ความเร็วลมในระดับโบฟอร์ตและเมตรต่อวินาที

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ลมคือการเคลื่อนตัวของอากาศในแนวนอนตามพื้นผิวโลก ทิศทางที่พัดไปนั้นขึ้นอยู่กับการกระจายของโซนความกดอากาศในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ บทความเกี่ยวกับปัญหาความเร็วและทิศทางลม

กังหันหรือดอกไม้ทะเล

บางทีธรรมชาติที่หาได้ยากคืออากาศที่สงบจริงๆ เพราะคุณจะรู้สึกได้เสมอว่ามีลมพัดเบาๆ ตั้งแต่สมัยโบราณ มนุษยชาติให้ความสนใจในทิศทางของการเคลื่อนที่ของอากาศ ดังนั้นจึงได้มีการประดิษฐ์ใบพัดอากาศหรือดอกไม้ทะเลขึ้น อุปกรณ์นี้เป็นลูกศรหมุนอย่างอิสระบนแกนตั้งภายใต้อิทธิพลของแรงลม เธอชี้ทิศทางของเขา หากคุณกำหนดจุดที่ลมพัดบนขอบฟ้า เส้นที่ลากระหว่างจุดนี้กับผู้สังเกตจะแสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของอากาศ

เพื่อให้ผู้สังเกตการณ์สามารถถ่ายทอดข้อมูลเกี่ยวกับลมไปยังผู้อื่นได้ จะใช้แนวคิดเช่น เหนือ ใต้ ตะวันออก ตะวันตก และการผสมผสานที่หลากหลาย เนื่องจากผลรวมของทุกทิศก่อตัวเป็นวงกลม ดังนั้น การกำหนดด้วยวาจายังทำซ้ำด้วยค่าที่สอดคล้องกันในหน่วยองศา ตัวอย่างเช่น ลมเหนือ หมายถึง 0o(เข็มทิศสีน้ำเงินชี้ไปทางทิศเหนือ)

ลมกุหลาบแนวคิด

เมื่อพูดถึงทิศทางและความเร็วของการเคลื่อนที่ของมวลอากาศ ควรพูดคำสองสามคำเกี่ยวกับลมที่พัดขึ้น เป็นวงกลมที่มีเส้นแสดงว่าอากาศไหลเวียนอย่างไร การกล่าวถึงสัญลักษณ์นี้ครั้งแรกพบในหนังสือของนักปรัชญาลาติน พลินีผู้เฒ่า

วงกลมทั้งหมดซึ่งสะท้อนทิศทางแนวนอนที่เป็นไปได้ของการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของอากาศถูกแบ่งออกเป็น 32 ส่วนบนลมที่เพิ่มขึ้น หลักอยู่เหนือ (0^o หรือ 360^o), ใต้ (180^o), ตะวันออก (90^o) และตะวันตก (270^o) วงกลมสี่ส่วนที่เป็นผลลัพธ์ถูกแบ่งออกเพิ่มเติม โดยก่อตัวเป็นทิศตะวันตกเฉียงเหนือ (315^o) ตะวันออกเฉียงเหนือ (45^o) ทิศตะวันตกเฉียงใต้ (225o^{) และตะวันออกเฉียงใต้ (135}o^{) วงกลมทั้ง 8 ส่วนที่เป็นผลลัพธ์จะถูกแบ่งครึ่งแต่ละส่วนอีกครั้ง ซึ่งจะสร้างเส้นเพิ่มเติมบนสายลมที่พัดขึ้น เนื่องจากมี 32 เส้นในตอนท้าย ระยะห่างเชิงมุมระหว่างพวกเขาคือ 11.25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

โปรดทราบว่าลักษณะเด่นของลมที่เพิ่มขึ้นคือภาพของเฟลอร์เดอลิสซึ่งอยู่เหนือป้ายทิศเหนือ (N)

ลมพัดมาจากไหน

การเคลื่อนที่ในแนวนอนของมวลอากาศขนาดใหญ่มักจะกระทำจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณที่มีความหนาแน่นของอากาศต่ำ ในขณะเดียวกันก็สามารถตอบคำถามว่าความเร็วลมเป็นเท่าไรโดยการศึกษาตำแหน่งบนแผนที่ทางภูมิศาสตร์ของไอโซบาร์ กล่าวคือ เส้นกว้างภายในที่ความกดอากาศคงที่ ความเร็วและทิศทางการเคลื่อนที่ของมวลอากาศถูกกำหนดโดยสองปัจจัยหลัก:

