Windgeschwindigkeit in Beaufort-Skala und Meter pro Sekunde

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Wind ist die Bewegung der Luft in horizontaler Richtung entlang der Erdoberfläche. In welche Richtung er bläst, hängt von der Verteilung der Druckzonen in der Atmosphäre des Planeten ab. Der Artikel befasst sich mit Problemen im Zusammenhang mit Windgeschwindigkeit und -richtung.

Wetterfahne oder Anemone

Vielleicht ein seltenes Ereignis in der Natur wird absolut ruhiges Wetter sein, weil man immer spürt, dass eine leichte Brise weht. Seit der Antike interessiert sich die Menschheit für die Richtung der Luftbewegung, daher wurde die sogenannte Wetterfahne oder Anemone erfunden. Das Gerät ist ein Pfeil, der sich unter dem Einfluss der Windkraft frei um eine vertikale Achse dreht. Sie weist ihm die Richtung. Wenn Sie den Punkt am Horizont bestimmen, von dem aus der Wind weht, dann zeigt die Linie, die zwischen diesem Punkt und dem Beobachter gezogen wird, die Richtung der Luftbewegung an.

Damit ein Beobachter Informationen über den Wind an andere Personen weitergeben kann, werden Konzepte wie Nord, Süd, Ost, West und ihre verschiedenen Kombinationen verwendet. Da die Gesamtheit aller Richtungen einen Kreis bildet, ist die verbale Formulierungwird ebenfalls mit dem entsprechenden Wert in Grad dupliziert. Zum Beispiel bedeutet Nordwind 0o(die blaue Kompassnadel zeigt genau nach Norden).

Windrose-Konzept

Apropos Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung von Luftmassen, ein paar Worte sollten über die Windrose gesagt werden. Es ist ein Kreis mit Linien, die zeigen, wie Luft strömt. Die erste Erwähnung dieses Symbols fand sich in den Büchern des lateinischen Philosophen Plinius des Älteren.

Der gesamte Kreis, der die möglichen horizontalen Richtungen der Vorwärtsbewegung der Luft widerspiegelt, ist auf der Windrose in 32 Teile unterteilt. Die wichtigsten sind Norden (0^o oder 360^o), Süden (180^o), Osten (90^o) und West (270^o). Die daraus resultierenden vier Teile des Kreises werden weiter unterteilt und bilden den Nordwesten (315^o), den Nordosten (45^o), den Südwesten (225o^{) und Südosten (135}o^{). Die so entstandenen 8 Kreisteile werden wieder jeweils halbiert, was zusätzliche Linien auf der Windrose bildet. Da es am Ende 32 Linien gibt, beträgt der Winkelabstand zwischen ihnen 11,25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Beachten Sie, dass das charakteristische Merkmal der Windrose das Bild einer Lilie ist, die sich über dem Nordzeichen (N) befindet.

Woher weht der Wind?

Horizontale Bewegungen großer Luftmassen werden immer von Gebieten mit hohem Druck zu Gebieten mit geringerer Luftdichte durchgeführt. Gleichzeitig können Sie die Frage, wie hoch die Windgeschwindigkeit ist, durch Studieren beantwortendie Position auf einer geografischen Karte von Isobaren, dh breiten Linien, innerhalb derer der Luftdruck konstant ist. Die Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung von Luftmassen wird durch zwei Hauptfaktoren bestimmt:

• Wind bläst immer aus Gebieten, in denen es einen Antizyklon gibt, in Gebiete, die von einem Zyklon bedeckt sind. Sie können dies verstehen, wenn Sie sich daran erinnern, dass wir im ersten Fall von Zonen mit hohem Druck sprechen und im zweiten Fall von niedrigem.
• Die Windgeschwindigkeit ist direkt proportional zur Entfernung, die zwei benachbarte Isobaren voneinander trennt. Je größer dieser Abstand ist, desto schwächer wird der Druckabfall empfunden (in der Mathematik spricht man von einem Gradienten), was bedeutet, dass die Vorwärtsbewegung der Luft langsamer ist als bei kleinen Abständen zwischen Isobaren und großen Druckgradienten.

Faktoren, die die Windgeschwindigkeit beeinflussen

Einer davon und der wichtigste wurde oben bereits erwähnt - das ist das Druckgefälle zwischen benachbarten Luftmassen.

Außerdem hängt die durchschnittliche Windgeschwindigkeit von der Topographie der Oberfläche ab, über die er weht. Jegliche Unregelmäßigkeiten in dieser Oberfläche behindern die Vorwärtsbewegung von Luftmassen erheblich. Zum Beispiel dürfte jedem, der schon einmal in den Bergen war, aufgefallen sein, dass die Winde am Fuß schwach sind. Je höher du den Berghang erklimmst, desto stärker fühlt sich der Wind an.

Aus dem gleichen Grund weht der Wind über der Meeresoberfläche stärker als über Land. Es wird oft von Schluchten erodiert, die mit Wäldern, Hügeln und Bergketten bedeckt sind. All diese Inhomogenitäten, die nicht oben sindMeere und Ozeane, verlangsamen Windböen.

