Ветер — горизонтальное перемещение воздуха относительно земной поверхности. Это происходит из-за неравномерного распределения тепла и атмосферного давления. Поток воздуха перемещается из зоны высокого давления в зону низкого. Основными характеристиками ветра являются скорость (сила) и направление ветра. Единицами измерения скорости ветра являются метры в секунду (м/с), километрах в час (км/ч), существует морская мера скорости — узел. 1 узел примерно равен 0.5 м/с. Направление ветра определяется сторонами горизонта, указывается в градусах либо в румбах по 16-румбовой шкале. Сила ветра — в баллах. Средняя скорость ветра определена на 10-метровой высоте над ровной открытой поверхностью.
Шкала Бофорта является условной шкалой, позволяющая визуально оценить силу (скорость) ветра в баллах по волнению на море или его взаимодействию с различными предметами на земле. Шкалу изобрел в 1806 г. адмирал Ф. Бофорт, которой использовал ее для определения силы ветра на море. Позже, в 1874 г. шкалу Бофорта было решено применять в международной синоптической практике на суше и на море. Измененной и уточненной шкалой пользуются в морской навигации. Вначале шкала была тринадцатибальная, начиная с нуля баллов, когда безветренно, на море полный штиль. Последний, 12-й ряд определяет силу и скорость ветра во время урагана. С годами шкала менялась и уточнялась, в 1955 г. Бюро погоды США увеличило ее до 17 баллов, чтобы различать ураганы разной силы.
Для быстрого и правильного определения силы, средней скорости ветра по шкале Бофорта воспользуйтесь таблицой.
Шкала силы ветра (шкала Бофорта)
| Баллы Бофорта | Скорость ветра, м/с | Словесная характеристика ветра | Видимое действие ветра |
| 0 | 0,0-0,2 | Штиль | Дым поднимается вертикально, листья на деревьях неподвижны |
| 1 | 0,3-1,5 | Тихий | Лёгкое движение воздуха, дым слегка отклоняется |
| 2 | 1,6-3,3 | Лёгкий | Движение воздуха ощущается лицом, листья шелестят |
| 3 | 3,4-5,4 | Слабый | Колышутся листья и тонкие ветки на деревьях |
| 4 | 5,5-7,9 | Умеренный | Вершины деревьев гнутся, шевелятся небольшие ветки, поднимается пыль |
| 5 | 8,0-10,7 | Свежий | Колеблются ветки и тонкие стволы деревьев |
| 6 | 10,8-13,8 | Сильный | Качаются толстые ветки, гудят телефонные провода |
| 7 | 13,9-17,1 | Крепкий | Раскачиваются стволы деревьев, гнутся большие ветки, идти против ветра тяжело |
| 8 | 17,2-20,7 | Очень крепкий | Раскачиваются большие деревья, ломаются небольшие ветви, очень тяжело ходить |
| 9 | 20,8-24,4 | Шторм | Небольшие повреждения зданий, ломаются толстые ветки деревьев |
| 10 | 24,5-28,4 | Сильный шторм | Деревья ломаются или вырываются с корнем, большие повреждения зданий |
| 11 | 28,5-32,6 | Жестокий шторм | Большие разрушения |
| 12 | 32,7 и более | Ураган | Опустошительные разрушения |
Шкала для определения скорости, силы и названия ветра (шкала Бофорта)
Различают сглаженную скорость за некоторый небольшой промежуток времени имгновенную , скорость в данный момент времени. Скорость измеряют анемометром, с помощью доски Вильда.
Наибольшая средняя годовая скорость ветра (22 м/сек) наблюдалась на побережье Антарктиды. Средняя суточная скорость, там доходит иногда до 44 м/сек, а в отдельные моменты достигает 90 м/сек.
Скорость ветра имеет суточный ход . Он близок к суточному ходу температуры. Максимальная скорость в приземном слое (100 м – летом, 50 м – зимой) наблюдается в 13-14 часов, минимальная скорость – в ночные часы. В более высоких слоях атмосферы суточный ход скорости обратный. Это объясняется изменением интенсивности вертикального обмена в атмосфере в течение суток. Днем интенсивный вертикальный обмен затрудняет горизонтальное перемещение воздушных масс. Ночью этого препятствия нет и Вм перемещаются по направлению барического градиента.
