Rüzgar hızını ölçmek için bir alet. meteorolojik alet. Rüzgar hızı ve nasıl ölçülür Tarlada rüzgar hızı nasıl ölçülür

Rüzgar yönü ve hızı, hava değişikliklerinin en iyi göstergelerinden biridir. Ana noktalarla gösterilen 16 rüzgar yönü (rumb) vardır. Bu on altı noktanın adları veya rüzgarın estiği yönler aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Rüzgâr, adını ufkun estiği kısmından alır. Denizciler, rüzgarın "pusulaya doğru estiğini" söylüyor. Bu ifade yukarıdaki tablonun hatırlanmasını kolaylaştıracaktır.

Bu isimlere ek olarak yerel isimler de var. Örneğin, sahilde Beyaz Deniz ve Murmansk bölgesinde, yerel balıkçılar kuzeydoğu rüzgarını "gece kuşu", güneyi - "letnik", güneydoğu - "öğle yemeği", güneybatı - "shelkovnik", kuzeybatı - "kıyı rüzgarı" olarak adlandırır. Kara, Hazar Denizleri ve Volga'daki rüzgarların isimleri de vardır. Büyük önem Hava durumunu belirlemek için bilinmesi ve dikkate alınması gereken yerel rüzgarlara sahiptir.

Rüzgarın yönünü belirlemek için işaret parmağınızı nemlendirmeniz ve dikey olarak yukarı kaldırmanız gerekir. Rüzgara bakan tarafta soğuk hissedecektir.

Rüzgarın yönü flama, duman ve pusula ile de belirlenebilir. Rüzgara dönük ve önünüzde sıfır bölümü okun kuzey ucunun altına getirilen bir pusula tutarak, ortasına bir kibrit veya ince bir düz çubuk koyarlar ve onu gözlemcinin olduğu yönü gösterirler. yani rüzgara dönük.

Pusulanın camına bu konumda bir kibrit veya çubuk basmak, ölçeğin hangi bölümüne düştüğüne bakmanız gerekir. Bu, ufkun rüzgarın estiği kısmı olacak.

Rüzgarın yönünün bir göstergesi kuşların inişidir. Her zaman rüzgara karşı inerler.

Rüzgar hızı, hava kütlesinin 1 saniyede hareket ettiği mesafe (metre veya kilometre olarak) ile ölçülür. (saat) ve on iki noktalı Beaufort sistemine göre puan olarak. Rüzgar hızı sürekli değişiyor ve bu nedenle 10 dakika boyunca ortalama değerini daha sık hesaba katıyor. Rüzgar hızı özel aletler tarafından belirlenir, ancak aşağıdaki tablo kullanılarak gözle oldukça doğru bir şekilde belirlenebilir.

Rüzgar hızının belirlenmesi (K.V. Pokrovsky'ye göre):

Denizin (göl) dalgalarının gücü aşağıdaki tabloya göre belirlenir (A.G. Komovsky'ye göre):

1. Rüzgarın ortaya çıkışı. Hava şeffaf ve renksizdir, ancak hepimiz onun var olduğunu biliyoruz çünkü hareketini hissediyoruz. Hava her zaman hareket halindedir. Yatay yöndeki hareketine denir. rüzgar tarafından.

Rüzgarın nedeni, alanlar üzerindeki atmosferik basınç farkıdır. yeryüzü. Herhangi bir alandaki basınç arttığında veya azaldığında, hava basıncın büyük olduğu yerden az olduğu tarafa doğru akar. Dengenin bozulmasının çeşitli nedenleri vardır. atmosferik basınç. Ana olan, dünya yüzeyinin eşit olmayan ısınması ve farklı alanlardaki sıcaklık farkıdır.

Bu fenomeni, deniz kıyısında veya büyük bir gölde oluşan bir rüzgar esintisi örneğini kullanarak düşünün. Gün boyunca, esinti yönünü iki kez değiştirir. Bu, gece ve gündüz kara ve su yüzeyindeki sıcaklık ve atmosferik basınç farkı nedeniyle olur. Kara, denizin aksine gündüzleri çabuk ısınır ve geceleri çabuk soğur. Gün boyunca, karada basınç azalır ve su yüzeyinin üzerinde artan basınç, geceleri bunun tersi olur. Bu nedenle gündüz meltemi denizden (göl) daha sıcak karalara doğru eserken, gece meltemi daha soğuk karalardan denize doğru eser (Şek. 20). (Gece ​​meltemi oluşumunu açıklayınız.) Bu rüzgarlar kıyının nispeten dar bir şeridini kaplar.

