Бофорт шкаласында жел жылдамдығы және секундына метр

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Жел – ауаның жер бетімен көлденең бағытта қозғалуы. Қай бағытта соғатыны планета атмосферасындағы қысым аймақтарының таралуына байланысты. Мақалада желдің жылдамдығы мен бағытына қатысты мәселелер қарастырылған.

Флюгер немесе анемон

Табиғатта сирек кездесетін жағдай мүлдем тыныш ауа-райы болуы мүмкін, өйткені сіз әрқашан жеңіл жел соққанын сезе аласыз. Ежелгі заманнан бері адамзат ауа қозғалысының бағытына қызығушылық танытты, сондықтан флюгер немесе анемон деп аталатындар ойлап табылды. Құрылғы жел күшінің әсерінен тік осьте еркін айналатын жебе болып табылады. Ол оның бағытын көрсетеді. Көкжиекте жел соғатын нүктені анықтасаңыз, осы нүкте мен бақылаушы арасына жүргізілген сызық ауа қозғалысының бағытын көрсетеді.

Байқаушының жел туралы ақпаратты басқа адамдарға жеткізуі үшін солтүстік, оңтүстік, шығыс, батыс сияқты ұғымдар және олардың әртүрлі комбинациялары қолданылады. Барлық бағыттардың жиынтығы шеңберді құрайтындықтан, сөздік тұжырымдауградустағы сәйкес мәнмен де қайталанады. Мысалы, солтүстік жел 0o дегенді білдіреді (көк компас инесі солтүстікті көрсетеді).

Жел раушанының тұжырымдамасы

Ауа массаларының қозғалысының бағыты мен жылдамдығы туралы айтатын болсақ, жел раушан гүлі туралы бірнеше сөз айту керек. Бұл ауаның қалай өтетінін көрсететін сызықтары бар шеңбер. Бұл таңба туралы алғаш рет латын философы Плиний Ағаның кітаптарында айтылған.

Ауаның алға қозғалысының мүмкін болатын көлденең бағыттарын көрсететін бүкіл шеңбер жел раушанында 32 бөлікке бөлінген. Негізгілері солтүстік (0^o немесе 360^o), оңтүстік (180^o), шығыс. (90^o) және Батыс (270^o). Алынған шеңбердің төрт бөлігі солтүстік-батысты (315^o), солтүстік-шығысты (45^o), оңтүстік-батысты (225) құрайды. o^{) және оңтүстік-шығыс (135}o^{). Алынған шеңбердің 8 бөлігі қайтадан жартыға бөлінеді, бұл жел раушанында қосымша сызықтарды құрайды. Соңында 32 жол болғандықтан, олардың арасындағы бұрыштық қашықтық 11,25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Жел раушанының айрықша белгісі солтүстік белгісінің (N) үстінде орналасқан флор-де-лис бейнесі екенін ескеріңіз.

Жел қайдан соғады?

Үлкен ауа массаларының көлденең қозғалысы әрқашан жоғары қысымды аймақтардан ауа тығыздығы төмен аймақтарға дейін жүзеге асырылады. Бұл ретте желдің жылдамдығы қандай деген сұраққа оқу арқылы жауап беруге боладыизобарлардың географиялық картадағы орны, яғни ауа қысымы тұрақты болатын кең сызықтар. Ауа массаларының қозғалыс жылдамдығы мен бағыты екі негізгі фактормен анықталады:

• Жел әрқашан антициклон бар аймақтардан циклон басып жатқан аймақтарға соғады. Сіз мұны бірінші жағдайда жоғары қысым аймақтары туралы, ал екінші жағдайда - төмен екенін есте сақтасаңыз, түсінуге болады.
• Жел жылдамдығы көршілес екі изобарды бөлетін қашықтыққа тура пропорционал. Шынында да, бұл қашықтық неғұрлым үлкен болса, қысымның төмендеуі соғұрлым әлсіз сезіледі (математикада олар градиент дейді), бұл ауаның алға қозғалысы изобарлар мен үлкен қысым градиенттері арасындағы аз қашықтыққа қарағанда баяу болады дегенді білдіреді.

Жел жылдамдығына әсер ететін факторлар

Олардың бірі және ең маңыздысы жоғарыда айтылған - бұл көрші ауа массалары арасындағы қысым градиенті.

Сонымен қатар желдің орташа жылдамдығы оның соққан бетінің топографиясына байланысты. Бұл беттегі кез келген бұзушылықтар ауа массаларының алға жылжуына айтарлықтай кедергі келтіреді. Мысалы, тауда кем дегенде бір рет болған кез келген адам етегінде желдің әлсіз екенін байқаған болуы керек. Таудың баурайына шыққан сайын жел соғұрлым күштірек болады.

Дәл сол себепті желдер құрлыққа қарағанда теңіз бетінде күштірек соғады. Көбінесе ормандармен, қыраттармен, тау жоталарымен жабылған жыралармен жыртылады. Барлық осы біртекті емес, жоғарыда еместеңіздер мен мұхиттар, желдің екпінін бәсеңдетіңіз.