Скорость ветра зависит от разницы давления и прямо пропорциональна ей: чем больше разность давления (горизонтальный барический градиент), тем больше скорость ветра. Средняя многолетняя скорость ветра у земной поверхности 4-9 м/с, редко более 15 м/с. В штормах и ураганах (умеренных широт) - до 30 м/с, в порывах до 60 м/с. В тропических ураганах скорости ветра доходят до 65 м/с, а в порывах могут достигать 120 м/с.
Приборы, при помощи которых измеряется скорость ветра, называют анемометрами. Большинство анемометров построено по принципу ветряной мельницы. Так, например, анемометр Фусса имеет вверху четыре полушария (чашки), обращенные в одну сторону (рис. 75).
Эта система полушарий вращается около вертикальной оси, причем количество оборотов отмечается счетчиком. Прибор выставляется на ветер, и, когда «мельница из полушарий» приобретает более или менее постоянную скорость, включается счетчик на точно определенное время. По табличке, на которой указано количество оборотов для каждой скорости ветра, и по количеству найденных оборотов определяется скорость. Существуют более сложные приборы, которые имеют приспособление для автоматической записи направления и скорости ветра. Применяются также и простые приборы, по которым одновременно можно определить направление и силу ветра. Примером такого прибора может служить распространенный на всех метеорологических станциях флюгер Вильда.
Направление ветра определяется той стороной горизонта, с которой дует ветер. Для его обозначения применяется восемь основных направлений (румбов): С, СЗ, З, ЮЗ, Ю, ЮВ, В, СВ. Направление зависит от распределения давления и от отклоняющего действия вращения Земли.
Роза ветров. Ветры подобно другим явлениям в жизни атмосферы подвержены сильным изменениям. Поэтому и здесь приходится находить средние величины.
Для определения господствующих направлений ветров за тот или другой период времени поступают следующим образом. Проводят из какой-нибудь точки восемь главных направлений, или румбов, и на каждом по определенному масштабу откладывают повторяемость ветров. На полученном изображении, известном под названием розы ветров, ясно видны господствующие ветры (рис. 76).
Сила ветра зависит от его скорости и показывает, какое динамическое давление оказывает воздушный поток на какую-либо поверхность. Сила ветра измеряется в килограммах на квадратный метр (кг/м2).
Структура ветра. Ветер нельзя представить себе однородным воздушным течением, имеющим одинаковое направление и одинаковую скорость во всей своей массе. Наблюдения показывают, что ветер дует порывисто, как бы отдельными толчками, порой стихает, потом снова приобретает прежнюю скорость. При этом направление ветра тоже подвержено изменениям. Наблюдения, производимые в более высоких слоях воздуха, показывают, что порывистость с высотой уменьшается. Замечено также, что в различные времена года и даже в различные часы дня порывистость ветра неодинакова. Наибольшая порывистость наблюдается весной. В течение суток наибольшее ослабление ветра - ночью. Порывистость ветра зависит от характера земной поверхности: чем больше неровностей, тем больше порывистость и наоборот.
Причины ветров. Воздух остаётся в покое до тех пор, пока давление в данном участке атмосферы распределяется более или менее равномерно. Но стоит давлению в каком-либо участке увеличиться или уменьшиться, как воздух потечёт от места большего давления в сторону меньшего. Начавшееся перемещение масс воздуха будет продолжаться до тех пор, пока разность давлений не выравнится и не установится равновесие.
Устойчивого равновесия в атмосфере почти никогда не наблюдается, поэтому и ветры относятся к наиболее часто повторяющимся явлениям в природе.
Причин, нарушающих равновесие атмосферы, очень много. Но одной из первых причин, порождающей разность давлений, является различие температур. Разберём простейший случай.
Перед нами поверхность моря и прибрежная часть суши. Днём поверхность суши нагревается быстрее поверхности моря. Благодаря этому нижний слой воздуха над сушей расширяется больше, чем над морем (рис. 77, I). В результате вверху сейчас же создается воздушное течение от более теплой области к более холодной (рис. 77, II).