2. Rüzgarın yönü ve hızı. Rüzgarın gücü. Rüzgar yön ve hız ile karakterizedir. Rüzgarın yönü, estiği ufkun kenarı tarafından belirlenir (Şek. 21). (Güneyden esen rüzgarın adı ne?) Rüzgar hızı atmosfer basıncına bağlıdır: basınç farkı ne kadar büyükse, rüzgar o kadar güçlüdür. Bu rüzgar göstergesi, sürtünme ve hava yoğunluğundan etkilenir. Dağların zirvesinde rüzgar şiddetlenir. Herhangi bir engel (dağ sistemleri ve sıradağlar, binalar, orman şeritleri vb.) rüzgarın hızını ve yönünü etkiler. Bir engelin etrafından dolaşırken önündeki rüzgar zayıflar, ancak yanlardan şiddetlenir. Örneğin, birbirine yakın iki sıradağ arasında rüzgar hızı önemli ölçüde artar. (Rüzgar neden açık alanlarda ormandan daha güçlüdür?)

Rüzgar hızı genellikle metre/saniye (m/s) cinsinden ölçülür. Rüzgarın gücü, Beaufort ölçeğindeki (0'dan 12'ye kadar) puanlarda karadaki nesneler ve deniz üzerindeki etkisiyle değerlendirilebilir (Tablo 1).

tablo 1

Rüzgar gücünü belirlemek için Beaufort ölçeği

Rüzgar hızının ve yönünün rüzgar gülü tarafından ayarlandığını zaten biliyorsunuz (Şek. 22). Rüzgar gülü bir rüzgar gülü, ufkun kenarlarının bir göstergesi, bir metal plaka ve pimli bir yaydan oluşur. Rüzgar gülü dikey bir eksende serbestçe döner ve rüzgar yönüne kurulur. Buna ve ufkun kenarlarının göstergesine göre rüzgarın yönü belirlenir. Rüzgar hızı, metal plakanın dikey konumdan ark pimlerinden birine sapması ile belirlenir. rüzgar gülü açık meteoroloji istasyonları dünya yüzeyinden 10-12 m yüksekliğe kurulur.

Rüzgar hızının daha doğru bir ölçümü için özel bir cihaz kullanılır - bir anemometre (Şekil 23).

Yer yüzeyindeki olağan rüzgar hızı 4-8 m/s'dir ve nadiren 11 m/s'yi geçer (Şek. 24). Ancak, yıkıcı rüzgarlar vardır - bunlar fırtınalar (18 m/sn üzerinde rüzgar hızı) ve kasırgalardır (29 m/sn üzerinde). Tropikal kasırgalarda rüzgar hızı 65 m/s'ye ve bireysel rüzgarlarla - hatta 100 m/s'ye kadar. Çok zayıf rüzgar (0,5 m / s'den fazla olmayan bir hızda) veya sakinliğe sakin denir . (Hangi koşullarda sakinlik gözlemlenir?)

Rüzgar hızı, yön gibi, hem zaman hem de uzayda sürekli değişmektedir. Havanın hareketinin doğası, rüzgarda kar tanelerinin düşmesini izleyerek görülebilir. Kar taneleri rastgele hareketler yapar: uçarlar, sonra düşerler, sonra karmaşık döngüler tanımlarlar.

Belirli bir süre (ay, mevsim, yıl) için rüzgar sıklığının görsel bir temsili rüzgar gülü(Şek. 25) . Aşağıdaki gibi inşa edilmiştir: ufkun sekiz ana yönü çizilir ve her birinde kabul edilen ölçeğe göre karşılık gelen rüzgarın frekansı ertelenir. Bunun için ortalama uzun dönemli veriler alınır. Ortaya çıkan bölümlerin uçları bağlanır. Merkezde (daire) sakinleşme sıklığı belirtilir.

