سرعة الرياح بمقياس بوفورت ومتر في الثانية

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

الرياح هي حركة الهواء في اتجاه أفقي على طول سطح الأرض. يعتمد الاتجاه الذي تهب فيه على توزيع مناطق الضغط في الغلاف الجوي للكوكب. تتناول المقالة القضايا المتعلقة بسرعة الرياح واتجاهها.

ريشة الطقس أو النعمان

ربما حدث نادر في الطبيعة يكون طقسًا هادئًا تمامًا ، لأنه يمكنك دائمًا الشعور بأن نسيمًا خفيفًا يهب. منذ العصور القديمة ، كانت البشرية مهتمة باتجاه حركة الهواء ، لذلك تم اختراع ما يسمى ريشة الطقس أو شقائق النعمان. الجهاز عبارة عن سهم يدور بحرية على محور عمودي تحت تأثير قوة الرياح. تشير إلى اتجاهه. إذا حددت النقطة على الأفق حيث تهب الرياح ، فإن الخط المرسوم بين هذه النقطة والمراقب سيُظهر اتجاه حركة الهواء.

لكي ينقل المراقب معلومات حول الريح إلى أشخاص آخرين ، يتم استخدام مفاهيم مثل الشمال والجنوب والشرق والغرب ومجموعاتهم المختلفة. نظرًا لأن مجموع كل الاتجاهات يشكل دائرة ، فإن الصيغة اللفظيةتتكرر أيضًا مع القيمة المقابلة بالدرجات. على سبيل المثال ، تعني الرياح الشمالية 0o(نقاط إبرة البوصلة الزرقاء بسبب الشمال).

مفهوم وردة الرياح

بالحديث عن اتجاه وسرعة حركة الكتل الهوائية ، ينبغي أن يقال بضع كلمات عن الرياح التي ارتفعت. إنها دائرة بها خطوط توضح كيفية تدفق الهواء. تم العثور على أول ذكر لهذا الرمز في كتب الفيلسوف اللاتيني بليني الأكبر.

الدائرة بأكملها ، التي تعكس الاتجاهات الأفقية المحتملة للحركة الأمامية للهواء ، مقسمة إلى 32 جزءًا على وردة الرياح. أهمها الشمال (0^oأو 360^o) ، الجنوب (180^o) ، الشرق (90^o) والغرب (270^o). يتم تقسيم الأجزاء الأربعة الناتجة من الدائرة بشكل أكبر ، لتشكيل الشمال الغربي (315^o) ، الشمال الشرقي (45^o) ، الجنوب الغربي (225 o ^{) وجنوب شرق (135}o ^{). يتم تقسيم الأجزاء الثمانية الناتجة من الدائرة مرة أخرى إلى نصفين ، مما يشكل خطوطًا إضافية على وردة الريح. نظرًا لوجود 32 سطرًا في النهاية ، فإن المسافة الزاوية بينهما هي 11.25}o⁽³⁶⁰o^{/ 32).}

لاحظ أن السمة المميزة لورد الرياح هي صورة زهرة الزنبق الموجودة فوق علامة الشمال (N).

من أين تهب الرياح؟

يتم دائمًا تنفيذ الحركات الأفقية للكتل الهوائية الكبيرة من مناطق الضغط العالي إلى المناطق ذات كثافة الهواء المنخفضة. في نفس الوقت يمكنك الإجابة على السؤال ما هي سرعة الرياح من خلال الدراسةالموقع على الخريطة الجغرافية لأشرطة تساوي الضغط ، أي الخطوط العريضة التي يكون ضغط الهواء فيها ثابتًا. يتم تحديد سرعة واتجاه حركة الكتل الهوائية من خلال عاملين رئيسيين:

• تهب الرياح دائمًا من المناطق التي يوجد بها إعصار مضاد إلى المناطق التي يغطيها الإعصار. يمكنك أن تفهم هذا إذا كنت تتذكر أنه في الحالة الأولى نتحدث عن مناطق الضغط المرتفع ، وفي الحالة الثانية - منخفضة.
• سرعة الرياح تتناسب طرديًا مع المسافة التي تفصل بين شريطين متساويين متجاورين. في الواقع ، كلما زادت هذه المسافة ، سيُشعر انخفاض الضغط بضعف (في الرياضيات يقولون إنحدارًا) ، مما يعني أن الحركة الأمامية للهواء ستكون أبطأ مما هي عليه في حالة المسافات الصغيرة بين خطوط متساوية الضغط وتدرجات الضغط الكبيرة.

العوامل المؤثرة في سرعة الرياح

تم التعبير عن أحدهم والأهم أعلاه - هذا هو تدرج الضغط بين الكتل الهوائية المجاورة.

إلى جانب ذلك ، يعتمد متوسط سرعة الرياح على تضاريس السطح الذي تهب عليه. أي مخالفات في هذا السطح تعيق بشكل كبير الحركة الأمامية للكتل الهوائية. على سبيل المثال ، كل من كان في الجبال مرة واحدة على الأقل يجب أن يلاحظ أن الرياح ضعيفة عند القدم. كلما صعدت سفح الجبل ، كلما شعرت بالرياح أقوى.

