Что такое направление и сила ветра. От чего зависит сила ветра? Условные обозначения на метеокартах погодных явлений, связанных с ветром

Однажды я задал дедушке такой вопрос и получил целый рассказ вместо ответа. Поскольку мой дед был моряком, он рассказал мне, как определяют силу ветра моряки . Постараюсь в точности передать то, что услышал в тот день.

От чего зависит сила ветра

Что такое ветер? По сути, это поток воздуха , что движется в горизонтальной плоскости. Но как он образуется? Это происходит вследствие того, что участки поверхности нашей планеты неравномерно прогреваются, тем самым образуя холодный или теплый воздух . Теплый воздух, как известно, устремляется вверх, «приглашая» холодный занять его место и, как следствие, мы наблюдаем ветер. Нужно отметить, что сила его напрямую зависит от скорости , которая в свою очередь зависит от барического градиента - показателя изменения давления. Другими словами, чем больше разница давления между участками, тем больше сила ветра.

Шкала Бофорта

В 1810 году британским моряком Френсисом Бофортом была разработана система классификации , позволяющая оценить скорость и силу ветра. Оценка происходит исходя из того, какое влияние оказывает ветер на наземные объекты или на поверхность моря . Эта классификация получила широкое применение в судоходстве и, несмотря на то, что сейчас чаще всего сила оценивается в метрах в секунду, моряки и по сей день применяют этот метод . Итак, согласно шкале различают следующие ветры:

• штиль - морская гладь спокойна, дым поднимается вертикально;
• тихий - дымок слегка отклоняется, однако флюгер остается на месте. На море слабая рябь;
• легкий - слегка шелестит листва, флюгер указывает направление. На море наблюдается слабое волнение;
• слабый - развеваются флажки, листва постоянно в движении. Волны ярко выражены;
• умеренный - поднимается пыль, слегка колышутся тонкие ветви. «Белые барашки» хорошо различимы на море;
• свежий - тонкие стволы находятся в движении. Все море покрыто «барашками»;
• сильный - толстые ветви находятся в движении. На море заметны крупные волны;
• крепкий - движение против ветра затруднено. Волны длинные и высокие;
• очень крепкий - ломаются ветки, движение против ветра почти невозможно. По краям волн разлетаются брызги;
• шторм - незначительные повреждения черепицы. Волны рассыпаются брызгами;
• сильный шторм - разрушения весьма значительны, опрокинуты деревья. Море покрыто пеной;
• жестокий шторм - огромный ущерб на значительной территории. Очень высокие волны, средние суда порой скрываются из вида;
• ураган - обширные разрушения. Видимость на море ограничена.

В 1959 году для того, чтобы различать ураганные ветры по силе, шкала была расширена до 17 пунктов , однако приведенная выше является оптимальной для определения характеристики ветра.

1. Возникновение ветра. Воздух прозрачен и бесцветен, но все мы знаем, что он существует, так как чувствуем его дви­жение. Воздух всегда находится в движении. Его перемещение в горизонтальном направлении и называется ветром .

Причиной возникновения ветра является разница в атмосферном давлении над участками земной поверхности. Стоит давлению на каком-либо участке увеличить­ся или уменьшиться, как воздух устремля­ется от места большего давления в сторону меньшего. Существуют различные причины, из-за которых нарушается равно­весие атмосферного давления. Главная - не­одинаковое нагревание земной поверхности и различие температур на разных участках.

Рассмотрим это явление на примере ветра бриза, который образуется на берегу моря или крупного озера. На про­тяжении суток бриз дважды меняет свое направление. Проис­ходит это из-за разницы температуры и атмосферного давления над сушей и водной поверхностью днем и ночью. Суша, в отличие от моря, быстро нагревается днем и быстро остывает ночью. Днем на сушей пониженное давление, а над водной поверхностью повышенное, ночью – наоборот. Поэтому дневной бриз дует с моря (озера) на более теплую сушу, ночной - с более охлажденной суши на море (рис. 20). (Объясните образование ночного бриза.) Эти ветры охватывают сравнительно узкую полосу побережья.

2. Направление и скорость ветра. Сила ветра. Ветер характеризуется направлением и скоростью. Направление ветра определяется сто­роной горизонта, откуда он дует (рис. 21). (Как называется ветер, дующий на юг? на запад?) Скорость ветра зависит от атмосферного давления: чем больше разность давления, тем сильнее ветер. На этот показатель ветра влияет трение и плотность воздуха. На вершинах гор ветер усиливается. Любое препятствие (горные системы и горные хребты, здания, лесные полосы и др.) влияют на скорость и направления ветра. Обтекая препятствие, ветер перед ним ослабевает, но с боковых сторон усиливается. Значительно возрастает скорость ветра, например, между двумя близко расположенными горными хребтами. (Почему на открытой местности ветер сильнее, чем в лесу?)

