Kelajuan angin dalam skala Beaufort dan meter sesaat

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Angin ialah pergerakan udara dalam arah mendatar di sepanjang permukaan bumi. Ke arah mana ia bertiup bergantung pada taburan zon tekanan di atmosfera planet. Artikel ini membincangkan isu berkaitan kelajuan dan arah angin.

Biram cuaca atau anemone

Mungkin kejadian yang jarang berlaku di alam semula jadi adalah cuaca yang benar-benar tenang, kerana anda sentiasa dapat merasakan angin sepoi-sepoi bertiup. Sejak zaman purba, manusia telah berminat dengan arah pergerakan udara, jadi apa yang dipanggil baling cuaca atau anemone dicipta. Peranti adalah anak panah yang berputar bebas pada paksi menegak di bawah pengaruh daya angin. Dia menunjukkan arahnya. Jika anda menentukan titik di ufuk dari mana angin bertiup, maka garisan yang dilukis di antara titik ini dan pemerhati akan menunjukkan arah pergerakan udara.

Untuk membolehkan pemerhati menghantar maklumat tentang angin kepada orang lain, konsep seperti utara, selatan, timur, barat dan pelbagai kombinasinya digunakan. Oleh kerana keseluruhan semua arah membentuk bulatan, rumusan lisanjuga diduplikasi dengan nilai yang sepadan dalam darjah. Contohnya, angin utara bermaksud 0o(jarum kompas biru menghala ke utara).

Konsep mawar angin

Bercakap tentang arah dan kelajuan pergerakan jisim udara, beberapa perkataan harus dikatakan tentang angin naik. Ia adalah bulatan dengan garisan yang menunjukkan bagaimana udara mengalir. Sebutan pertama simbol ini ditemui dalam buku ahli falsafah Latin Pliny the Elder.

Seluruh bulatan, mencerminkan arah mendatar yang mungkin bagi pergerakan udara ke hadapan, dibahagikan kepada 32 bahagian pada mawar angin. Yang utama ialah utara (0^o atau 360^o), selatan (180^o), timur (90^o) dan Barat (270^o). Empat bahagian bulatan yang terhasil dibahagikan lagi, membentuk barat laut (315^o), timur laut (45^o), barat daya (225o^{) dan tenggara (135}o^{). 8 bahagian bulatan yang terhasil sekali lagi dibahagikan kepada separuh setiap satu, yang membentuk garisan tambahan pada mawar angin. Memandangkan terdapat 32 baris pada akhirnya, jarak sudut antaranya ialah 11.25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Perhatikan bahawa ciri khas mawar angin ialah imej fleur-de-lis yang terletak di atas tanda utara (N).

Dari manakah angin bertiup?

Pergerakan mendatar jisim udara yang besar sentiasa dilakukan dari kawasan tekanan tinggi ke kawasan ketumpatan udara yang lebih rendah. Pada masa yang sama, anda boleh menjawab soalan, apakah kelajuan angin, dengan mengkajilokasi pada peta geografi isobar, iaitu, garisan lebar di mana tekanan udara adalah malar. Kelajuan dan arah pergerakan jisim udara ditentukan oleh dua faktor utama:

• Angin sentiasa bertiup dari kawasan yang terdapat antisiklon ke kawasan yang diliputi oleh taufan. Anda boleh memahami perkara ini jika anda ingat bahawa dalam kes pertama kita bercakap tentang zon tekanan tinggi, dan dalam kes kedua - rendah.
• Kelajuan angin adalah berkadar terus dengan jarak yang memisahkan dua isobar bersebelahan. Sesungguhnya, semakin jauh jarak ini, semakin lemah penurunan tekanan akan dirasai (dalam matematik mereka mengatakan kecerunan), yang bermaksud bahawa pergerakan udara ke hadapan akan menjadi lebih perlahan berbanding dalam kes jarak kecil antara isobar dan kecerunan tekanan besar.

Faktor yang mempengaruhi kelajuan angin

Salah satu daripadanya dan yang paling penting telah pun disuarakan di atas - ini ialah kecerunan tekanan antara jisim udara yang berjiran.

Selain itu, kelajuan angin purata bergantung pada topografi permukaan tempat ia bertiup. Sebarang penyelewengan di permukaan ini dengan ketara menghalang pergerakan ke hadapan jisim udara. Sebagai contoh, setiap orang yang pernah berada di pergunungan sekurang-kurangnya sekali sepatutnya menyedari bahawa angin lemah di kaki. Semakin tinggi anda mendaki lereng gunung, semakin kuat angin terasa.

Atas sebab yang sama, angin bertiup lebih kuat di permukaan laut berbanding darat. Ia sering dihakis oleh lurah, ditutup dengan hutan, bukit dan banjaran gunung. Semua ketidakhomogenan ini, yang tidak berada di ataslaut dan lautan, perlahankan sebarang tiupan angin.

