где ветры имеют названия, прямо указывающие на их свойства, напр., на востоке и юго-востоке России суховей. Здесь эти ветры, очень вредные для растительности вследствие их высокой температуры и сухости, дуют обыкновенно с SE, на северном Кавказе - с Е, в Киевской губ. - с SW, то же и в Фергане так назыв. гармсил (см. это слово), и на Алтае и т. д. Эти ветры могут быть отнесены к ветрам пустынь, как самум , хамсин и т. д. Они теплы и сухи, потому что дуют из стран, где температура высока и относительная влажность мала. Высокая температура и сухость еще усиливаются пылью, которую приносят эти ветры. В горных странах существует другой разряд теплых и сухих ветров - нисходящих. Опускаясь, воздух сжимается и нагревается, и притом его относительная влажность уменьшается. Здесь, следовательно, воздух приобретает теплоту и сухость, опускаясь в долины. Даю следующие примеры [Воейков, "Климаты земного шара", стр. 18 и 529.]: 1879 г.
| Число. ст. ст. | Час | Владикавказ | Тифлис . | |||
| t 1) | é/e 2) | v 3) | S14 | 6,9 | 94 | |
| 21 " | 7 утра. | 19,4 | 29 | S14 | 4,4 | 93 |
| " " | 1 веч. | 13,6 | 62 | NE12 | ||
| 22 " | 7 утра. | - 0,2 | 100 | NE7 | ||
1) Температура воздуха по Цельсию.
2) Относительная влажность.
3) Ветер. Цифры обозначают скорость в метрах в секунду.
Во Владикавказе, к северу от Кавказских гор, в данные дни было гораздо теплее и суше, чем в Тифлисе, который не только лежит южнее, но и с лишком на 200 метров ниже, и где, в среднем выводе, зима на 5°, а весна на 3° теплее, чем во Владикавказе. Необычайно высокая температура в ноябре 1879
1) Температура воздуха по Цельсию. 2) Относительная влажность. 3) Ветер. Цифры обозначают скорость в метрах в секунду.
И здесь, следовательно, на северн. склоне Альп гораздо теплее, чем на южном. Эти cyxиe теплые ветры в Альпах издавна называются фёном, и это слово теперь принято в метеорологии для обозначения теплого и сухого ветра, дующего вниз по долине с гор. В пределах России такие ветры особенно заметны в Кутаиси , где они называются восточными. Вообще в этой местности климат влажен, дождя выпадает много, растительность роскошная. Но если 2 - 3 дня сряду дует сильный восточный В., то деревья теряют листья. О разных так называемых местных ветрах будут помещены особые статьи, как это уже сделано для одного из них - боры. Вопросы о причине В., о их соотношении с давлением воздуха и о главных областях ветров будут разобраны в ст. Давление воздуха.
А. Воейков.По состоянию моря можно приближенно определять силу ветра так; 1 балл - едва заметная рябь; 2, 3, 4 - небольшие волны; 5 - волны с белыми вершинами (барашками); 6 - ветер начинает срывать вершины волн и разносит брызгами; 7 - поверхность волн покрывается сплошною рябью и сетью морщин; вершины волн почти все срываются. Дальнейшее действие ветра на воду нельзя подвести под какие либо правила, потому что это слишком много зависит от характера волн, обуславливаемого глубиной моря, близостью берегов, течением и многими другими данными. Из всего сказанного выше видно, насколько неточны средства для определения силы ветра на море: верность глаза и личная опытность только единственные пока средства. Давление ветра моряки определяют преимущественно на глаз, руководствуясь, как сказано выше, скоростью корабля, парусами, которые можно нести, или состоянием моря, т. е. силой и характером волнения. Неоднократно пробовали устанавливать на судах анемометры, но до последнего времени пробы эти оставались без успеха. Когда судно идет, то анемометры показывают не истинную скорость (следовательно, и не истинную силу) ветра, а кажущуюся, т. е. равнодействующую истинной скорости ветра и скорости хода корабля. Очевидно, что весьма трудно, если не невозможно определить поправки анемометра для всевозможных скоростей ветра, судна и для всяких углов между курсом и ветром. Поэтому, несмотря на все совершенство анемометров, они в море почти не употребляются.