? Kendini kontrol et

Bu ilginç

Kuvvetli rüzgarlar karada ve dalgalı denizlerde büyük tahribata neden olur. Güçlü atmosferik kasırgalarda (tornadolar) rüzgar hızı 100 m/s'ye ulaşır. Arabaları, binaları, köprüleri kaldırır ve taşırlar. ABD'de özellikle yıkıcı hortumlar (kasırgalar) görülmektedir (Şekil 26). Yılda 450 ila 1500 kasırga kaydediliyor ve ortalama 100 kurban var.

Rüzgar ve esme yönünün belirlenmesi, bir gözlemci veya anemometre olarak bilinir. Hareket parametrelerini kontrol etmek gerekirse böyle bir cihaz kullanılır. hava kütleleri.

Çalışma prensibi

Tasarımda farklılık gösteren çeşitli anemometrelere rağmen, çoğu, hareketli dönen elemanlar üzerindeki hava akışının hareketinin doğasını belirleme ilkesi üzerinde çalışır.

Bu kategorideki cihazlar, akış belirli bir yönde estiğinde maksimum akımı belirleyebilir. Bazı modeller, hacimsel hava akışı, akış sıcaklığı, nem göstergeleri verir. Böylece, rüzgar hızını ölçmek için işlevsel bir alet, taşınabilir bir hava istasyonuna dönüşür.

Türler

Rüzgar hızını hesaplayabilen birkaç ayrı cihaz türü vardır. Şu anda, bu amaç için aşağıdaki cihaz türleri ayırt edilmektedir:

• rotasyonel;
• girdap;
• termal;
• dinamometrik;
• optik;
• ultrasonik.

Her türdeki cihazlara daha yakından bakalım, yeteneklerini, çalışma yöntemlerini belirleyelim.

döner anemometreler

hava durumu aleti hassas bir eleman rolü oynayan bardaklar veya bıçaklarla donatılabilir. İkincisi, dikey bir çubuk üzerine hareketli bir şekilde sabitlenir ve ölçüm cihazına bağlanır. Hava akımlarının hareketi, bu tür döner tablaların bir eksen etrafında dönmesine neden olur. Siz hareket ettikçe, ölçüm mekanizması belirli bir zaman aralığındaki devir sayısını kaydeder. Görsel bilgi, bir rüzgar hızı ölçeği veya bir dijital ekran tarafından sağlanır.

Bu tip tasarımlar uzun zamandır icat edilmiştir. Bununla birlikte, daha gelişmiş aletlerin ortaya çıkmasına rağmen, döner anemometreler hala dünya çapında meteorologlar tarafından başarıyla kullanılmaya devam ediyor.

girdap anemometreler

Bu tür cihazlarda, hız ölçümü, dikey bir düzlemde bulunan hafif bir pervane üzerindeki hava akışlarının etkisi nedeniyle gerçekleşir. Bir önceki durumda olduğu gibi, çarkın sistem üzerindeki etkisi ile dönüşü, verileri sayma mekanizmasına iletir.

Elde tutulan girdap anemometreleri şu anda en yaygın olanlarıdır. İkincisi, havalandırma sistemlerinde ve boru hatlarında hava akışlarının hızını ölçmek için kullanılır ve endüstriyel ve konut tesislerinin hava kanallarına kurulur.

Termal anemometreler

Termal cihazlar büyük talep görmüyor. Çoğu zaman, kullanımlarına duyulan ihtiyaç, yavaş hava akışlarının göstergelerini ölçerken ortaya çıkar.

Termal rüzgar, akkor flamanlı bir filamanın veya üzerine hava basıncının uygulandığı özel bir plakanın sıcaklığını ölçme prensibi ile çalışır. Çeşitli akış hızlarında, termal elemanın bir veya daha fazla sıcaklığının korunmasına izin veren belirli bir miktarda enerji salınır. Bu basit şekilde rüzgar hızı belirlenir.

Tork anemometreleri

Rüzgar hızını ölçmek için bir cihaz, bir tarafı kapatılmış L-şekilli bir tüpün ortasındaki rüzgar akışının basınç göstergelerini belirleyerek de işlev görebilir. Veriler, elemanın dışındaki ve içindeki aşırı hava basıncının karşılaştırılmasıyla elde edilir.