Tinggi di atas permukaan bumi (dalam susunan beberapa kilometer) tiada halangan kepada pergerakan udara mendatar, jadi kelajuan angin di troposfera atas adalah tinggi.

Faktor lain yang penting untuk dipertimbangkan apabila bercakap tentang kelajuan pergerakan jisim udara ialah daya Coriolis. Ia dijana disebabkan oleh putaran planet kita, dan kerana atmosfera mempunyai sifat inersia, sebarang pergerakan udara di dalamnya terpesong. Disebabkan fakta bahawa Bumi berputar dari barat ke timur mengelilingi paksinya sendiri, tindakan daya Coriolis membawa kepada sisihan angin ke kanan di hemisfera utara, dan ke kiri di selatan.

Anehnya, kesan daya Coriolis ini, yang boleh diabaikan di latitud rendah (tropika), mempunyai pengaruh yang kuat ke atas iklim zon ini. Hakikatnya ialah kelembapan dalam kelajuan angin di kawasan tropika dan di khatulistiwa diimbangi oleh peningkatan aliran naik. Yang terakhir, seterusnya, membawa kepada pembentukan awan kumulus yang kuat, yang merupakan sumber hujan lebat tropika.

Alat untuk mengukur kelajuan angin

Ia ialah anemometer, yang terdiri daripada tiga cawan yang terletak pada sudut 120o berbanding antara satu sama lain, dan ditetapkan pada paksi menegak. Prinsip operasi anemometer agak mudah. Apabila angin bertiup, cawan mengalami tekanannya dan mula berputar pada paksi. Semakin kuat tekanan udara, semakin cepat mereka berputar. Setelah diukurkelajuan putaran ini, anda boleh menentukan kelajuan angin dengan tepat dalam m/s (meter sesaat). Anemometer moden dilengkapi dengan sistem elektrik khas yang mengira nilai yang diukur secara bebas.

Peranti kelajuan angin berdasarkan putaran cawan bukanlah satu-satunya. Terdapat satu lagi alat mudah yang dipanggil tiub pitot. Peranti ini mengukur tekanan angin dinamik dan statik, perbezaan antaranya boleh mengira kelajuannya dengan tepat.

Skala Beaufort

Maklumat tentang kelajuan angin, yang dinyatakan dalam meter sesaat atau kilometer sejam, bagi kebanyakan orang - dan terutamanya untuk pelayar - tidak banyak berkata. Oleh itu, pada abad ke-19, laksamana Inggeris Francis Beaufort mencadangkan untuk menggunakan beberapa skala empirikal untuk penilaian, yang terdiri daripada sistem 12 mata.

Semakin tinggi skala Beaufort, semakin kuat angin bertiup. Contohnya:

• Nombor 0 sepadan dengan ketenangan mutlak. Dengan itu, angin bertiup pada kelajuan tidak melebihi 1 mph, iaitu kurang daripada 2 km / j (kurang daripada 1 m / s).
• Pertengahan skala (nombor 6) sepadan dengan angin kencang, yang kelajuannya mencapai 40-50 km/j (11-14 m/s). Angin sebegitu mampu menimbulkan ombak besar di laut.
• Beaufort Maksimum (12) ialah taufan yang melebihi 120 km/j (lebih daripada 30 m/s).

Angin utama di planet Bumi

Ia biasanya diklasifikasikan dalam atmosfera planet kita sebagai salah satu daripada empat jenis:

• Global. Terbentukhasil daripada keupayaan berbeza benua dan lautan untuk memanaskan sinaran matahari.
• Bermusim. Angin ini berubah mengikut musim dalam setahun, yang menentukan berapa banyak tenaga suria yang diterima oleh kawasan tertentu di planet ini.
• Tempatan. Ia dikaitkan dengan keanehan lokasi geografi dan topografi kawasan berkenaan.
• Berputar. Ini adalah pergerakan jisim udara terkuat yang membawa kepada pembentukan taufan.

Mengapa penting untuk mengkaji angin?

Selain fakta bahawa maklumat tentang kelajuan angin disertakan dalam ramalan cuaca, yang diambil kira oleh setiap penduduk planet ini dalam hidupnya, pergerakan udara memainkan peranan yang besar dalam beberapa proses semula jadi.

Jadi, dia adalah pembawa debunga tumbuhan dan terlibat dalam pengedaran benih mereka. Selain itu, angin merupakan salah satu punca utama hakisan. Kesan pemusnahannya paling ketara di padang pasir, apabila rupa bumi berubah secara mendadak pada siang hari.

Kita juga tidak boleh lupa bahawa angin adalah tenaga yang digunakan manusia dalam aktiviti ekonomi. Menurut anggaran umum, tenaga angin membentuk kira-kira 2% daripada semua tenaga suria yang jatuh di planet kita.