Un instrumento para medir la velocidad del viento. instrumento meteorológico. Velocidad del viento y cómo medirla Cómo medir la velocidad del viento en el campo

La dirección y la velocidad del viento son uno de los mejores indicadores de los cambios climáticos. Hay 16 direcciones de viento (rumbos), indicadas por los puntos cardinales. Los nombres de estos dieciséis puntos, o direcciones desde donde sopla el viento, se dan en la siguiente tabla:

El viento recibe su nombre de la parte del horizonte de donde sopla. Los marineros dicen que el viento "sopla en la brújula". Esta expresión hará que sea más fácil recordar la tabla anterior.

Además de estos nombres, también hay nombres locales. Por ejemplo, en la costa. mar Blanco y en la región de Murmansk, los pescadores locales llaman al viento del noreste "noctámbulo", al sur - "letnik", al sureste - "almuerzo", al suroeste - "shelkovnik", al noroeste - "viento costero". También hay nombres de vientos en los mares Negro, Caspio y en el Volga. Gran importancia Para determinar el tiempo tenemos vientos locales que es necesario conocer y tener en cuenta.

Para determinar la dirección del viento, debe humedecer su dedo índice y levantarlo verticalmente hacia arriba. Se sentirá frío en el lado que da al viento.

La dirección del viento también se puede determinar mediante el banderín, el humo y la brújula. De cara al viento y sosteniendo una brújula frente a ti, cuya división cero se encuentra debajo del extremo norte de la flecha, colocan una cerilla o un palo delgado y recto en su centro, apuntándolo en la dirección en la que está el observador. mirando, es decir, hacia el viento.

Al presionar un fósforo o un palo en esta posición contra el cristal de la brújula, debe observar en qué división de la escala cae. Esta será la parte del horizonte de donde sopla el viento.

Una indicación de la dirección del viento es el aterrizaje de las aves. Siempre aterrizan contra el viento.

La velocidad del viento se mide por la distancia (en metros o kilómetros) que recorre la masa de aire en 1 segundo. (horas), así como en puntos según el sistema Beaufort de doce puntos. La velocidad del viento cambia constantemente y, por lo tanto, es más frecuente tener en cuenta su valor promedio durante 10 minutos. La velocidad del viento se determina con instrumentos especiales, pero se puede determinar con bastante precisión a simple vista, usando la tabla a continuación.

Determinación de la velocidad del viento (según K.V. Pokrovsky):

La fuerza de las olas del mar (lago) se determina de acuerdo con la siguiente tabla (según A.G. Komovsky):

1. La aparición del viento. El aire es transparente e incoloro, pero todos sabemos que existe porque sentimos su movimiento. El aire siempre está en movimiento. Su movimiento en la dirección horizontal se llama por el viento.

La causa del viento es la diferencia de presión atmosférica sobre las áreas superficie de la Tierra. Tan pronto como la presión en cualquier área aumenta o disminuye, el aire se precipita desde el lugar de mayor presión hacia el lado de menor. Hay varias razones por las que se altera el equilibrio. presión atmosférica. El principal es el calentamiento desigual de la superficie terrestre y la diferencia de temperaturas en diferentes zonas.

Considere este fenómeno usando el ejemplo de una brisa de viento que se forma en la costa del mar o en un gran lago. Durante el día, la brisa cambia dos veces de dirección. Esto sucede debido a la diferencia de temperatura y presión atmosférica sobre la superficie de la tierra y el agua durante el día y la noche. La tierra, a diferencia del mar, se calienta rápidamente durante el día y se enfría rápidamente durante la noche. Durante el día, se reduce la presión sobre la tierra y aumenta la presión sobre la superficie del agua, por la noche es viceversa. Por lo tanto, la brisa diurna sopla desde el mar (lago) hacia tierras más cálidas, mientras que la brisa nocturna sopla desde tierras más frías hacia el mar (Fig. 20). (Explique la formación de una brisa nocturna.) Estos vientos cubren una franja relativamente estrecha de la costa.