Скорость ветра обычно измеряется в метрах в секунду (м/с). Силу ветра можно оценить по его воздействию на наземные предметы и море в баллах шкалы Бофорта (от 0 до 12 баллов) (табл. 1).

Т а б л и ц а 1

Шкала Бофорта для определения силы ветра

Вы уже знаете, что скорость и направление ветра устанавливают по флюгеру (рис. 22). Флюгер состоит из флюгарки, указателя сторон горизонта, металлической пластинки и дуги со штифтами. Флюгарка свободно вращается на вертикальной оси и устанавливается по ветру. По ней и указателю сторон горизонта определяется направление ветра. Скорость ветра устанавливается по отклонению металлической пластинки от вертикального положения до одного из штифтов дуги. Флюгер на метеорологических станциях устанавливается на высоте 10-12 м над земной поверхностью.

Для более точного измерения скорости ветра используют специальный прибор - анемометр (рис. 23).

Обычная скорость ветра у земной по­верхности составляет 4-8 м/с, и она ред­ко превышает 11 м/с (рис.24). Однако бывают ве­тры разрушительной силы - это штормы (скорость ветра более 18 м/с) и ураганы (более 29 м/с). Скорость ветра в тропиче­ских ураганах достигает 65 м/с, а при от­дельных порывах - даже до 100 м/с. Очень слабый ветер (со скоростью не более 0,5 м/с) или безветрие называется штилем. (При каких условиях наблюдается штиль?)

Скорость ветра, как и направление, постоянно меняется, как во времени, так и в пространстве. Характер движения воздуха можно увидеть, наблюдая за падением снежинок при ветре. Снежинки совершают беспорядочные движения: то взлетают вверх, то опускаются, то описывают сложные петли.

Наглядное представление о повто­ряемости ветров за определенное вре­мя (месяц, сезон, год) дает роза вет­ров (рис. 25). Строят ее следующим образом: проводят восемь главных направле­ний горизонта и на каждом по при­нятому масштабу откладывают повто­ряемость соответствующего ветра. Для этого берутся средние многолетние данные. Концы получен­ных отрезков соединяются. В центре (кружке) указывается по­вторяемость штилей.

? Проверь себя

Это интересно

Сильные ветры вызывают большое разрушение на суше и волнение на море. В мощных атмосферных вихрях (смерчах) скорость ветра достигает 100 м/с. Они поднимают и перемещают автомобили, здания, мосты. Особенно разрушительные смерчи (торнадо) наблюдаются в США (рис.26). Ежегодно отмечается от 450 до 1500 торнадо с числом жертв в среднем около 100 человек.

Ветром называют движение воздуха относительно земной поверхности, причем имеется в виду горизонтальная составляющая этого движения. Ветер характеризуется вектором скорости, но на практике под скоростью подразумевается только числовая величина скорости, направление вектора скорости называют направлением ветра. Скорость ветра выражается в метрах в секунду, в км в час и в узлах (морская миля в час). Чтобы перевести скорость из метров в секунду в узлы, достаточно умножить число метров в секунду на 2.

Существует еще одна оценка скорости или, как принято говорить в этом случае, силы ветра в баллах, шкала Бофорта, по которой весь интервал возможных скоростей ветра делится на 12 градаций. Эта шкала связывает силу ветра с различными эффектами, производимыми ветром разной скорости, такими, как степень волнения на море, качание ветвей деревьев, распространение дыма из труб. Каждая градация скорости ветра имеет определенное название (смотри таблицу с характеристиками ветра по шкале Бофорта).

Таблица 1. Характеристика скорости ветра по шкале Бофорта

Для более полной оценки производимых сильными ветрами разрушений американской Национальной службой погоды шкала Бофорта была дополнена:

12.1 баллов, скорость ветра 35 - 42м/с. Сильный ветровал. Значительные разрушения легких деревянных построек. Валятся некоторые телеграфные столбы.

12.2. 42-49 м/с. Разрушаются до 50% легких деревянных построек, в прочих постройках - повреждения дверей, крыш, окон. Штормовой нагон воды на 1,6-2,4 м выше нормального уровня моря.

12.3. 49-58 м/с. Полное разрушение легких домов. В прочных постройках - большие повреждения. Штормовой нагон - на 1,5-3.5 м выше нормального уровня моря. Серьезное нагонное наводнение, повреждение зданий водой.

12.4. 58-70 м/с. Полный ветровал деревьев. Полное разрушение легких и сильное повреждение прочных построек. Штормовой нагон - на 3,5-5,5 м выше нормального уровня моря. Сильная абразия берегов. Сильные повреждения нижних этажей зданий водой.

12.5. более 70 м/с. Многие прочные постройки разрушаются ветром, при скорости 80-100 м/с - также каменные, при скорости 110 м/с - практически все. Штормовой нагон выше 5,5 м. Интенсивные разрушения наводнением.