Взаимоотношения человека и ветра всегда были чрезвычайно тесно связаны друг с другом. Именно от этого природного явления в доисторические времена (как, впрочем, и сейчас) нередко напрямую зависела жизнь человека. С его помощью человечество смогло развить ремёсла и значительно облегчить себе жизнь, что можно наблюдать даже на таком банальном примере, как ветряная мельница. Нет ничего удивительного в том, что сколько существует человечество, столько люди задавали и по сей день задают себе и друг другу вопрос, почему дует ветер?
Эта загадка до сих пор остаётся чрезвычайно сложной не только для понимания ребёнка, но и взрослого человека. Учёные, которые изучают неживую природу, до сих пор спорят о том, почему дует ветер, откуда дует ветер и куда дует ветер.
Научно-технический энциклопедический словарь даёт определение ветру — как поток воздушных масс (смеси газов, частицы которых беспрепятственно летают в пространстве), который быстро передвигается параллельно поверхности Земли. Ещё одно толкование ветра говорит о том, что ветер – это природное явление, заставляющее воздушные массы двигаться из-за тех или иных изменений, которые происходят в окружающей среде.
Ветер зарождается из-за неравномерного распределения давления в атмосфере. Как только он появляется, он сразу же начинает двигаться от зоны высокого давления к зоне низкого. Если говорить проще, почему дует ветер, то можно смело заявить, что если бы не Солнце, суша и Мировой океан нашей планеты, то воздух через довольно-таки непродолжительное время стал бы повсюду иметь одинаковую температуру и влажность, из-за чего ветер не дул бы никогда.
Как движутся воздушные массы
На протяжении дня поверхность нашей планеты неравномерно нагревается. Это касается не только предметов, которые находятся на расстоянии друг от друга, но и тех, которые расположены совсем рядом. Например, за один и тот же период времени вещи более тёмного цвета нагреваются (впитывают тепло) намного больше, чем светлые. То же самое можно сказать, сравнивая воду с сушей (последняя отражает меньшее количество солнечных лучей).
В свою очередь, нагретые предметы неравномерно передают тепло воздуху, который их окружает. Например, поскольку земля нагревается намного больше, чем вода, то днём воздух с земли поднимается вверх, а более холодный – с моря, идёт на его место. Ночью происходит обратный процесс – тогда как земля остыла, воды моря остаются тёплыми. Соответственно, тёплый воздух над морем, уходит вверх, а воздух с суши идёт на его место.
Более тёплый воздух поднимается вверх, где сталкивается с холодным. Это происходит потому, что нагретый воздух становится лёгким – и стремится вверх, а холодный наоборот, тяжелеет, и устремляется вниз. Чем большую разницу имеют температуры холодного и тёплого потока, тем сильнее обычно дул ветер. Таким образом, возникает не только лёгкий ветерок, но и небольшие вихри, ураганы и даже смерчи.
Сам воздух всюду стремится быть одинаковым. Когда образовывается некая неоднородность (в одном месте теплее, в другом холоднее, в третьем – частичек газов больше, в четвёртом – меньше), он горизонтально перемещается, пытаясь ликвидировать «неравенство».
Подобный процесс происходит по всей территории земного шара. Наиболее тёплое место на нашей планете – это экватор. Именно здесь нагретый тёплый воздух всё время уходит вверх, а оттуда направляется или к Северному, или Южному полюсам. После этого он на определённых широтах спускается снова на землю и начинает двигаться. Куда именно ветер дует – смотря по обстоятельствам. Может, дальше к полюсам, а может – возвращаться к экватору.
Вращение Земли
На потоки движения воздушных масс действует вращение нашей планеты. Именно из-за него все ветры, которые дуют в Северном полушарии, сдвигаются в правую, а в Южном – в левую стороны.
Атмосферное давление
Наш организм, даже не зная этого, всё время ощущает на себе давление воздуха – несмотря на то, что он кажется нам абсолютно невесомым. Согласно последним научным данным, вся атмосфера нашей Земли (иначе говоря, слой газов), состоящая преимущественно из азота и кислорода, весит пять квадриллионов тонн.