2. Dirección y velocidad del viento. El poder del viento. El viento se caracteriza por su dirección y velocidad. La dirección del viento está determinada por el lado del horizonte desde el que sopla (Fig. 21). (¿Cuál es el nombre del viento que sopla hacia el sur? ¿Oeste?) Velocidad del viento depende de la presión atmosférica: cuanto mayor es la diferencia de presión, más fuerte es el viento. Este indicador de viento se ve afectado por la fricción y la densidad del aire. En la cima de las montañas, el viento se intensifica. Cualquier obstáculo (sistemas montañosos y cadenas montañosas, edificaciones, franjas forestales, etc.) afecta la velocidad y dirección del viento. Fluyendo alrededor de un obstáculo, el viento frente a él se debilita, pero desde los lados se intensifica. La velocidad del viento aumenta significativamente, por ejemplo, entre dos cadenas montañosas muy próximas entre sí. (¿Por qué el viento es más fuerte en áreas abiertas que en el bosque?)

La velocidad del viento se suele medir en metros por segundo (m/s). La fuerza del viento se puede evaluar por su impacto sobre los objetos terrestres y el mar en puntos de la escala de Beaufort (de 0 a 12 puntos) (Tabla 1).

tabla 1

Escala de Beaufort para determinar la fuerza del viento

Ya sabes que la velocidad y la dirección del viento las determina la veleta (Fig. 22). La veleta consta de una veleta, un indicador de los lados del horizonte, una placa de metal y un arco con pasadores. La veleta gira libremente sobre un eje vertical y se instala a favor del viento. Según él y el indicador de los lados del horizonte, se determina la dirección del viento. La velocidad del viento se establece por la desviación de la placa de metal de la posición vertical a uno de los pines del arco. veleta encendida estaciones meteorológicas se instala a una altura de 10-12 m sobre la superficie terrestre.

Para una medición más precisa de la velocidad del viento, se utiliza un dispositivo especial: un anemómetro (Fig. 23).

La velocidad habitual del viento en la superficie terrestre es de 4-8 m/s, y rara vez supera los 11 m/s (Fig. 24). Sin embargo, hay vientos destructivos: se trata de tormentas (velocidad del viento superior a 18 m/s) y huracanes (superiores a 29 m/s). La velocidad del viento en los huracanes tropicales alcanza los 65 m/s, y con ráfagas individuales, incluso hasta 100 m/s. Viento muy débil (a una velocidad de no más de 0,5 m/s) o calma se llama calma . (¿Bajo qué condiciones se observa la calma?)

La velocidad del viento, como la dirección, cambia constantemente, tanto en el tiempo como en el espacio. La naturaleza del movimiento del aire se puede ver observando la caída de los copos de nieve en el viento. Los copos de nieve hacen movimientos aleatorios: vuelan hacia arriba, luego caen y luego describen bucles complejos.

Una representación visual de la frecuencia de los vientos durante un tiempo determinado (mes, estación, año) da Rosa de los vientos(Figura 25) . Está construido de la siguiente manera: se dibujan ocho direcciones principales del horizonte y en cada una, según la escala aceptada, se pospone la frecuencia del viento correspondiente. Para ello se toman datos medios a largo plazo. Los extremos de los segmentos resultantes están conectados. En el centro (círculo) se indica la frecuencia de las calmas.

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Es interesante

Los fuertes vientos causan gran destrucción en tierra y mares agitados. En fuertes torbellinos atmosféricos (tornados), la velocidad del viento alcanza los 100 m/s. Levantan y mueven automóviles, edificios, puentes. Se observan tornados particularmente destructivos (tornados) en los EE. UU. (Fig. 26). Anualmente se registran de 450 a 1500 tornados, con un promedio de unas 100 víctimas.

El viento y la determinación de la dirección de su soplo se conoce como observador o anemómetro. Tal dispositivo se usa si es necesario controlar los parámetros de movimiento. masas de aire.

Principio de operación

A pesar de la variedad de anemómetros, que difieren en el diseño, la mayoría de ellos funcionan según el principio de determinar la naturaleza de la acción del flujo de aire sobre los elementos giratorios en movimiento.

Los dispositivos de esta categoría pueden determinar la corriente máxima cuando el flujo sopla en una dirección determinada. Algunos modelos dan indicadores de flujo de aire volumétrico, temperatura de flujo, humedad. Así, un instrumento funcional para medir la velocidad del viento se convierte en una estación meteorológica portátil.

Tipos

Hay varios tipos separados de dispositivos capaces de calcular la velocidad del viento. Actualmente, se distinguen los siguientes tipos de dispositivos para este fin:

• rotacional;
• vórtice;
• térmico;
• dinamométrico;
• óptico;
• ultrasónico.