Скорость ветра на метеостанциях измеряют анемометрами; если прибор самопишущий, то он называется анемографом. Анеморумбограф определяет не только скорость, но и направление ветра в режиме постоянной регистрации. Приборы для измерения скорости ветра устанавливают на высоте 10-15 м над поверхностью, и измеренный ими ветер называется ветром у земной поверхности.

Направление ветра определяют, назвав точку горизонта, откуда дует ветер или угол, образуемый направлением ветра с меридианом места, откуда дует ветер, т.е. его азимут. В первом случае различают 8 основных румбов горизонта: север, северо-восток, восток, юго-восток, юг, юго-запад, запад, северо-запад и 8 промежуточных.
8 основных румбов направления имеют следующие сокращения (русские и международные): С-N, Ю-S, З-W, В-E, СЗ-NW, СВ-NE, ЮЗ-SW, ЮВ-SE.

Если направление ветра характеризуется углом, то отсчет ведется от севера по часовой стрелке. В этом случае, север будет соответствовать 0 0 (360), северо-восток - 45 0 , восток - 90 0 , юг - 180 0 , запад - 270 0 .
При климатологической обработке наблюдений над ветром строят для каждого пункта диаграмму, представляющую собой распределение повторяемости направлений ветра по основным румбам - «розу ветров».
От начала полярных координат откладывают направление по румбам горизонта отрезками, длины которых пропорциональны повторяемости ветров данного направления. Концы отрезков соединяются ломаной линией. Повторяемость штилей указывают числом в центре диаграммы. При построении розы ветров можно учесть и среднюю скорость ветра по каждому направлению, умножив на нее повторяемость данного направления, тогда график покажет в условных единицах количество воздуха, переносимого ветрами каждого направления.

Геострофический ветер. Градиентный ветер. Геотриптический ветер.

Ветер возникает в связи с неравномерным распределением атмосферного давления, т.е. с наличием горизонтальных разностей давления. Мерой неравномерности распределения давления является горизонтальный барический градиент. Воздух стремится двигаться по направлению этого градиента, получая при этом ускорение тем большее, чем больше барический градиент. Следовательно, горизонтальный барический градиент есть сила, сообщающая воздуху ускорение, т.е. вызывающая ветер и меняющая его скорость. Все остальные силы, проявляющиеся при движении воздуха, могут лишь тормозить движение воздуха или отклонять его от направления градиента. Установлено, что градиент в 1 гПа на 100 км создает ускорение в 0.1 см/с2. Если бы на воздух действовала только сила барического градиента, то движение воздуха под действием этой силы было бы равномерно ускоренным, и при длительном воздействии воздух получил бы большие, не ограниченные скорости. Но в действительности на воздух действуют и другие силы, более или менее уравновешивающие силу градиента. Это, прежде всего, сила Кориолиса или отклоняющая сила вращения Земли. Поворотное ускорение или ускорение Кориолиса на Земле имеет величину

А=2wVsin y, (25)
где:
w - угловая скорость вращения Земли,
V - скорость ветра,
y - географическая широта.

При этом мы имеем в виду только горизонтальную составляющую поворотного ускорения. Из формулы ясно, что ускорение имеет наибольшее значение на полюсе и превращается в нуль на экваторе. Значение силы Кориолиса для ветра является величиной того же порядка, что и ускорение, создаваемое барическим градиентом. Поэтому, отклоняющая сила вращения Земли при движении воздуха может уравновесить силу барического градиента.
Ветер, на который действует только сила барического градиента и сила Кориолиса, называется геострофическим. При условии, что силы уравновешивают друг друга, движение ветра прямолинейное равномерное. Сила Кориолиса в Северном полушарии направлена под прямым углом к скорости движения вправо, а сила градиента, равная ей, должна быть направлена под прямым углом к скорости влево. Поэтому в северном полушарии геострофический ветер будет дуть вдоль изобар, оставляя низкое давление слева. В Южном полушарии геострофический ветер дует, оставляя низкое давление справа, так как сила Кориолиса направлена влево.
В реальных условиях геострофический ветер возникает в свободной атмосфере, на высотах больше 1 км, когда сила трения становится так мала, что ею можно пренебречь.
Если движение воздуха происходит без действия силы трения, но криволинейно, то это значит, что кроме силы градиента и силы Кориолиса, появляется еще центробежная сила:

С = V 2 /r, (26)
где:
V - скорость,
r - радиус кривизны траектории движущегося воздуха.
Направлена центробежная сила по радиусу кривизны траектории наружу, в сторону выпуклости траектории. Если движение воздуха равномерное, то все три силы уравновешены. Такой теоретический случай равномерного движения воздуха по круговым траекториям без влияния силы трения называют градиентным ветром. Для градиентного ветра возможны два случая: в циклоне и в антициклоне. В циклоне, т.е. в барической системе с самым низким давлением в центре, центробежная сила направлена всегда наружу, против силы градиента. Как правило, центробежная сила в действительных атмосферных условиях меньше силы градиента, поэтому для равновесия действующих сил нужно, чтобы сила Кориолиса была направлена так же, как центробежная сила, и они вместе уравновешивали бы силу градиента. Скорость же ветра должна отклоняться на прямой угол от силы Кориолиса, в северном полушарии влево. Ветер должен дуть по круговым изобарам циклона против часовой стрелки, отклоняясь от барического градиента вправо.
В антициклоне центробежная сила направлена наружу, в сторону выпуклости изобар, т.е. одинаково с силой градиента. Сила же Кориолиса должна быть направлена внутрь антициклона, чтобы уравновешивать две одинаково направленные силы - градиента и центробежную. Скорость же ветра должна быть направлена так, чтобы ветер дул по круговым изобарам антициклона по часовой стрелке. Но приведенные рассуждения касаются только северного полушария. В южном полушарии, где сила Кориолиса направлена влево от скорости, градиентный ветер будет отклоняться от градиента влево. Поэтому для южного полушария движение воздуха по изобарам в циклоне получается по часовой стрелке, а в антициклоне - против часовой стрелки. Действительный ветер близок к градиентному в циклонах и антициклонах только в свободной атмосфере, где нет влияния силы трения.
Трение в атмосфере является силой, которая сообщает уже существующему движению воздуха отрицательное ускорение, она замедляет движение и меняет его направление. Сила трения наиболее велика у земной поверхности, с высотой она убывает и на уровне 1000 м становится незначительной по сравнению с другими силами. Высота, на которой сила трения практически исчезает (в среднем 1000 м) называется уровнем трения, нижний слой тропосферы до уровня трения называется слоем трения, или планетарным пограничным слоем.
Скорость ветра вследствие трения уменьшается настолько, что у земной поверхности (на высоте флюгера) над сушей она вдвое меньше, чем скорость геострофического ветра, рассчитанного для того же барического градиента.
Равномерное прямолинейное движение воздуха при наличии трения называют геотриптическим ветром. Воздействие силы трения приводит к тому, что скорость геотриптического ветра направлена не по изобарам, а пересекает их, отклоняясь при этом от градиента вправо (в северном полушарии) и влево (в южном), но составляя с ним некоторый угол меньше прямого. Скорость ветра при этом можно разложить на две составляющие - по изобаре и по градиенту. В результате в слое трения в циклоне ветер будет дуть против часовой стрелки, втекая от периферии к центру (в северном полушарии) и по часовой стрелке также от периферии к центру (в южном полушарии). В антициклоне северного полушария ветер будет дуть по часовой стрелке, вынося воздух изнутри антициклона к периферии, а в антициклоне южного полушария - против часовой стрелки из центра антициклона к периферии.
Наблюдения подтверждают, что ветер у земной поверхности (за исключением широт, близких к экватору) отклоняется от барического градиента на некоторый угол меньше прямого (в северном полушарии вправо, в южном влево). Отсюда следует такое положение: если встать спиной к ветру, а лицом туда, куда дует ветер, то наиболее низкое давление окажется слева и несколько впереди, а наиболее высокое давление - справа и несколько сзади. Это положение было найдено эмпирически и носит название барического закона ветра или закона Бейс-Балло.

Зональность в распределении давления и ветра

Таблица 2. Средние широтные величины приземного давления в гПа.