Ввиду того, что часть воздуха из теплой области перетекла (вверху) в сторону холодной, давление в пределах холодной области увеличится, а в пределах теплой области уменьшится. В результате возникает воздушное течение теперь уже в нижнем слое атмосферы от холодной области к теплой (в нашем случае от моря к суше) (рис. 77, III).
Подобные воздушные течения обычно возникают на морском побережье или по берегам больших озер и носят название бризов. В приведенном нами примере - бриз дневной. Ночью картина совершенно обратная, ибо поверхность суши, остывая быстрее поверхности моря, становится холоднее. В результате в верхних слоях атмосферы воздух будет течь в сторону суши, а в нижних слоях в сторону моря (ночной бриз).
Подъем воздуха с теплой области и опускание в холодной объединяет верхнее и нижнее течение и создает замкнутую циркуляцию (рис. 78). В этих замкнутых круговоротах вертикальные части пути обыкновенно очень малы, горизонтальные же, наоборот, могут достигать огромных размеров.
Причины различной скорости ветров. Само собой понятно, что скорость ветра должна зависеть от градиента давления (т. е. определяться прежде всего разницей в давлениях на единицу расстояния). Если бы, кроме силы, обусловленной градиентом, никаких других сил на массу воздуха не действовало, то воздух двигался бы равномерно-ускоренно. Однако этого не получается, потому что существует немало причин, которые замедляют движение воздуха. Сюда в первую очередь относится трение.
Различают трение двух видов: 1) трение приземного слоя воздуха о земную поверхность и 2) трение, возникающее внутри самого движущегося воздуха.
Первое находится в прямой зависимости от характера поверхности. Так, например, водная поверхность и равнинная степь создают наименьшее трение. При этих условиях скорость ветра всегда значительно возрастает. Поверхность же, имеющая неровности, создает большие препятствия движущемуся воздуху, что приводит к уменьшению скорости ветра. Особенно сильно понижают скорость ветра городские постройки и лесные насаждения (рис. 79).
Наблюдения, произведенные в лесу, показали, что уже в 50 м от опушки скорость ветра уменьшается до 60-70% первоначальной скорости, в 100 м до 7%, в 200 м до 2-3%.
Трение, которое возникает между соседними слоями движущихся масс воздуха, называют внутренним трением. Внутреннее трение обусловливает передачу движения от одного слоя к другому. Приземный слой воздуха в результате трения о земную поверхность имеет наиболее замедленнее движение. Выше лежащий слой, соприкасаясь с движущимся нижним слоем, также замедляет свое движение, но уже в гораздо меньшей степени. Еще меньшее воздействие испытывает следующий слой и т. д. В результате скорость движения воздуха с высотой постепенно возрастает.
Направление ветров. Если главнейшей причиной ветра является разница в давлениях, то ветер должен дуть из области большего давления в область меньшего давления в направлении, перпендикулярном изобарам. Однако этого не происходит. В действительности (как это установлено наблюдениями) ветер дует главным образом вдоль изобар и только слегка отклоняется в сторону низкого давления. Это происходит вследствие отклоняющего действия вращения Земли. В свое время мы уже говорили, что всякое движущееся тело под влиянием вращения Земли отклоняется от своего первоначального пути в северном полушарии вправо, а в южном влево. Говорили также и о том, что отклоняющаяся сила по направлению от экватора к полюсам возрастает. Совершенно понятно, что движение воздуха, возникшее в силу разности давлений, сразу же начинает испытывать на себе влияние этой отклоняющей силы. Сама по себе эта сила невелика. Но благодаря непрерывности ее действия в конце концов эффект получается очень большой. Если бы не было трения и других влияний, то в результате непрерывно действующего отклонения ветер мог бы описать замкнутую кривую, близкую к окружности. На самом деле благодаря влиянию различных причин подобного отклонения не получается, но тем не менее оно все же весьма значительно. Достаточно указать хотя бы на пассаты, направление которых, при неподвижном состоянии Земли, должно бы совпадать с направлением меридиана. Между тем их направление в северном полушарии северо-восточное, в южном - юго-восточное, а в умеренных широтах, где сила отклонения еще больше, ветер, дующий с юга на север, приобретает западно-юго-западное направление (в северном полушарии).