Echemos un vistazo más de cerca a los dispositivos de cada tipo, determinemos sus capacidades, métodos de operación.

Anemómetros rotativos

instrumento meteorológico se puede equipar con tazas o cuchillas que juegan el papel de un elemento sensible. Estos últimos se fijan de forma móvil en una barra vertical y se conectan al medidor. El movimiento de las corrientes de aire hace que dichos platos giratorios giren alrededor de un eje. A medida que te mueves, el mecanismo de medición registra el número de revoluciones durante un período de tiempo determinado. La información visual es proporcionada por una escala de velocidad del viento o una pantalla digital.

Los diseños de este tipo se han inventado durante mucho tiempo. Sin embargo, a pesar de la llegada de instrumentos más avanzados, los meteorólogos de todo el mundo siguen utilizando con éxito los anemómetros rotatorios.

Anemómetros de vórtice

En tales dispositivos, la medición de la velocidad ocurre debido a la acción de los flujos de aire sobre un impulsor ligero ubicado en un plano vertical. Como en el caso anterior, la rotación del impulsor a través del impacto en el sistema transmite datos al mecanismo de conteo.

Los anemómetros de vórtice portátiles son actualmente los más comunes. Estos últimos se utilizan para medir la velocidad de los flujos de aire en sistemas de ventilación y tuberías, y se instalan en los conductos de aire de instalaciones industriales y residenciales.

Anemómetros térmicos

Los aparatos térmicos no tienen mucha demanda. Muy a menudo, surge la necesidad de su uso cuando se miden indicadores de flujos de aire lentos.

El viento térmico funciona según el principio de medir la temperatura de un filamento incandescente o una placa especial sobre la que se aplica presión de aire. A varios caudales, se libera una cierta cantidad de energía, lo que permite mantener una u otra temperatura del elemento térmico. De esta forma tan sencilla se determina la velocidad del viento.

Anemómetros de par

Un dispositivo para medir la velocidad del viento también puede funcionar determinando los indicadores de presión del flujo del viento en el medio de un tubo en forma de L sellado por un lado. Los datos se obtienen comparando el exceso de presión de aire exterior e interior del elemento.

Un dispositivo dinamométrico para medir la velocidad del viento se usa no solo en meteorología. Se instalan dispositivos similares en sistemas de ventilación y conductos de gas, donde se calculan el caudal volumétrico y su velocidad.

Anemómetros ultrasónicos

El principio de funcionamiento de los dispositivos de esta categoría se basa en la determinación en el receptor, según los indicadores del flujo de masas de aire. Aquí están los dispositivos modernos de mayor precisión que también le permiten fijar la dirección de los flujos de viento.

Hay dispositivos ultrasónicos tridimensionales y bidimensionales. Los primeros permiten obtener indicadores de la dirección del movimiento de los flujos en tres componentes. A su vez, un instrumento meteorológico bidimensional permite medir la dirección y velocidad del viento únicamente en el plano horizontal. Algunos sistemas ultrasónicos calculan la temperatura de las corrientes de aire.

Anemómetros ópticos

Físicos, ingenieros involucrados en programas espaciales, a menudo recurren al uso de dispositivos ópticos láser para medir la velocidad y la dirección del movimiento de los flujos de aire. Dichos dispositivos funcionan de acuerdo con la definición de la dependencia de la velocidad de la luz dispersada o reflejada por un objeto en movimiento. Este método no implica impacto directo de sustancias gaseosas, sólidas o líquidas sobre los elementos del dispositivo de medición.

El alcance de los anemómetros ópticos es extremadamente amplio, comenzando con la determinación de las direcciones de movimiento de las sustancias en las células vivas y los capilares y terminando con el cálculo de la velocidad de movimiento de los gases en la atmósfera.

El funcionamiento de los dispositivos láser ayuda con alta precisión calcular la velocidad de los flujos de aire alrededor de objetos en movimiento, en particular, vehículos, aeronave, cuerpos espaciales. Los cálculos obtenidos permiten a investigadores, ingenieros y mecánicos desarrollar las formas más aerodinámicas en el diseño de equipos.