По обе стороны экватора имеется зона с пониженным давлением. В этой зоне в январе между 15 0 с.ш. и 25 0 ю.ш., а в июле между 35 0 с. ш. и 5 0 ю.ш. давление ниже 1013 гПа. При этом параллель с самым низким давлением приходится в январе на 5-10 0 ю.ш., а в июле - на 15 0 с.ш. Эта зона экваториальной депрессии, распространяющаяся больше на летнее полушарие.
В направлении высоких широт от этой зоны давление в каждом полушарии растет, и максимальное значение давления наблюдается в январе под 30-32 0 северной и южной широты, а в июле - под 33-37 0 с. ш. и 26-30 0 ю.ш. Это две субтропические зоны повышенного давления, которые от января к июлю несколько смещаются к северу, а от июля к январю - к югу. Средние значения давления в этой зоне 1018-1019 гПа.
От субтропиков к еще более высоким широтам давление падает. Под 70-75 0 с.ш. и под 60-65 0 ю.ш. наблюдается минимальное давление в двух субполярных зонах низкого давления, а еще дальше по направлению к полюсам давление снова растет. Средние годовые значения давления на уровне моря в высоких широтах составляют 1012 гПа в северном полушарии и 989 гПа - в южном. У полюсов давление снова растет и составляет 1014 гПа близ северного полюса и 991 гПа близ южного. Приведенные данные о положении широтных зон низкого и высокого давления свидетельствуют о различиях в их положении между полушариями. Так, зимой и летом ось субтропической зоны повышенного давления в южном полушарии расположена на 5 0 ближе к экватору, чем в северном полушарии. В связи с этим ось экваториальной ложбины большую часть года находится в северном полушарии, в среднем на год на широте около 5 0 . От субтропической зоны повышенного давления спад давления в полярной ложбине происходит быстрее в южном полушарии, чем в северном, и по средним широтным значениям приземного давления южная полярная ложбина выражена резче, чем северная. В связи с сезонным изменением притока солнечной радиации происходит смещение планетарных зон давления к полюсу летом соответствующего полушария и к экватору зимой. Летом северного полушария экваториальная ложбина сдвигается к северу, а зимой возвращается к югу. Годовое смещение горизонтальной ее оси равно 20 0 , сезонное смещение субтропических зон повышенного давления сравнительно мало. Принято считать, что от зимы к лету их горизонтальные оси смещаются на 5 0 широты.
Попытки количественно объяснить географическую привязанность широтных зон повышенного и пониженного давления делались давно, но удовлетворительного ответа еще нет. Поэтому в современных эмпирических моделях общей циркуляции атмосферы географическое положение зон разного давления принимается как данное. Образование зон высокого давления в субтропиках и зон низкого давления в субполярных широтах объясняют особенностями циклонической деятельности. Так, антициклоны, возникающие в умеренном поясе при общем западном переносе, при своем перемещении смещаются к более низким широтам и там усиливаются, создавая зону повышенного давления. Циклоны же, наоборот, при своем движении в тех же средних широтах смещаются в более высокие широты, образуя субполярную зону низкого давления. Такая сепарация циклонов и антициклонов зависит от изменения отклоняющей силы вращения Земли (силы Кориолиса) с широтой.

Зональное распределение давления и переносов воздуха у земной поверхности и в нижней тропосфере (схема). Справа — направление барических градиентов вдоль меридиана в соответствующих зонах.

Направление переноса воздушных масс в нижних слоях тропосферы связано с зональным размещением зон повышенного и пониженного давления По обращенной к полюсу периферии субтропической зоны в средних широтах создается западный перенос, он простирается до оси субполярной зоны, т.е. до 60-650 с. ш. и ю.ш. Наиболее хорошо западный перенос выражен над океанами в южном полушарии. Над материками повторяемость ветров западного направления реже.
По периферии субтропической зоны высокого давления, обращенной к экватору, т.е. в тропиках, барический градиент у земной поверхности направлен к экватору и здесь господствует восточный перенос, охватывающий всю тропическую зону. Это так называемые пассаты - устойчивые восточные тропические ветры.
В полярном районе барический градиент направлен от полюса к субполярным широтам, что создает восточный перенос воздуха. Наиболее отчетливо преобладание восточных ветров выражено в Антарктиде, где есть районы с постоянными восточными ветрами.

Ветер – это горизонтальное перемещение (поток воздуха параллельно земной поверхности), возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и направленное из зоны высокого давления в зону низкого давления

Ветер характеризуется скоростью (силой) и направлением. Направление определяется сторонами горизонта, откуда он дует, и измеряется в градусах. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду и километрах в час. Сила ветра измеряется в баллах.

Ветер в ботфортах, м/с, км/час

Шкала Бофорта - условная шкaлa для визуальной оценки и записи силы (скорости) ветра в баллах. Первоначально, была разработана английским адмиралом Френсисом Бофортом в 1806 г. для определения силы ветра по характеру её проявления на море. С 1874 г. данная классификация принята для повсеместного (на суше и на море) использования в международной синоптической практике. В последующие годы менялась и уточнялась (таблица 2). За ноль баллов было принято состояние полного штиля на море. Изначально система была тринадцатибальная (0-12 bft, по шкале Бофорта). В 1946г. шкалу увеличили до семнадцати (0-17). Сила ветра в шкале определяется по взаимодействию ветра с различными предметами. В последние годы, силу ветра, чаще, оценивают по скорости, измеряемой в метрах в секунду - у земной поверхности, на высоте порядка 10м над открытой, ровной поверхностью.

В таблице приведена шкала Бофорта, принятая в 1963 году Всемирной метеорологической организацией. Шкала волнения на море - девятибальная (параметры даны для большой морской акватории; на малых акваториях - волнение меньше). Описания действия от перемещения воздушных масс - даны "для условий земной атмосферы вблизи земной или водной поверхности", при плотности воздуха, около 1,2 кг/м3 и плюсовой температуре. На планете Марс, к примеру - соотношения будут другими.

Сила ветра в баллах по шкале Бофорта и морское волнение

таблица 1

Чтобы легче запомнить (составил: автор сайта сайт)

3 - Слабый - 5 м/с (~20 км/час) - листья и тонкие ветки деревьев непрерывно колышутся
5 - Свежий - 10 м/с (~35 км/час) - вытягивает большие флаги, свистит в ушах
7 - Крепкий - 15 м/с (~55 км/час) - гудят телеграфные провода, трудно идти против ветра
9 - Шторм - 25 м/с (90 км/час) - ветер валит деревья, разрушает строения

* Длина ветровой волны на поверхности водных объектов (реки, моря и т.д.) - наименьшее расстояние, по горизонтали, между вершинами соседних гребней.