Главнейшие системы ветров. Ветры, наблюдаемые на земной поверхности, очень разнообразны. В зависимости от причин, порождающих это разнообразие, мы разделим их на три большие группы. К первой группе отнесем ветры, причины которых зависят главным образом от местных условий, ко второй - ветры, обусловленные общей циркуляцией атмосферы, и к третьей - ветры циклонов и антициклонов. Начнем наше рассмотрение с наиболее простых ветров, причины которых зависят преимущественно от местных условий. Сюда мы относим бризы, различные горные, долинные, степные и пустынные ветры, а также и муссонные ветры, которые уже зависят не только от местных причин, но и от общей циркуляции атмосферы.
Ветры чрезвычайно разнообразны по происхождению, характеру и значению. Так, в умеренных широтах, где господствует западный перенос, преобладают ветры западных направлений (СЗ, З, ЮЗ). Эти области занимают обширные пространства - примерно от 30 до 60° в каждом полушарии. В полярных областях ветры дуют от полюсов к зонам пониженного давления умеренных широт. В этих областях преобладают северо-восточные ветры в Арктике и юго-восточные в Антарктике. При этом юго-восточные ветры Антарктики, в отличие от Арктических, более устойчивые и имеют большие скорости.
Каждое природное явление, имеющее разные степени выраженности, принято оценивать в соответствии с определенными критериями. Особенно если информацию о нем надо передавать быстро и точно. Для силы ветра баллы в шкале Бофорта стали единым международным ориентиром.
Разработанная британским контр-адмиралом, уроженцем Ирландии Фрэнсисом Бофортом (ударение приходится на второй слог) в 1806 году система, усовершенствованная в 1926-м добавлением информации об эквивалентности силы ветра в баллах его определенной скорости, позволяет полно и точно характеризовать данный атмосферный процесс, оставаясь актуальной и по сей день.
Что такое ветер?
Ветром называется движение воздушных масс параллельно поверхности планеты (горизонтально над ней). Этот механизм вызван разницей давления. Направление движения всегда исходит из области более высокого.
Для описания ветра принято использовать следующие характеристики:
- скорость (измеряется в метрах в секунду, километрах в час, узлах и баллах);
- сила ветра (в баллах и м. с. - метрах в секунду, соотношение примерно равно 1:2);
- направление (согласно сторонам света).
Первые два параметра тесно связаны. Они могут взаимно обозначаться единицами измерения друг друга.
Направление ветра определяют по той стороне света, откуда началось движение (с севера - северный ветер и т. п.). Скорость определяет барический градиент.
Бари́ческий градие́нт (иначе - барометрический градиент) - изменение атмосферного давления на единицу расстояния по нормали к поверхности равного давления (изобарической поверхности) в сторону убывания давления. В метеорологии обычно пользуются горизонтальным барометрическим градиентом, то есть его горизонтальной составляющей (Большая советская энциклопедия).
Скорость и силу ветра невозможно разделить. Большая разность показателей между зонами атмосферного давления порождает сильное и быстрое движение воздушных масс над поверхностью земли.
Особенности измерения ветров
Для того чтобы правильно соотнести данные метеорологических служб со своим реальным положением или корректно произвести измерение, нужно знать, какие стандартные условия используют профессионалы.
- Замер силы и скорости ветра происходит на десятиметровой высоте на открытой ровной поверхности.
- Название направлению ветра дает сторона света, откуда он дует.
Управляющие водным транспортом, а также любители проводить время на природе, часто приобретают приборы анемометры, которые определяют скорость, которую легко соотнести с силой ветра в баллах. Существуют водостойкие модели. Для удобства производятся приборы различной компактности.
В системе Бофорта описание высоты волн, соотносимых с определенной силой ветра в баллах, приводится для открытого морского пространства. Оно будет значительно меньше в мелких акваториях и прибрежных зонах.
От личного до всемирного пользования
Сэр Фрэнсис Бофорт не просто имел высокий военный чин на флоте, но и был успешным ученым-практиком, занимавшим важные посты, гидрографом и картографом, принесшим стране и миру огромную пользу. Его имя носит одно из морей в Северном Ледовитом океане, омывающее Канаду и Аляску. В честь Бофорта назван Антарктический остров.
Удобную систему оценки силы ветра в баллах, доступную для достаточно точного определения выраженности явления "на глаз", Фрэнсис Бофорт создал для собственного пользования в 1805 году. Шкала имела градацию от 0 до 12 баллов.