Rüzgar hızını ölçmek için bir dinamometrik cihaz sadece meteorolojide kullanılmaz. Benzer cihazlar, hacimsel akış hızının ve hızlarının hesaplandığı havalandırma sistemlerine ve gaz kanallarına kurulur.

ultrasonik anemometreler

Bu kategorideki cihazların çalışma prensibi, hava kütlelerinin akışının göstergelerine bağlı olarak alıcıdaki belirlemeye dayanmaktadır. İşte rüzgar akışlarının yönünü de düzeltmenize izin veren en yüksek hassasiyetli, modern cihazlar.

Üç boyutlu ve iki boyutlu ultrasonik cihazlar vardır. İlki, üç bileşende akışların hareket yönünün göstergelerini elde etmeyi mümkün kılar. Buna karşılık, iki boyutlu bir meteorolojik alet, rüzgarın yönünü ve hızını yalnızca yatay düzlemde ölçmeyi mümkün kılar. Bazı ultrasonik sistemler hava akımlarının sıcaklığını hesaplar.

Optik anemometreler

Fizikçiler, mühendisler uzay programları, genellikle hava akışlarının hızını ve hareket yönünü ölçmek için lazer optik cihazların kullanımına başvurur. Bu tür cihazlar, hareketli bir nesne tarafından saçılan veya yansıtılan ışığın hızına bağımlılığının tanımına göre çalışır. Bu method gaz, katı veya sıvı maddelerin ölçüm cihazının elemanları üzerinde doğrudan etkisi anlamına gelmez.

Optik anemometrelerin kapsamı, canlı hücrelerdeki ve kılcal damarlardaki maddelerin hareket yönlerinin belirlenmesi ile başlayan ve gazların atmosferdeki hareket hızının hesaplanması ile biten son derece geniştir.

Lazer cihazlarının çalışması aşağıdakilere yardımcı olur: yüksek hassasiyet Hareket eden nesnelerin, özellikle araçların etrafındaki hava akışlarının hızını hesaplamak, uçak, uzay cisimleri. Elde edilen hesaplamalar, araştırmacıların, mühendislerin ve mekanikçilerin ekipman tasarımında en aerodinamik formları geliştirmelerini sağlar.

Hava akışının hızını ve yönünü ölçmek için bir cihaz seçerken nelere dikkat etmeliyim? Burada belirleyici öneme sahip olan, kullanıcı için belirlenen görevlerin listesidir. Buna bağlı olarak, böyle özellikler cihaz:

• maksimum ölçüm aralığı;
• hataların büyüklüğü;
• belirli sıcaklık koşullarında uygulama imkanı;
• cihaz agresif çevresel faktörlere maruz kaldığında kullanıcı için güvenlik seviyesi;
• tip: sabit veya taşınabilir cihaz;
• mekanizmanın yağış etkilerinden korunma derecesi;
• cihazın güç kaynağının doğası ve veri üretme yöntemi;
• cihaz boyutları;
• geceleri göstergeleri hesaplama yeteneği (arka ışığın varlığı).

Şu anda, son derece çalışmak için Düşük sıcaklıkısıtıcılar ile meteorolojik aletleri kullanmak mümkündür. Maden ve şaftlar için ortamın yüksek tozluluğunda ve patlayıcı bir ortamda düzgün çalışabilen özel anemometreler kullanılmaktadır. Bu tür işlevsel cihazlar darbeye dayanır yüksek nem ve önemli sıcaklık dalgalanmalarında çalışabilir durumda kalır.

Sonuçta

Gördüğünüz gibi, kişisel ihtiyaçlara bağlı olarak, hava akış göstergelerini kaydetmek için en uygun cihazı seçmek mümkündür. Ancak burada zorluklar var. Çünkü tüm anemometreler ölçü aletleri, ilgili devlet kurumlarında tasdik ve tasdike tabidirler.

Rüzgarın yönü eski zamanlardan beri ölçülmüştür. Bunun için eski Yunanlılar evlerinin çatılarına kuleleri ve rüzgar gülü ile kuleler yerleştirdiler. Ancak Baltık ustaları, rüzgarın yönünü ve hızını ölçmekte özellikle başarılıydı. Deniz onları besledi. Ve yarının size ne getireceğini bilmek herkes için olduğu kadar onlar için de önemliydi.