• ลมพัดจากบริเวณที่มีแอนติไซโคลนไปยังบริเวณที่มีพายุไซโคลนเสมอ คุณสามารถเข้าใจสิ่งนี้ได้หากคุณจำได้ว่าในกรณีแรกเรากำลังพูดถึงโซนที่มีความกดดันสูงและในกรณีที่สอง - ต่ำ
• ความเร็วลมเป็นสัดส่วนโดยตรงกับระยะทางที่แยกไอโซบาร์ที่อยู่ติดกันสองอัน อันที่จริง ยิ่งระยะห่างนี้มากเท่าใด ความดันตกคร่อมก็จะยิ่งอ่อนลง (ในทางคณิตศาสตร์ พวกเขาบอกว่าการไล่ระดับ) ซึ่งหมายความว่าการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของอากาศจะช้ากว่าในกรณีของระยะห่างเล็กน้อยระหว่างไอโซบาร์กับการไล่ระดับแรงดันขนาดใหญ่

ปัจจัยที่มีผลต่อความเร็วลม

หนึ่งในนั้นและที่สำคัญที่สุดได้ถูกเปล่งออกมาแล้ว - นี่คือการไล่ระดับความกดอากาศระหว่างมวลอากาศที่อยู่ใกล้เคียง

นอกจากนี้ ความเร็วลมเฉลี่ยขึ้นอยู่กับภูมิประเทศของพื้นผิวที่พัดไป ความผิดปกติใด ๆ ในพื้นผิวนี้ขัดขวางการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของมวลอากาศอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น ทุกคนที่เคยอยู่บนภูเขาอย่างน้อยหนึ่งครั้งควรสังเกตว่าลมอ่อนที่เท้า ยิ่งคุณปีนขึ้นไปบนภูเขา ลมก็ยิ่งแรง

ด้วยเหตุผลเดียวกัน ลมจะพัดเหนือผิวทะเลแรงกว่าบนบก มักถูกกัดเซาะโดยหุบเหวที่ปกคลุมไปด้วยป่าไม้ เนินเขา และทิวเขา ความไม่เป็นเนื้อเดียวกันทั้งหมดเหล่านี้ซึ่งไม่ได้อยู่เหนือทะเลและมหาสมุทร ให้ลมกระโชกช้าลง

สูงเหนือพื้นผิวโลก (หลายกิโลเมตร) ไม่มีสิ่งกีดขวางการเคลื่อนที่ในแนวราบของอากาศ ดังนั้นความเร็วลมในชั้นบรรยากาศชั้นบรรยากาศตอนบนจึงสูง

อีกปัจจัยหนึ่งที่สำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อพูดถึงความเร็วของการเคลื่อนที่ของมวลอากาศคือแรงโคริโอลิส มันถูกสร้างขึ้นเนื่องจากการหมุนเวียนของโลกของเรา และเนื่องจากชั้นบรรยากาศมีคุณสมบัติเฉื่อย การเคลื่อนที่ของอากาศในนั้นจึงเบี่ยงเบนไป เนื่องจากโลกหมุนจากตะวันตกไปตะวันออกรอบแกนของมันเอง แรงโคริโอลิสจึงทำให้ลมเบี่ยงไปทางขวาในซีกโลกเหนือ และไปทางซ้ายทางใต้

น่าแปลกที่ผลกระทบของแรงโคริโอลิสซึ่งมีความสำคัญเพียงเล็กน้อยที่ละติจูดต่ำ (เขตร้อน) มีอิทธิพลอย่างมากต่อสภาพอากาศของโซนเหล่านี้ ความจริงก็คือการชะลอตัวของความเร็วลมในเขตร้อนและที่เส้นศูนย์สูตรถูกชดเชยด้วยกระแสลมที่เพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน นำไปสู่การก่อตัวของเมฆคิวมูลัสที่รุนแรง ซึ่งเป็นที่มาของฝนในเขตร้อนชื้น

เครื่องมือวัดความเร็วลม

มันคือเครื่องวัดความเร็วลม ซึ่งประกอบด้วยถ้วยสามใบที่ทำมุม 120o ที่สัมพันธ์กันและยึดบนแกนตั้ง หลักการทำงานของเครื่องวัดความเร็วลมนั้นค่อนข้างง่าย เมื่อลมพัด ถ้วยจะสัมผัสกับแรงกดและเริ่มหมุนบนแกน ยิ่งความกดอากาศแรงขึ้นเท่าไหร่ก็จะยิ่งหมุนเร็วขึ้น มีวัดความเร็วของการหมุนนี้ คุณสามารถกำหนดความเร็วลมได้อย่างแม่นยำในหน่วย m/s (เมตรต่อวินาที) เครื่องวัดความเร็วลมที่ทันสมัยติดตั้งระบบไฟฟ้าพิเศษที่คำนวณค่าที่วัดได้อย่างอิสระ