В 1838 году система визуальной оценки погоды и силы ветра в баллах стала официально применяться британским флотом. В 1874 году она была принята международным синоптическим сообществом.
В 20-м веке в шкалу Бофорта были внесены еще несколько усовершенствований - соотношение баллов и словесного описания проявления стихии со скоростью ветра (1926 год), а также добавлены еще пять делений - пунктов градации силы ураганов (США, 1955 год).
Критерии оценки силы ветра в баллах Бофорта
В современном виде шкала Бофорта имеет несколько характеристик, позволяющих в комплексе наиболее точно соотнести конкретное атмосферное явление с его показателями в баллах.
- Во-первых, это вербальная информация. Словесное описание погоды.
- Средний показатель скорости в метрах в секунду, километрах в час и узлах.
- Воздействие движущихся воздушных масс на характерные предметы на суше и море, определяется по типичным проявлениям.
Неопасный ветер
Безопасный ветер определяется в диапазоне от 0 до 4 баллов.
| Название | Скорость ветра (м/с) | Скорость ветра (км/ч) | Описание | Характеристика |
||
| Штиль, полное безветрие (Calm) | менее 1 км/ч | Движение дыма - вертикально вверх, листья деревьев не шевелятся | Поверхность моря недвижимая, гладкая |
|||
| Тихий ветер (Light Air) | Дым имеет небольшой угол наклона, флюгер недвижим | Легкая рябь без пены. Волны не выше 10 сантиметров |
||||
| Легкий (Light Breeze) | Ощущаются дуновения ветра кожей лица, появляется движение и шелест листьев, незначительное движение флюгера | Короткие низкие волны (до 30 сантиметров) с напоминающим стекло гребнем |
||||
| Слабый (Gentle Breeze) | Непрерывное движение листвы и тонких веток на деревьях, колыхание флагов | Волны остаются короткими, но более заметны. Гребни начинают опрокидываться и превращаться в пену. Появляются редкие мелкие "барашки". Высота волн доходит до 90 сантиметров, но в среднем не превышает 60 |
||||
| Умеренный (Moderate Breeze) | Начинается подъем от земли пыли, мелкого мусора | Волны становятся длиннее и поднимаются до полутора метров. "Барашки" появляются часто |
Пограничным можно назвать ветер в 5 баллов, характеризуемый как "свежий", или fresh breeze. Его скорость колеблется от 8 до 10,7 метров с секунду (29-38 км/ч, или от 17 до 21 узла). Тонкие деревья качаются вместе со стволами. Волны поднимаются до 2,5 (в среднем до двух) метров. Иногда проявляются брызги.
Ветер, приносящий неприятности
С силы ветра в 6 баллов начинаются явления сильные, способные нанести ущерб здоровью и имуществу.
| Баллы | Название | Скорость ветра (м/с) | Скорость ветра (км/ч) | Скорость ветра (морские улзы) | Описание | Характеристика |
| Сильный (Strong Breeze) | Толстые ветви деревьев сильно раскачиваются, слышен гул телеграфных проводов | Формирование крупных волн, пенные гребни приобретают значительный объем, вероятны брызги. Средняя высота волны - около трех метров, максимальная достигает четырех |
||||
| Крепкий (Moderate gale) | Деревья раскачиваются целиком | Активное движение волн высотой до 5,5 метров внахлест их друг на друга, разброс пены по линии движения ветра |
||||
| Очень крепкий (Gale) | Ветки деревьев ломаются от напора ветра, затруднено пешее движение против его направления | Волны значительной длины и высоты: средняя - около 5,5 метров, максимальная - 7,5 м. Умеренно высокие длинные волны. Взлетают брызги. Пена ложится полосами, вектор совпадает с направлением ветра |
||||
| Шторм (Strong gale) | Ветер повреждает строения, начинает рушить черепицу крыш | Волны до десяти метров при средней высоте до семи. Полосы пены становятся шире. Опрокидывающиеся гребни разлетаются брызгами. Снижается видимость |
Опасная сила ветра
Ветер силой от десяти до двенадцати баллов опасен и характеризуется как сильный (storm) и жестокий шторм (violent storm), а также ураган (hurricane).