Genellikle rüzgar gülü, dönen ve rüzgarın yönünü bir okla gösteren bir hayvan figürü şeklinde yapıldı ve döndürücü yaklaşık hızını gösterdi.

Rüzgar hızını ölçmek için bir alet.

Rüzgar hızını ölçmek için alet - çocuk anemometresi

Rüzgar hızını 17. yüzyılda ölçmek için. İngiliz bilim adamı Robert Hooke özel bir cihaz icat etti - bir anemometre. İki eski Yunanca kelimeden oluşan adı: "anemo" - "rüzgar" ve "metre" - "ölçüyorum" kendisi için konuştu. Anemometre döndürücü döndürüldü ve rüzgar hızı devir sayısından hesaplandı. şu an saniyede metre cinsinden. Rüzgarın yönünü ve hızını bilerek, yakın gelecekte havanın nasıl değişeceğini tahmin edebilirsiniz.

Rüzgar, bir dizi belirli özelliği olan yatay bir hava akışıdır: kuvvet, yön ve hız. İrlandalı amiralin geri döndüğü rüzgarların hızını belirlemekti. erken XIX yüzyılda özel bir masa geliştirdi. Sözde Beaufort ölçeği bugün hala kullanılmaktadır. Ölçek nedir? Nasıl doğru kullanılır? Ve Beaufort ölçeği neyi belirlemenize izin vermiyor?

rüzgar nedir?

bilimsel tanım bu kavram aşağıdaki: rüzgar, yüksek bir alandan düşük atmosferik basınç alanına dünyanın yüzeyine paralel hareket eden bir hava akımıdır. Bu fenomen sadece gezegenimiz için tipik değildir. Yani en güçlü Güneş Sistemi rüzgarlar Neptün ve Satürn'de eser. Ve karasal rüzgarlar, onlarla karşılaştırıldığında, hafif ve çok hoş bir esinti gibi görünebilir.

Rüzgar her zaman insan hayatında önemli bir rol oynamıştır. Antik yazarlara efsanevi hikayeler, efsaneler ve peri masalları yaratmaları için ilham verdi. Rüzgar sayesinde, bir kişinin deniz yoluyla (yelkenli teknelerin yardımıyla) ve hava yoluyla (yollarla) önemli mesafeleri aşma fırsatı vardır. balonlar). Rüzgar, birçok dünyevi manzaranın "inşasında" da yer alır. Böylece, milyonlarca kum tanesini bir yerden bir yere aktarır, böylece eşsiz eolian yer şekilleri oluşturur: kum tepeleri, kum tepeleri ve kumlu sırtlar.

Aynı zamanda, rüzgarlar sadece yaratmakla kalmaz, aynı zamanda yok edebilir. Eğim dalgalanmaları, uçak üzerinde kontrol kaybına neden olabilir. Güçlü rüzgar kapsamı önemli ölçüde genişletir Orman yangınları ve büyük rezervuarlarda dev dalgalar evleri yok eden ve insanların hayatlarını talep eden. Bu yüzden rüzgarı incelemek ve ölçmek çok önemlidir.

Temel rüzgar parametreleri

Dört ana rüzgar parametresini ayırt etmek gelenekseldir: kuvvet, hız, yön ve süre. Hepsi özel cihazlar kullanılarak ölçülür. Rüzgarın gücü ve hızı, rüzgar gülü yardımıyla anemometre adı verilen yön kullanılarak belirlenir.

Süre parametresine dayanarak, meteorologlar fırtınaları, esintileri, fırtınaları, kasırgaları, tayfunları ve diğer rüzgar türlerini ayırt eder. Rüzgarın yönü, estiği ufkun kenarı tarafından belirlenir. Kolaylık sağlamak için, aşağıdaki Latin harfleriyle kısaltılırlar:

• N (kuzey).
• S (güney).
• W (batı).
• E (doğu).
• C (sakin).

Son olarak rüzgar hızı, anemometreler veya özel radarlar kullanılarak 10 metre yükseklikte ölçülür. Ayrıca, bu tür ölçümlerin süresi Farklı ülkeler dünya aynı değil. Örneğin, Amerikan meteoroloji istasyonlarında, Hindistan'da 1 dakika boyunca ortalama hava akış hızı dikkate alınır - 3 dakika ve birçok Avrupa ülkeleri- 10 dakika içerisinde. Rüzgar hızı ve gücü ile ilgili verileri sunmak için kullanılan klasik araç, Beaufort ölçeği olarak adlandırılır. Nasıl ve ne zaman ortaya çıktı?