Словарь:

Бриз – слабый береговой ветер, имеющий силу до 4 баллов.

Нормальный ветер - приемлемый, оптимальный для чего-либо. Например, для спортивного виндсёрфинга - нужна достаточная ветровая тяга (не менее 6-7 метров в секунду), а при парашютных прыжках, наоборот, лучше - безветренная погода (исключающая боковой снос, сильные порывы у земной поверхности и протаскивание купола после приземления).

Бурей называется длительный и штормовой до ураганного ветер, силой больше 9 баллов (градация по шкале Бофорта), сопровождающийся разрушениями на суше и сильным волнением на море (штормом). Бури бывают: 1) шквальные; 2) пыльные (песчаные); 3) беспыльные; 4) снежные. Шквальные бури начинаются внезапно и так же быстро оканчиваются. Их действия характеризуются огромной разрушительной силой (такой ветер разрушает строения и вырывает деревья с корнем). Эти бури возможны повсеместно на европейской части России, как на море, так и на суше. В России северная граница распространения пыльных бурь проходит через Саратов, Самару, Уфу, Оренбург и пригорья Алтая. Снежные бури большой силы бывают на равнинах европейской части и в степной части Сибири. Обычно бури обусловлены прохождением активного атмосферного фронта, глубокого циклона или смерча.

Шквал - сильный и резкий порыв ветра (Peak gusts) скоростью от 12 м/сек и выше, сопровождающийся, обычно, грозовым ливнем. При скорости больше 18-20 метров в секунду, шквальный ветер сносит плохо закреплённые конструкции, вывески и может ломать рекламные щиты и ветки деревьев, вызывать обрыв линий электропередач, что создаёт опасность для находящихся под ними рядом людей, автомобилей. Порывистый, шквалистый ветер возникает во время прохода атмосферного фронта и при быстром изменении давления в барической системе.

Вихрь – атмосферное образование с вращательным движением воздуха вокруг вертикальной или наклонной оси.

Ураган (тайфун) – ветер разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого превышает 120 км/ч. "Живет", т. е. двигается, ураган обычно 9–12 суток. Синоптики присваивают ему имя. Ураган разрушает здания, вырывает с корнем деревья, сносит легкие строения, обрывает провода, повреждает мосты и дороги. По разрушительной силе его можно сравнить с землетрясением. Родина ураганов – океанские просторы, ближе к экватору. Насыщенные водяными парами циклоны отсюда уходят на запад, все более закручиваясь и увеличивая скорость. Диаметры этих гигантских вихрей – несколько сотен километров. Наиболее активны ураганы в августе и сентябре.
В России ураганы чаще всего бывают в Приморском и Хабаровском краях, на Сахалине, Камчатке, Чукотке, Курильских островах.

Смерчи – это вертикальные вихри; шквалы – чаще горизонтальные, входящие в структуру циклонов.

Слово "смерч" – русское, и происходит от смыслового понятия "сумрак", то есть мрачная, грозовая обстановка. Смерч представляет собой гигантскую вращающуюся воронку, внутри которой пониженное давление, и в эту воронку засасываются любые предметы, оказавшиеся на пути движения смерча. При его приближении слышен оглушительный гул. Двигается над землей смерч со средней скоростью 50–60 км/ч. Смерчи недолговечны. Одни из них "живут" секунды или минуты, и лишь немногие - до получаса.

На Североамериканском континенте смерч называют торнадо , а в Европе – тромб . Торнадо может поднять в воздух автомобиль, вырвать с корнем деревья, покорежить мост, разрушить верхние этажи зданий.

В Книгу рекордов Гиннесса как самый страшный и разрушительный за всю историю наблюдений вошел смерч в Бангладеш, наблюдавшийся в 1989 г. Несмотря на то что жители города Шатурии были заранее предупреждены о приближении смерча, его жертвами стали 1300 человек.

В России смерчи бывают чаще в летние месяцы на Урале, Черноморском побережье, в Поволжье и Сибири.

Синоптики относят ураганы, бури и смерчи к чрезвычайным событиями с умеренной скоростью распространения, поэтому чаще всего удаётся вовремя объявить штормовое предупреждение. Оно может быть передано по каналам гражданской обороны: после звука сирен "Внимание всем! " надо слушать сообщение местного телевидения и радио.

Условные обозначения на метеокартах погодных явлений, связанных с ветром

В метеорологии и в гидрометеорологии - направление ветра ("откуда дует"), обозначается на карте в виде стрелочки, вид оперения у которой показывает среднюю скорость потока воздуха. В аэронавигации - наименование направления отличается на противоположное. В навигации на воде, единица скорости (узел) судна - принимается равной одной морской миле в час (десять узлов соответствуют, примерно, пяти метрам в секунду).