¿A qué debo prestar atención al elegir un dispositivo para medir la velocidad y la dirección del flujo de aire? De importancia decisiva aquí es la lista de tareas que se establecen para el usuario. Dependiendo de esto, tal especificaciones dispositivo:

• rango máximo de medición;
• la magnitud de los errores;
• posibilidad de aplicación en determinadas condiciones de temperatura;
• el nivel de seguridad para el usuario cuando el dispositivo está expuesto a factores ambientales agresivos;
• tipo: dispositivo estacionario o portátil;
• el grado de protección del mecanismo contra los efectos de la precipitación;
• la naturaleza de la fuente de alimentación del dispositivo y el método de generación de datos;
• dimensiones del dispositivo;
• la capacidad de calcular indicadores en la noche (la presencia de luz de fondo).

Actualmente, para trabajar en extremadamente temperaturas bajas es posible utilizar instrumentos meteorológicos con calentadores. Para minas y pozos, se utilizan anemómetros especializados, que pueden funcionar correctamente en ambientes con mucho polvo y en un ambiente explosivo. Estos dispositivos funcionales soportan el impacto alta humedad y permanecer operable a fluctuaciones significativas de temperatura.

Eventualmente

Como puede ver, según las necesidades personales, es posible elegir el dispositivo más adecuado para registrar los indicadores de flujo de aire. Sin embargo, hay dificultades aquí. Porque todos los anemómetros son instrumentos de medición, están sujetos a certificación y atestación en las instituciones estatales correspondientes.

La dirección del viento se mide desde la antigüedad. Para ello, los antiguos griegos instalaban torreones con chapiteles y veletas en los tejados de sus casas. Pero los maestros bálticos tuvieron especial éxito en medir la dirección y la velocidad del viento. El mar los alimentó. Y saber lo que te traerá el mañana era tan importante para ellos como para cualquier otra persona.

Por lo general, la veleta se hacía en forma de figurita de algún animal, que giraba y mostraba la dirección del viento con una flecha, y la rueda giratoria mostraba su velocidad aproximada.

Un instrumento para medir la velocidad del viento.

Instrumento para medir la velocidad del viento - anemómetro infantil

Para medir la velocidad del viento ya en el siglo XVII. El científico inglés Robert Hooke inventó un dispositivo especial: un anemómetro. Su nombre, que consta de dos palabras griegas antiguas: "anemo" - "viento" y "metro" - "yo mido" hablaba por sí mismo. La rueda giratoria del anemómetro giraba y la velocidad del viento se calculaba a partir del número de sus revoluciones. este momento en metros por segundo. Al conocer la dirección y la velocidad del viento, puede predecir cómo cambiará el clima en un futuro cercano.

El viento es un flujo horizontal de aire que tiene una serie de características específicas: fuerza, dirección y velocidad. Fue para determinar la velocidad de los vientos que el almirante irlandés, allá en principios del XIX siglo desarrolló una mesa especial. La llamada escala de Beaufort todavía se usa en la actualidad. ¿Qué es una escala? ¿Cómo usarlo correctamente? ¿Y qué no te permite determinar la escala de Beaufort?

¿Qué es el viento?

definición científica este concepto el siguiente: el viento es un flujo de aire que se desplaza paralelo a la superficie terrestre desde una zona de alta a una zona de baja presión atmosférica. Este fenómeno es típico no solo de nuestro planeta. Entonces, el más poderoso sistema solar los vientos soplan en Neptuno y Saturno. Y los vientos terrestres, en comparación con ellos, pueden parecer una brisa ligera y muy agradable.

El viento siempre ha jugado un papel importante en la vida humana. Inspiró a los escritores antiguos a crear historias míticas, leyendas y cuentos de hadas. Es gracias al viento que una persona tiene la oportunidad de superar distancias considerables por mar (con la ayuda de veleros) y por aire (por medio de globos). El viento también interviene en la "construcción" de muchos paisajes terrenales. Así, transfiere millones de granos de arena de un lugar a otro, formando así formas de relieve eólicas únicas: dunas, dunas y crestas arenosas.

Al mismo tiempo, los vientos no solo pueden crear, sino también destruir. Sus fluctuaciones de pendiente pueden provocar una pérdida de control sobre la aeronave. Viento fuerte amplía significativamente el alcance incendios forestales, y en grandes embalses da lugar a Olas enormes que destruyen casas y cobran la vida de personas. Por eso es tan importante estudiar y medir el viento.