Ветер вырывает деревья вместе с корнями, наносит ущерб строениям, уничтожает растительность, разрушает здания. Волны издают оглушающий шум от 9 метров и выше, длинные. На море они достигают опасной высоты даже для крупных судов - от девяти метров и выше. Пена покрывает водную поверхность, видимость - нулевая или приближенная к такому показателю.
Скорость движения воздушных масс составляет от 24,5 метров в секунду (89 км/ч) и достигает от 118 километров в час при ветре силой в 12 баллов. Жестокий шторм и ураган (ветра, равные 11 и 12 баллам) случаются очень редко.
Добавочные пять баллов к классической шкале Бофорта
Так как ураганы тоже не идентичны между собой по интенсивности и степени наносимого урона, в 1955 году в Бюро погоды Соединенных Штатов Америки было принято дополнение к стандартной классификации Бофорта в виде пяти единиц шкалы. Сила ветра от 13 до 17 баллов включительно - это уточняющие характеристики для разрушительных ураганных ветров и сопутствующих им явлений окружающей среды.
Как обезопасить себя, когда бушует стихия?
Если штормовое предупреждение МЧС застает на открытой местности, лучше последовать советам и снизить риск несчастных случаев.
Прежде всего, на предупреждения стоит обращать внимание каждый раз - нет гарантии, что атмосферный фронт придет в ту местность, где вы находитесь, но также нельзя быть уверенным, что он в очередной раз обойдет ее стороной. Все предметы стоит убрать или надежно закрепить, обезопасить домашних животных.
Если шквальный ветер застает в непрочном строении - садовый домик или другие легкие конструкции - окна со стороны движения воздуха лучше закрыть, а при необходимость укрепить ставнями или досками. С подветренной, наоборот, слегка приоткрыть и зафиксировать в таком положении. Это избавит от опасности взрывного эффекта от разницы давления.
Важно помнить, что любой сильный ветер может принести с собой нежелательные осадки - зимой это метели и пурга, летом возможны пылевые и песчаные бури. Также следует учитывать, что сильный ветер может возникнуть и в абсолютно ясную погоду.
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.
| Название ветра | Скорость, м/с | Скорость, км/ч | Узлы | Сила ветра, баллы | Действие ветра | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Штиль | 0 | 0 | 0 | 0 | Дым поднимается вертикально, листья деревьев неподвижны. Зеркально гладкое море | |
| Тихий | 1 | 4 | 1-2 | 1 | Дым отклоняется от вертикального направления, на море лёгкая рябь, пены на гребнях нет. Высота волн до 0,1 м | |
| Легкий | 2-3 | 7-10 | 3-6 | 2 | Ветер чувствуется лицом, листья шелестят, флюгер начинает двигаться, на море короткие волны максимальной высотой до 0,3 м | |
| Слабый | 4-5 | 14-18 | 7-10 | 3 | Листья и тонкие ветки деревьев колышутся, колышутся лёгкие флаги, лёгкое волнение на воде, изредка образуются маленькие "барашки". Средняя высота волн 0,6 м | |
| Умеренный | 6-7 | 22-25 | 11-14 | 4 | Ветер поднимает пыль, бумажки; качаются тонкие ветви деревьев, белые "барашки" на море видны во многих местах. Максимальная высота волн до 1,5 м | |
| Свежий | 8-9 | 29-32 | 15-18 | 5 | Качаются ветки и тонкие стволы деревьев, ветер чувствуется рукой, на воде видны белые "барашки". Максимальная высота волн 2,5 м, средняя - 2 м | |
| Сильный | 10-12 | 36-43 | 19-24 | 6 | Качаются толстые сучья деревьев, тонкие деревья гнутся, гудят телефонные провода, зонтики используются с трудом; белые пенистые гребни занимают значительные площади, образуется водяная пыль. Максимальная высота волн - до 4 м, средняя - 3 м | |
| Крепкий | 13-15 | 47-54 | 25-30 | 7 | Качаются стволы деревьев, гнутся большие ветки, трудно идти против ветра, гребни волн срываются ветром. Максимальная высота волн до 5,5 м | |
| Очень крепкий | 16-18 | 58-61 | 31-36 | 8 | Ломаются тонкие и сухие сучья деревьев, говорить на ветру нельзя, идти против ветра очень трудно. Сильное волнение на море. Максимальная высота волн до 7,5 м, средняя - 5,5 м | |