На метеокарте, длинное перо ветровой стрелки - означает 5 м/с, короткое - 2,5м/с, в форме треугольного флажка - 25 м/с (следует после комбинации из четырёх длинных чёрточек и 1 короткой). В примере, изображенном на рисунке - ветер силой 7-8 м/с. При неустойчивом направлении ветра - в конце стрелочки ставится крест.

На картинке показаны условные обозначения направления и скорости ветра, применяемые на картах погоды, а так же пример нанесения значков и фрагменты из стоклеточной матрицы метеосимволов (например, позёмок и низовая метель, когда происходит подъём и перераспределение в приземном слое воздуха ранее выпавшего снега).

Данные символы можно видеть на синоптической карте Гидрометцентра России (http://meteoinfo.ru) составленной в результате анализа текущих данных по территории Европы и Азии, где схематически показаны границы зон тёплых и холодных атмосферных фронтов и направления их перемещений вдоль земной поверхности.

Что делать, если поступило штормовое предупреждение?

1. Плотно закройте и укрепите все двери и окна. На стекла наклейте крест-накрест полоски пластыря (чтобы не разлетались осколки).

2. Подготовьте запас воды и пищи, медикаментов, фонарик, свечи, керосиновую лампу, приемник на батарейках, документы и деньги.

3. Отключите газ и электричество.

4. Уберите с балконов (со дворов) предметы, которые могут быть унесены ветром.

5. Из легких зданий перейдите в более прочные или убежища гражданской обороны.

6. В деревенском доме переберитесь в наиболее просторную и прочную его часть, а лучше всего – в подвал.

8. Если у вас есть машина, постарайтесь отъехать как можно дальше от эпицентра урагана.

Дети из детских садов и школ должны быть заранее отправлены по домам. Если штормовое предупреждение поступило слишком поздно, дети должны быть размещены в подвалах или центральной части зданий.

Лучше всего переждать ураган, смерч или бурю в убежище, заранее подготовленном укрытии или, хотя бы, в подвале. Однако, часто, штормовое предупреждение даётся всего за несколько минут до прихода стихии, и за это время не всегда удаётся добраться до укрытия.

Если вы оказались на улице во время урагана

2. Нельзя находиться на мостах, путепроводах, эстакадах, в местах хранения легковоспламеняющихся и ядовитых веществ.

3. Спрячьтесь под мостом, железобетонным навесом, в подвале, погребе. Можно лечь в яму или любое углубление. Глаза, рот и нос защитите от песка и земли.

4. Нельзя залезать на крышу и прятаться на чердаке.

5. Если вы едете на машине по равнине, остановитесь, но не покидайте автомобиль. Плотнее закройте его двери и окна. Во время снежной бури укройте чем-нибудь двигатель со стороны радиатора. Если ветер несильный, можно время от времени разгребать снег с автомобиля, чтобы не оказаться погребенным под толстым слоем снега.

6. Если вы в городском транспорте, немедленно покиньте его и ищите убежище.

7. Если стихия застигла вас на возвышенном или открытом месте, бегите (ползите) в сторону какого-либо укрытия (к скалам, лесу), которое могло бы погасить силу ветра, но берегитесь падающих веток и деревьев.

8. Когда ветер стих, не выходите сразу из укрытия, так как через несколько минут шквал может повториться.

9. Сохраняйте спокойствие и не паникуйте, помогайте пострадавшим.

Как вести себя после стихийных бедствий

1. Выходя из укрытия, осмотритесь – нет ли нависающих предметов и частей конструкций, оборванных проводов.

2. Не зажигайте газ и огонь, не включайте электричество до тех пор, пока специальные службы не проверят состояние коммуникаций.

3. Не пользуйтесь лифтом.

4. Не заходите в поврежденные строения, не подходите к оборванным электропроводам.

5. Взрослое население оказывает помощь спасателям.

Приборы

Точная скорость ветра определяется с помощью прибора - анемометра. Если такого прибора нет, можно изготовить самодельную ветромерную "доску Вильда" (рис. 1), с достаточной точностью измерений для скорости ветра до десяти метров в секунду.

Рис. 1. Самодельная ветромерная доска-флюгер Вильда:
1 - вертикальная трубка (длиной 600 мм) с заваренным заостренным верхним концом, 2 - передний горизонтальный стержень флюгера с шариком-грузом противовеса; 3 - крыльчатка флюгера; 4 - верхняя рамка; 5 - горизонтальная ось шарнира доски; 6 - ветромерная доска (весом 200 г). 7 - нижний неподвижный вертикальный стержень с укрепленными на нем указателями сторон света, по восьми румбам: С - север, Ю - юг, 3 - запад, В - восток, СЗ - северозапад, СВ - северовосток, ЮВ - юговосток, ЮЗ - югозапад; № 1 - № 8 - штифты-указатели скорости ветра.