Francis Beaufort kimdir?

Francis Beaufort (1774-1857) - İrlandalı denizci, askeri amiral ve haritacı. İrlanda'nın küçük An-Waw kasabasında doğdu. 12 yaşındaki çocuk, okuldan mezun olduktan sonra, ünlü profesör Usher'in rehberliğinde çalışmalarına devam etti. Bu dönemde, önce olağanüstü bir çalışma yeteneği gösterdi " deniz bilimleri". AT Gençlik Doğu Hindistan Şirketi'ne katıldı ve Aktif katılım Java Denizi'nde yapılan bir ankette.

Francis Beaufort'un oldukça cesur ve cesur bir adam olarak büyüdüğü belirtilmelidir. Böylece, 1789'da geminin enkazı sırasında genç adam büyük bir özveri gösterdi. Tüm yiyeceklerini ve kişisel eşyalarını kaybettikten sonra ekibin değerli araçlarını kurtarmayı başardı. 1794 yılında Beaufort katıldı Deniz savaşı Fransızlara karşı ve düşman ateşinin çarptığı bir gemiyi kahramanca yedekte çekti.

Rüzgar ölçeğinin geliştirilmesi

Francis Beaufort son derece çalışkandı. Her gün sabah saat beşte uyanır ve hemen işe koyulur. Beaufort, ordu ve denizciler arasında önemli bir otoriteydi. Ancak, benzersiz gelişimi sayesinde dünya çapında ün kazandı. Hâlâ bir asteğmen iken, meraklı genç adam hava durumu gözlemlerinin günlük bir günlüğünü tuttu. Daha sonra, tüm bu gözlemler, özel bir rüzgar ölçeği çizmesine yardımcı oldu. 1838'de İngiliz Amiralliği tarafından resmen onaylandı.

Ünlü bilim adamı ve haritacının onuruna, denizlerden birine, Antarktika'da bir ada, kuzey Kanada'da bir nehir ve bir burun adı verilmiştir. Francis Beaufort da kendi adıyla anılan çok alfabeli bir askeri şifre yaratmasıyla ünlendi.

Beaufort ölçeği ve özellikleri

Ölçek, rüzgarların güçlerine ve hızlarına göre en erken sınıflandırmasını temsil eder. dayalı olarak geliştirildi meteorolojik gözlemler açık deniz koşullarında. Başlangıçta, klasik Beaufort rüzgar ölçeği on iki noktalı bir ölçektir. Sadece 20. yüzyılın ortalarında, kasırga kuvvetli rüzgarları ayırt etmek için 17 seviyeye genişletildi.

Beaufort ölçeğindeki rüzgar gücü iki kritere göre belirlenir:

1. Çeşitli zemin nesneleri ve nesneleri üzerindeki etkisine göre.
2. Açık denizin heyecan derecesine göre.

Beaufort ölçeğinin hava akışlarının süresini ve yönünü belirlemeye izin vermediğini belirtmek önemlidir. Rüzgarların güçlerine ve hızlarına göre ayrıntılı bir sınıflandırmasını içerir.

Beaufort ölçeği: suşi için masa

Aşağıda bir tablo var Detaylı Açıklama yer nesneleri ve nesneler üzerinde rüzgar etkileri. İrlandalı bilim adamı F. Beaufort tarafından geliştirilen ölçek on iki düzeyden (puan) oluşmaktadır.

Beaufort deniz koşulları tablosu

Oşinografide denizin durumu diye bir şey vardır. Deniz dalgalarının yüksekliğini, sıklığını ve gücünü içerir. Aşağıda, bu işaretlere dayanarak rüzgarın gücünü ve hızını belirlemeye yardımcı olacak Beaufort ölçeği (tablo) bulunmaktadır.

Böylece Beaufort ölçeği sayesinde insanlar rüzgarı gözlemleyebilir ve gücünü değerlendirebilir. Bu maksimum yapmak mümkün kılar doğru tahminler hava durumu.