| Шторм | 19-21 | 68-76 | 37-42 | 9 | Гнутся большие деревья, ветер срывает черепицу с крыш, очень сильное волнение на море, высокие волны (максимальная высота - 10 м, средняя - 7 м) | |
| Сильный шторм | 22-25 | 79-90 | 43-49 | 10 | На суше бывает редко. Значительные разрушения строений, ветер валит деревья и вырывает их с корнем, поверхность моря белая от пены, сильный грохот волн подобен ударам, очень высокие волны (максимальная высота - 12,5 м, средняя - 9 м) | |
| Жестокий шторм | 26-29 | 94-104 | 50-56 | 11 | Наблюдается очень редко. Сопровождается разрушениями на больших пространствах. На море исключительно высокие волны (максимальная высота - до 16 м, средняя - 11,5 м), суда небольших размеров временами скрываются из виду | |
| Ураган | Более 29 | Более 104 | Более 56 | 12 | Серьёзные разрушения капитальных строений |
Перемещение воздуха над поверхностью Земли в горизонтальном направлении называется ветром. Ветер всегда дует из области высокого давления в область низкого.
Ветер характеризуется скоростью, силой и направлением .
Скорость и сила ветра
Скорость ветра измеряется в метрах в секунду или в баллах (один балл приблизительно равен 2 м/с). Скорость зависит от барического градиента: чем больше барический градиент, тем выше скорость ветра.
От скорости зависит сила ветра (табл. 1). Чем больше разность между соседними участками земной поверхности, тем сильнее ветер.
Таблица 1. Сила ветра у земной поверхности по шкале Бофорта (на стандартной высоте 10 м над открытой ровной поверхностью)|
Баллы Бофорта |
Словесное определение силы ветра |
Скорость ветра, м/с |
Действие ветра |
|
|
Штиль. Дым поднимается вертикально |
Зеркально гладкое море |
|||
|
Направление ветра заметно но относу дыма, но не по флюгеру |
Рябь, пены на гребнях нет |
|||
|
Движение ветра ощущается на лице, шелестят листья, приводится в движение флюгер |
Короткие волны, гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными |
|||
|
Листья и тонкие ветви деревьев все время колышутся, ветер развевает верхние флаги |
Короткие, хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют стекловидную пену, изредка образуются маленькие белые барашки |
|||
|
Умеренный |
Ветер поднимает пыль и бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев |
Волны удлиненные, белые барашки видны во многих местах |
||
|
Качаются тонкие стволы деревьев, на воде появляются волны с гребнями |
Хорошо развитые в длину, но не очень крупные волны, повсюду видны белые барашки (в отдельных случаях образуются брызги) |
|||
|
Качаются толстые ветви деревьев, гудят телеграфные провода |
Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные плошали (вероятны брызги) |
|||
|
Качаются стволы деревьев, идти против ветра трудно |
Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру |
|||
|
Очень крепкий |
Ветер ломает сучья деревьев, идти против ветра очень трудно |
Умеренно высокие длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по направлению ветра |
||
|
Небольшие повреждения; ветер срывает дымовые колпаки и черепицу |
Высокие волны. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн начинают опрокидываться и рассыпаться в брызги, которые ухудшают видимость |
|
Сильный шторм |
Значительные разрушения строений, деревья вырываются с корнем. На суше бывает редко |
Очень высокие волны с длиннымизагибающимися 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 |
||
|
Жестокий шторм |
Большие разрушения на значительном пространстве. На суше наблюдается очень редко |
Исключительно высокие волны. Суда небольшого и среднего размера временами скрываются из вида. Море все покрыто длинными белыми хлопьями пены, располагающимися по ветру. Края волн повсюду сдуваются в пену. Видимость плохая |
||
|
32,7 и более |
Воздух наполнен пеной и брызгами. Море все покрыто полосами пены. Очень плохая видимость |
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 г. и сначала применялась только им самим. В 1874 г. 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.