Parámetros básicos del viento

Es costumbre distinguir cuatro parámetros principales del viento: fuerza, velocidad, dirección y duración. Todos ellos se miden utilizando dispositivos especiales. La fuerza y ​​​​la velocidad del viento se determinan utilizando el llamado anemómetro, la dirección, con la ayuda de una veleta.

Según el parámetro de duración, los meteorólogos distinguen chubascos, brisas, tormentas, huracanes, tifones y otros tipos de vientos. La dirección del viento está determinada por el lado del horizonte de donde sopla. Por conveniencia, se abrevian con las siguientes letras latinas:

• N (norte).
• S (sur).
• W (occidental).
• E (este).
• C (calma).

Finalmente, la velocidad del viento se mide a una altura de 10 metros mediante anemómetros o radares especiales. Además, la duración de tales mediciones en diferentes paises mundo no es el mismo. Por ejemplo, en las estaciones meteorológicas estadounidenses, se tiene en cuenta la velocidad promedio de los flujos de aire durante 1 minuto, en India, durante 3 minutos, y en muchos países europeos- en 10 minutos. El instrumento clásico para presentar datos sobre la velocidad y la fuerza del viento es la llamada escala de Beaufort. ¿Cómo y cuándo apareció?

¿Quién es Francis Beaufort?

Francis Beaufort (1774-1857), marinero irlandés, almirante militar y cartógrafo. Nació en el pequeño pueblo de An-Waw en Irlanda. Después de graduarse de la escuela, el niño de 12 años continuó sus estudios bajo la dirección del famoso profesor Usher. Durante este período, mostró por primera vez una extraordinaria capacidad para estudiar " ciencias marinas". EN adolescencia se unió a la Compañía de las Indias Orientales y tomó Participación activa en un estudio del mar de Java.

Cabe señalar que Francis Beaufort creció como un tipo bastante audaz y valiente. Así, durante el naufragio del barco en 1789, el joven mostró una gran dedicación. Habiendo perdido toda su comida y pertenencias personales, logró salvar las valiosas herramientas del equipo. En 1794 Beaufort participó en batalla naval contra los franceses y remolcó heroicamente un barco golpeado por el fuego enemigo.

Desarrollo de la escala de viento

Francis Beaufort era extremadamente laborioso. Todos los días se despertaba a las cinco de la mañana e inmediatamente se ponía a trabajar. Beaufort fue una autoridad significativa entre los militares y marineros. Sin embargo, ganó fama mundial gracias a su desarrollo único. Cuando aún era guardiamarina, el joven inquisitivo llevaba un diario de observaciones del tiempo. Más tarde, todas estas observaciones le ayudaron a elaborar una escala especial de vientos. En 1838, fue aprobada oficialmente por el Almirantazgo Británico.

En honor al famoso científico y cartógrafo, se nombran uno de los mares, una isla en la Antártida, un río y un cabo en el norte de Canadá. Y Francis Beaufort se hizo famoso por crear un cifrado militar polialfabético, que también lleva su nombre.

Escala de Beaufort y sus características.

La escala representa la clasificación más antigua de los vientos según su fuerza y ​​velocidad. Fue desarrollado en base a observaciones meteorológicas en condiciones de mar abierto. Inicialmente, la escala de viento clásica de Beaufort es una escala de doce puntos. Fue solo a mediados del siglo XX que se amplió a 17 niveles para distinguir entre vientos huracanados.

La fuerza del viento en la escala de Beaufort está determinada por dos criterios:

1. Según su impacto en diversos objetos terrestres y objetos.
2. Según el grado de excitación del mar abierto.

Es importante señalar que la escala de Beaufort no permite determinar la duración y dirección de los flujos de aire. Contiene una clasificación detallada de los vientos según su fuerza y ​​velocidad.

Escala Beaufort: mesa para sushi

A continuación se muestra una tabla con Descripción detallada Efectos del viento en objetos terrestres y objetos. La escala, desarrollada por el científico irlandés F. Beaufort, consta de doce niveles (puntos).

Tabla de Beaufort de las condiciones del mar

En oceanografía, existe el estado del mar. Incluye la altura, la frecuencia y la fuerza de las olas del mar. A continuación se muestra la escala de Beaufort (tabla), que ayudará a determinar la fuerza y ​​​​la velocidad del viento, en función de estos signos.

Así, gracias a la escala de Beaufort, las personas pueden observar el viento y evaluar su fuerza. Esto permite aprovechar al máximo pronósticos precisos tiempo.