للسبب نفسه ، تهب الرياح على سطح البحر أقوى مما تهب فوق اليابسة. غالبًا ما تتآكل بسبب الوديان المغطاة بالغابات والتلال وسلاسل الجبال. كل هذه التفاوتات التي لم تكن أعلاهالبحار والمحيطات تبطئ أى هبوب رياح

مرتفع فوق سطح الأرض (بترتيب عدة كيلومترات) لا توجد عوائق أمام الحركة الأفقية للهواء ، وبالتالي فإن سرعة الرياح في طبقة التروبوسفير العليا مرتفعة.

عامل آخر مهم يجب مراعاته عند الحديث عن سرعة حركة الكتل الهوائية هو قوة كوريوليس. يتم إنشاؤه بسبب دوران كوكبنا ، وبما أن الغلاف الجوي له خصائص بالقصور الذاتي ، فإن أي حركة للهواء فيه تنحرف. نظرًا لحقيقة أن الأرض تدور من الغرب إلى الشرق حول محورها ، فإن تأثير قوة كوريوليس يؤدي إلى انحراف الريح إلى اليمين في نصف الكرة الشمالي وإلى اليسار في الجنوب.

الغريب أن هذا التأثير لقوة كوريوليس ، الذي لا يكاد يذكر في خطوط العرض المنخفضة (المناطق المدارية) ، له تأثير قوي على مناخ هذه المناطق. الحقيقة هي أن التباطؤ في سرعة الرياح في المناطق المدارية وعند خط الاستواء يقابله زيادة في التيار الصاعد. وهذا الأخير بدوره يؤدي إلى تكوين مكثف للسحب الركامية ، وهي مصادر للاستحمام الاستوائي الغزير.

أداة لقياس سرعة الرياح

هو مقياس شدة الريح ، ويتكون من ثلاثة أكواب تقع بزاوية 120oبالنسبة لبعضها البعض ، ومثبتة على محور عمودي. مبدأ تشغيل مقياس شدة الريح بسيط للغاية. عندما تهب الرياح ، تتعرض الأكواب لضغطها وتبدأ في الدوران على المحور. كلما كان ضغط الهواء أقوى ، زادت سرعة دورانه. بعد القياسسرعة هذا الدوران ، يمكنك تحديد سرعة الرياح بدقة م / ث (متر في الثانية). تم تجهيز أجهزة قياس شدة الريح الحديثة بأنظمة كهربائية خاصة تحسب بشكل مستقل القيمة المقاسة.

جهاز سرعة الرياح الذي يعتمد على دوران الأكواب ليس الجهاز الوحيد. هناك أداة بسيطة أخرى تسمى أنبوب البيتوت. يقيس هذا الجهاز ضغط الرياح الديناميكي والساكن ، والفرق بينهما يمكنه حساب سرعته بدقة.

مقياس بوفورت

المعلومات حول سرعة الرياح ، معبراً عنها بالأمتار في الثانية أو الكيلومترات في الساعة ، لمعظم الناس - وخاصة البحارة - لا تذكر كثيرًا. لذلك ، في القرن التاسع عشر ، اقترح الأدميرال الإنجليزي فرانسيس بوفورت استخدام مقياس تجريبي للتقييم ، والذي يتكون من نظام مكون من 12 نقطة.

كلما ارتفع مقياس بوفورت ، زادت قوة الرياح. على سبيل المثال:

• الرقم 0 يتوافق مع الهدوء المطلق. معها تهب الرياح بسرعة لا تتجاوز 1 ميل في الساعة ، أي أقل من 2 كم / ساعة (أقل من 1 م / ث).
• منتصف المقياس (رقم 6) يتوافق مع نسيم قوي تصل سرعته إلى 40-50 كم / ساعة (11-14 م / ث). مثل هذه الرياح قادرة على رفع موجات كبيرة في البحر.
• بوفورت الحد الأقصى (12) هو إعصار يتجاوز 120 كم / ساعة (أكثر من 30 م / ث).

الرياح الرئيسية على كوكب الأرض

تصنف عادة في الغلاف الجوي لكوكبنا كواحد من أربعة أنواع:

• عالمي. يتم تشكيلهانتيجة اختلاف قدرة القارات والمحيطات على التسخين من أشعة الشمس.
• موسمي. تتغير هذه الرياح مع تغير فصل السنة ، والذي يحدد مقدار الطاقة الشمسية التي تتلقاها منطقة معينة من الكوكب.
• محلي. ترتبط بخصائص الموقع الجغرافي وطبوغرافيا المنطقة المعنية.
• الدورية. هذه أقوى حركات الكتل الهوائية التي تؤدي إلى تكون الأعاصير.

ما أهمية دراسة الرياح؟

بالإضافة إلى حقيقة أن المعلومات المتعلقة بسرعة الرياح متضمنة في توقعات الطقس ، والتي يأخذها كل سكان الكوكب في الاعتبار في حياته ، تلعب حركة الهواء دورًا كبيرًا في عدد من العمليات الطبيعية.

إذن ، فهو حامل لقاح النبات ويشارك في توزيع بذورها. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر الرياح أحد المصادر الرئيسية للتعرية. يكون تأثيره المدمر أكثر وضوحًا في الصحاري ، عندما تتغير التضاريس بشكل كبير خلال النهار.

يجب ألا ننسى أيضًا أن الرياح هي الطاقة التي يستخدمها الناس في الأنشطة الاقتصادية. وفقًا للتقديرات العامة ، تشكل طاقة الرياح حوالي 2٪ من إجمالي الطاقة الشمسية التي تسقط على كوكبنا.