Направление ветра
Направление ветра определяется по той стороне горизонта, с которой он дует, например, ветер, дующий с юга, — южный. Направление ветра зависит от распределения давления и от отклоняющего действия вращения Земли.
На климатической карте господствующие ветры показаны стрелками (рис. 1). Ветры, наблюдаемые у земной поверхности, очень разнообразны.
Вы уже знаете, что поверхность суши и воды нагревается по-разному. В летний день поверхность суши нагревается сильнее. От нагревания воздух над сушей расширяется и становится легче. Над водоемом в это время воздух холоднее и, следовательно, тяжелее. Если водоем сравнительно большой, в тихий жаркий летний день на берегу можно почувствовать легкий ветерок, дующий с воды, над которой выше, чем над сушей. Такой легкий ветерок называют дневным бризом (от франц. brise — легкий ветер) (рис. 2, а). Ночной бриз (рис. 2, б), наоборот, дует с суши, так как вода охлаждается гораздо медленнее и воздух над ней теплее. Бризы могут возникать и на опушке леса. Схема бризов представлена на рис. 3.
Рис. 1. Схема распределения господствующих ветров на земном шаре
Местные ветры могут возникать не только на побережье, но и в горах.
Фён — теплый и сухой ветер, дующий с гор в долину.
Бора — порывистый, холодный и сильный ветер, появляющийся, когда холодный воздух переваливает через невысокие хребты к теплому морю.
Муссон
Если бриз меняет направление два раза в сутки — днем и ночью, то сезонные ветры - муссоны — меняют свое направление два раза в год (рис. 4). Летом суша быстро прогревается, и давление воздуха над ее поверхностью надает. В это время более прохладный воздух начинает перемещаться на сушу. Зимой — все наоборот, поэтому муссон дует с суши на море. Со сменой зимнего муссона на летний происходит смена сухой малооблачной погоды на дождливую.
Действие муссонов сильно проявляется в восточных частях материков, где с ними соседствуют огромные пространства океанов, поэтому такие ветры часто приносят на материки обильные осадки.
Неодинаковый характер циркуляции атмосферы в разных районах земного шара определяет различия в причинах и характере муссонов. В результате различают внетропические и тропические муссоны.
Рис. 2. Бриз: а — дневной; б — ночной
Рис. 3. Схема бризов: а — днем; б — ночью
Рис. 4. Муссоны: а — летом; б — зимой
Внетропические муссоны — муссоны умеренных и полярных широт. Они образуются в результате сезонных колебаний давления над морем и сушей. Наиболее типичная зона их распространения — Дальний Восток, Северо-Восточный Китай, Корея, в меньшей степени — Япония и северо-восточное побережье Евразии.
Тропические муссоны — муссоны тропических широт. Они обусловлены сезонными различиями в нагревании и охлаждении Северного и Южного полушарий. В результате зоны давления смещаются по сезонам относительно экватора в то полушарие, в котором в данное время лето. Тропические муссоны наиболее типичны и устойчивы в северной части бассейна Индийского океана. Этому в немалой мере способствует сезонная смена режима атмосферного давления над Азиатским материком. С южноазиатскими муссонами связаны коренные особенности климата этого региона.
Образование тропических муссонов в других районах земного шара происходит менее характерно, когда более четко выражается один из них — зимний или летний муссон. Такие муссоны отмечаются в Тропической Африке, в северной Австралии и в приэкваториальных районах Южной Америки.
Постоянные ветры Земли - пассаты и западные ветры — зависят от положения поясов атмосферного давления. Так как в экваториальном поясе преобладает низкое давление, а близ 30° с. ш. и ю. ш. — высокое, у поверхности Земли в течение всего года ветры дуют от тридцатых широт к экватору. Это пассаты. Под влиянием вращения Земли вокруг оси пассаты отклоняются в Северном полушарии к западу и дуют с северо-востока на юго-запад, а в Южном они направлены с юго-востока на северо-запад.
От поясов высокого давления (25-30° с. ш. и ю. ш.) ветры дуют не только к экватору, но и в сторону полюсов, так как у 65° с. ш. и ю. ш. преобладает низкое давление. Однако вследствие вращения Земли они постепенно отклоняются к востоку и создают воздушные потоки, перемещающиеся с запада на восток. Поэтому в умеренных широтах преобладают западные ветры.