Атмосферное давление в разных местах Земли – разное. Молекулы газов стремятся возместить это, и постоянно на огромной скорости двигаются в разных направлениях (эти частицы из-за силы притяжения Земли полностью к ней привязаны, и улететь в космос никак не могут).
Вот так и получается, что ветер – это перемещение огромного количества молекул атмосферных газов в одном направлении. Воздушные массы обычно перетекают из зоны повышенного давления (когда воздух холодный – антициклон) в район пониженного (когда он тёплый – циклон), заполняя тем самым пустоты разреженного воздуха.
Классификация ветров
Сильные ветры, которые имеют среднюю продолжительность (одна минута) – это шквалы. Существуют такие виды ветров:
- Бриз – тёплый ветер возле моря, где можно наблюдать легкий ветер, дующий на побережье. Направление ветра изменяется на протяжении суток дважды. Дневной (или морской) зачастую дул с моря на берег, ночной (или береговой) – наоборот. Скорость бриза обычно составляет от 1 до 5 м/с;
- Буря – чрезвычайно сильный ветер, скорость которого составляет от 16 до 20 м/с.
- Шторм – возникает во время циклона, скорость – от 15 до 32 м/с;
- Ураган – очень сильная буря, которую вызвали двигающие в разных направлениях на огромной скорости воздушные массы, скорость которых – от 32 м/с;
- Тайфун – ураган огромной разрушительной силы, который дул и дует в основном возле восточного побережья Азии, на Дальнем Востоке, а также западной части Тихого океана.
Порывы ветра – это кратковременные (несколько секунд) и сильные (несколько часов и даже месяцев) перемещения воздушных масс. Например, для тропического климата выделяют следующие типы ветров:
- Муссоны – ветра, характерны в основном для тропических областей, дуют несколько месяцев, иногда изменяя направление ветра. Летом – с океана на сушу, зимой – наоборот. При этом летом муссоны характеризует повышенная влажность.
- Пассаты – такой ветер обычно дул и дует в тропических широтах на протяжении целого года, в Северном полушарии – с северо-восточного направления, в Южном – с юго-восточного. Друг от друга их отделяет безветренная полоса.
Из-за постоянного изменения давления направление ветра постоянно меняется. Но в любом случае ветер всегда перемещается из области высокого давления в область низкого.
На протяжении тысячелетий люди наблюдали за ветрами, делали определённые выводы, выдвигали гипотезы, составляли графики для того, чтобы как можно лучше использовать в своей деятельности это удивительное явление неживой природы. Так, появилась так называемая Роза ветров – чертёж, точнее сказать – диаграмма, которая изображает, как именно ветер дует в конкретной местности.
Составляют Розу ветров таким образом: из центра на расстоянии друг от друга в 45° чертят восемь прямых, на которые наносят метки длиной, пропорциональной или частоте ветров, или их скоростям. После этого концы меток соединяют и получаются две многоугольные фигуры – Роза повторяемости ветров, и Роза скорости ветров.
Роза ветров даёт возможность определить направление, силу, и продолжительность преобладающего ветра, а также частоту воздушных потоков. Розу ветров чертят как для того, чтобы определить средние показатели, так и для определения максимальных значений. Можно создать комплексный чертёж, на котором будут нанесены диаграммы, состоящие сразу из нескольких параметров, которые также будут показывать куда ветер дует.
Чертежи чрезвычайно необходимых человеку – при строительстве, для решения различных хозяйственных задач (например, в последнее время благодаря ветру появилась возможность получать электроэнергию) и т.п. Ведь ветер вполне может быть, как другом, так и врагом – если не обращать на него внимание и не учитывать его влияние на окружающую среду, он вполне способен нанести непоправимый ущерб, разрушив созданное человеком творение. Хотя ветер — это неконтролируемое человеком явление, поскольку он дул и будет дуть куда ему захочется, но теперь человечество может предсказать ориентировочное его направление и силу, что может спасти многие жизни.