อุปกรณ์วัดความเร็วลมตามการหมุนของถ้วยไม่ใช่เครื่องเดียว มีเครื่องมือง่ายๆ อีกอย่างหนึ่งที่เรียกว่าท่อพิโทท อุปกรณ์นี้วัดความกดอากาศแบบไดนามิกและแบบคงที่ ซึ่งความแตกต่างระหว่างค่านี้สามารถคำนวณความเร็วได้อย่างแม่นยำ

ขนาดโบฟอร์ต

ข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วลมที่แสดงเป็นเมตรต่อวินาทีหรือกิโลเมตรต่อชั่วโมงสำหรับคนส่วนใหญ่ - โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับลูกเรือ - พูดเพียงเล็กน้อย ดังนั้น ในศตวรรษที่ 19 พลเรือเอกชาวอังกฤษ ฟรานซิส โบฟอร์ต เสนอให้ใช้มาตราส่วนเชิงประจักษ์ในการประเมิน ซึ่งประกอบด้วยระบบ 12 จุด

ยิ่งโบฟอร์ตสเกลสูง ลมก็จะพัดแรงขึ้น ตัวอย่างเช่น:

• เลข 0 หมายถึงความสงบอย่างแท้จริง ด้วยความเร็วลมไม่เกิน 1 ไมล์ต่อชั่วโมง นั่นคือ น้อยกว่า 2 กม. / ชม. (น้อยกว่า 1 ม. / วินาที)
• ระดับกลาง (หมายเลข 6) ตรงกับลมแรง ความเร็วถึง 40-50 กม./ชม. (11-14 m/s) ลมดังกล่าวสามารถสร้างคลื่นขนาดใหญ่ในทะเลได้
• โบฟอร์ตสูงสุด (12) เป็นพายุเฮอริเคนที่ความเร็วเกิน 120 กม./ชม. (มากกว่า 30 ม./วินาที)

ลมแรงบนดาวโลก

พวกมันมักจะถูกจำแนกในชั้นบรรยากาศของโลกว่าเป็นหนึ่งในสี่ประเภท:

• ทั่วโลก. ก่อตัวขึ้นอันเป็นผลมาจากความสามารถที่แตกต่างกันของทวีปและมหาสมุทรที่จะร้อนขึ้นจากรังสีของดวงอาทิตย์
• ตามฤดูกาล. ลมเหล่านี้เปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของปี ซึ่งกำหนดจำนวนพลังงานแสงอาทิตย์ที่พื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งของโลกได้รับ
• ท้องถิ่น. มีความเกี่ยวข้องกับลักษณะเฉพาะของที่ตั้งทางภูมิศาสตร์และภูมิประเทศของพื้นที่ที่เป็นปัญหา
• หมุน. นี่คือการเคลื่อนที่ของมวลอากาศที่รุนแรงที่สุดซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของพายุเฮอริเคน

ทำไมการเรียนลมจึงสำคัญ

นอกเหนือจากข้อเท็จจริงที่ว่าข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วลมรวมอยู่ในการพยากรณ์อากาศซึ่งทุกคนในโลกคำนึงถึงในชีวิตของเขาด้วย การเคลื่อนที่ของอากาศมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางธรรมชาติจำนวนหนึ่ง

ดังนั้น เขาเป็นพาหะของละอองเรณูพืชและมีส่วนในการแจกจ่ายเมล็ดพันธุ์ของพวกมัน นอกจากนี้ ลมยังเป็นสาเหตุหลักของการกัดเซาะอีกด้วย เอฟเฟกต์การทำลายล้างจะเด่นชัดที่สุดในทะเลทราย เมื่อภูมิประเทศเปลี่ยนแปลงอย่างมากในระหว่างวัน

เราไม่ควรลืมว่าลมคือพลังงานที่ผู้คนใช้ในกิจกรรมทางเศรษฐกิจ ตามการประมาณการทั่วไป พลังงานลมคิดเป็นประมาณ 2% ของพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดที่ตกลงมาบนโลกของเรา