Hoch über der Erdoberfläche (in der Größenordnung von mehreren Kilometern) gibt es keine Hindernisse für die horizontale Luftbewegung, daher ist die Windgeschwindigkeit in der oberen Troposphäre hoch.

Ein weiterer wichtiger Faktor, der berücksichtigt werden muss, wenn es um die Geschwindigkeit der Bewegung von Luftmassen geht, ist die Coriolis-Kraft. Es wird durch die Rotation unseres Planeten erzeugt, und da die Atmosphäre Trägheitseigenschaften hat, wird jede Luftbewegung darin abgelenkt. Da sich die Erde von Westen nach Osten um ihre eigene Achse dreht, führt die Wirkung der Corioliskraft dazu, dass der Wind auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt wird.

Interessanterweise hat dieser Effekt der Coriolis-Kraft, der in niedrigen Breiten (Tropen) vernachlässigbar ist, einen starken Einfluss auf das Klima dieser Zonen. Tatsache ist, dass die Verlangsamung der Windgeschwindigkeit in den Tropen und am Äquator durch verstärkte Aufwinde ausgeglichen wird. Letztere wiederum führen zur intensiven Bildung von Kumuluswolken, die Quellen heftiger Tropenschauer sind.

Instrument zur Messung der Windgeschwindigkeit

Es ist ein Anemometer, das aus drei Schalen besteht, die in einem Winkel von 120o zueinander angeordnet und auf einer vertikalen Achse befestigt sind. Das Funktionsprinzip eines Anemometers ist recht einfach. Wenn der Wind weht, erfahren die Tassen seinen Druck und beginnen sich um die Achse zu drehen. Je stärker der Luftdruck, desto schneller drehen sie sich. Gemessen habendie Geschwindigkeit dieser Drehung, können Sie die Windgeschwindigkeit in m/s (Meter pro Sekunde) genau bestimmen. Moderne Anemometer sind mit speziellen elektrischen Systemen ausgestattet, die selbstständig den Messwert berechnen.

Das Windgeschwindigkeitsgerät, das auf der Rotation der Becher basiert, ist nicht das einzige. Es gibt ein weiteres einfaches Werkzeug namens Pitotrohr. Dieses Gerät misst den dynamischen und statischen Winddruck, aus dessen Unterschied sich die Geschwindigkeit genau berechnen lässt.

Beaufort-Skala

Angaben zur Windgeschwindigkeit, ausgedrückt in Metern pro Sekunde oder Kilometern pro Stunde, sagen für die meisten Menschen - und insbesondere für Segler - wenig aus. Daher schlug der englische Admiral Francis Beaufort im 19. Jahrhundert vor, eine empirische Skala zur Bewertung zu verwenden, die aus einem 12-Punkte-System besteht.

Je höher die Beaufort-Skala, desto stärker weht der Wind. Zum Beispiel:

• Die Zahl 0 entspricht absoluter Ruhe. Damit weht der Wind mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 1 mph, dh weniger als 2 km / h (weniger als 1 m / s).
• Die Mitte der Skala (Zahl 6) entspricht einer starken Brise, deren Geschwindigkeit 40-50 km/h (11-14 m/s) erreicht. Solch ein Wind kann große Wellen auf dem Meer aufwirbeln.
• Beaufort Maximum (12) ist ein Hurrikan, der 120 km/h überschreitet (mehr als 30 m/s).

Hauptwinde auf dem Planeten Erde

Sie werden in der Atmosphäre unseres Planeten normalerweise in eine von vier Arten eingeteilt:

• Global. Sind geformtaufgrund der unterschiedlichen Erwärmungsfähigkeit von Kontinenten und Ozeanen durch Sonneneinstrahlung.
• Saisonal. Diese Winde ändern sich mit der Jahreszeit, was bestimmt, wie viel Sonnenenergie ein bestimmtes Gebiet des Planeten erhält.
• Lokal. Sie sind mit den Besonderheiten der geografischen Lage und Topografie des betreffenden Gebiets verbunden.
• Drehen. Dies sind die stärksten Bewegungen von Luftmassen, die zur Bildung von Wirbelstürmen führen.

Warum ist es wichtig, Winde zu studieren?

Neben der Tatsache, dass in der Wettervorhersage Informationen über die Windgeschwindigkeit enth alten sind, die jeder Bewohner des Planeten in seinem Leben berücksichtigt, spielt die Luftbewegung bei einer Reihe natürlicher Prozesse eine große Rolle.

Er ist also Überträger von Pflanzenpollen und an der Verbreitung ihrer Samen beteiligt. Außerdem ist Wind eine der Hauptquellen für Erosion. Seine zerstörerische Wirkung ist am stärksten in Wüsten, wenn sich das Gelände im Laufe des Tages dramatisch ändert.

Wir sollten auch nicht vergessen, dass der Wind die Energie ist, die Menschen für wirtschaftliche Aktivitäten nutzen. Nach allgemeinen Schätzungen macht die Windenergie etwa 2 % der gesamten Sonnenenergie aus, die auf unseren Planeten fällt.