Жер бетінен биіктікте (бірнеше километр тәртіпте) ауаның көлденең қозғалысына ешқандай кедергілер жоқ, сондықтан тропосфераның жоғарғы бөлігінде желдің жылдамдығы жоғары.

Ауа массаларының қозғалу жылдамдығы туралы айтқан кезде ескеру қажет тағы бір фактор - Кориолис күші. Ол біздің планетамыздың айналуына байланысты пайда болады және атмосфера инерциялық қасиеттерге ие болғандықтан, ондағы ауаның кез келген қозғалысы ауытқиды. Жер өз осінің айналасында батыстан шығысқа қарай айналуына байланысты Кориолис күшінің әрекеті желдің солтүстік жарты шарда оңға, ал оңтүстікте солға ауытқуына әкеледі.

Бір қызығы, төменгі ендіктерде (тропиктерде) шамалы болатын Кориолис күшінің бұл әсері бұл аймақтардың климатына қатты әсер етеді. Тропиктік және экватордағы жел жылдамдығының баяулауы жоғары көтерілумен өтеледі. Соңғысы, өз кезегінде, қатты тропикалық нөсердің көзі болып табылатын жинақталған бұлттардың қарқынды қалыптасуына әкеледі.

Жел жылдамдығын өлшеуге арналған құрал

Бұл анемометр, ол бір-біріне қатысты 120o бұрышта орналасқан және тік осьте бекітілген үш шыныаяқтан тұрады. Анемометрдің жұмыс істеу принципі өте қарапайым. Жел соққанда, шыныаяқтар оның қысымын сезінеді және ось бойынша айнала бастайды. Ауа қысымы неғұрлым күшті болса, соғұрлым олар тезірек айналады. Өлшеу арқылыбұл айналу жылдамдығы, сіз м/с (секундына метр) жел жылдамдығын дәл анықтауға болады. Қазіргі анемометрлер өлшенген мәнді дербес есептейтін арнайы электр жүйелерімен жабдықталған.

Тостағандардың айналуына негізделген жел жылдамдығы құрылғысы жалғыз емес. Питот түтігі деп аталатын тағы бір қарапайым құрал бар. Бұл құрылғы динамикалық және статикалық жел қысымын өлшейді, олардың арасындағы айырмашылық оның жылдамдығын дәл есептей алады.

Бофорт шкаласы

Секундына метрмен немесе сағатына километрмен көрсетілген жел жылдамдығы туралы ақпарат көптеген адамдар үшін, әсіресе теңізшілер үшін - аз айтады. Сондықтан 19 ғасырда ағылшын адмиралы Фрэнсис Бофорт бағалау үшін 12 баллдық жүйеден тұратын эмпирикалық шкаланы қолдануды ұсынды.

Бофорт шкаласы неғұрлым жоғары болса, жел соғұрлым күштірек соғады. Мысалы:

• 0 саны абсолютті тыныштыққа сәйкес келеді. Онымен жел сағатына 1 мильден аспайтын жылдамдықпен соғады, яғни 2 км/сағ-тан аз (1 м/с-тан аз).
• Шкаланың ортасы (6 саны) жылдамдығы 40-50 км/сағ (11-14 м/с) жететін қатты желге сәйкес келеді. Мұндай жел теңізде үлкен толқындарды көтеруге қабілетті.
• Бофорт Максимум (12) – 120 км/сағ (30 м/с астам) асатын дауыл.

Жер планетасындағы негізгі желдер

Олар әдетте планетамыздың атмосферасында төрт түрдің бірі ретінде жіктеледі:

• Жаһандық. Құрыладыматериктер мен мұхиттардың күн сәулесінен қызу қабілетінің әртүрлі болуының нәтижесінде.
• Маусымдық. Бұл желдер жыл мезгіліне қарай өзгереді, бұл планетаның белгілі бір аймағы қанша күн энергиясын алатынын анықтайды.
• Жергілікті. Олар қарастырылып отырған аумақтың географиялық орны мен топографиясының ерекшеліктерімен байланысты.
• Айналуда. Бұл дауылдардың пайда болуына әкелетін ауа массаларының ең күшті қозғалысы.

Желдерді зерттеу неліктен маңызды?

Жел жылдамдығы туралы ақпарат планетаның әрбір тұрғыны өз өмірінде ескеретін ауа райы болжамында қамтылғанымен қатар, ауа қозғалысы бірқатар табиғи процестерде үлкен рөл атқарады.

Сонымен, ол өсімдік тозаңының тасымалдаушысы және олардың тұқымдарын таратуға қатысады. Сонымен қатар, жел эрозияның негізгі көздерінің бірі болып табылады. Оның жойқын әсері күндізгі уақытта жер бедері күрт өзгерген шөлдерде айқын көрінеді.

Сонымен қатар жел адамдардың экономикалық қызметте пайдаланатын энергиясы екенін ұмытпауымыз керек. Жалпы есептеулер бойынша жел энергиясы планетамызға түсетін барлық күн энергиясының шамамен 2%-ын құрайды.