Флюгер устанавливается на высоте 6 - 12 метров, над открытой ровной поверхностью. Под флюгером неподвижно укреплены стрелки-указатели направления ветра. Над флюгером к трубке 1 на горизонтальной оси 5 шарнирно прикреплена к рамке 4 ветромерная доска 6 размером 300х150 мм. Вес доски - 200 грамм (настраивается по эталонному прибору). От рамки 4 отходит назад, прикрепленный к ней отрезок дуги (радиусом 160 мм) с восемью штифтами, из которых четыре - длинные (по 140 мм) и четыре - короткие (по 100 мм). Углы, под которыми они закреплены, составляют с вертикалью для штифта №1-0°; №2 - 4°; №3 - 15,5°; №4 - 31°; №5 - 45,5°; №6 - 58°; №7 - 72°; №8-80,5°.
Скорость ветра узнают путем отсчёта угла отклонения доски. Определив положение ветромерной доски между штифтами дуги, обращаются к табл. 1, где этому положению соответствует определённая скорость ветра.
Положение доски между штифтами даёт лишь приблизительное представление о скорости ветра, тем более что сила ветра быстро и часто меняется. Доска никогда не остается долго в каком-нибудь одном положении, а постоянно колеблется в некоторых пределах. Наблюдая в течение 1 минуты за меняющимся наклоном этой доски, определяют её средний наклон (расчёт усреднением максимальных значений) и только после этого судят о средней минутной скорости ветра. Для большой скорости ветра, превышающей 12-15 м/сек, показания этого прибора имеют малую точность (в данном ограничении - главный недостаток рассмотренной схемы)....

Приложение

Средняя скорость ветра по шкале Бофорта в разные годы ее применения

таблица 2

Шкала ураганов была разработана Гербертом Саффиром и Робертом Симпсоном, в начале 1920-х годов, для измерения потенциального ущерба от урагана. Она основывается на числовых значениях максимальной скорости ветра и включает оценку штормовых волн в каждой из пяти категорий. В азиатских странах, данное природное явление называется тайфуном (в переводе с китайского языка - «великий ветер»), а в Северной и Южной Америке - именуется ураганом. При количественной оценке скорости ветрового потока, применяются следующие сокращения: км/ч / mph - километров / миль в час, м/с - метров в секунду.

таблица 3

Шкала торнадо

Шкала торнадо (шкала Фудзита-Пирсона) разработана Теодором Фудзита для классификации торнадо по степени причиненного ветром ущерба. Торнадо характерно, в основном, для Северной Америки.

таблица 4

Словарь терминов :

Подветренная сторона объекта (защищена от ветра самим объектом; область повышенного давления, из-за сильного торможения потока) обращена туда, куда дует ветер. На рисунке - справа. Например, на воде, мелкие суда подходят к более крупным кораблям с их подветренной стороны (там они защищены корпусом большого судна от волн и ветра). "Коптящие" заводы-предприятия должны располагаться, по отношению к жилым городским застройкам - с подветренной стороны (по направлению господствующих ветров) и отделяться от этих районов достаточно широкими санитарно-защитными зонами.


Наветренная сторона объекта (холма, морского судна) - на той стороне, откуда дует ветер. На наветренной стороне хребтов - возникают восходящие движения воздушных масс, а на подветренной - происходит нисходящий воздухопад. Наибольшая часть осадков (в виде дождя и снега), обусловленных барьерным эффектом гор, выпадает на их наветренной стороне, а с подветренной стороны - начинается обвал более холодного и сухого воздуха.

В метеорологии, при указании направления ветра, используется деление окружности на шестнадцать частей, по 16-ти лучевой розе румбов (через 22.5 градуса). Например, северо-северо-восток обозначается как ССВ (первая буква - основное направление, к которому ближе румб). Четыре основных направления: Север, Восток, Юг, Запад.

Приблизительный расчёт динамического ветрового давления на квадратный метр рекламного щита (перпендикулярно плоскости конструкции), установленного у дороги проезжей части. В примере, ожидаемая в данном месте, максимальная штормовая скорость ветра, принимается равной 25 метров в секунду.

Вычисления проводятся по формуле:
P = 1/2 * (плотность воздуха) * V^2 = 1/2 * 1.2 кг/м3 * 25^2 м/с = 375 Н/м2 ~ 38 килограмм на квадратный метр (кгс)

Заметьте, что давление растёт пропорционально квадрату скорости. Учитывайте и закладывайте в строительный проект достаточный запас прочности , устойчивости (зависит и от высоты стойки опоры) и стойкости к сильным порывам ветра и атмосферным осадкам, в виде снега и дождя.

При какой силе ветра отменяют полёты самолётов гражданской авиации

Причиной нарушения расписания полётов, задержки или отмены авиарейсов - может стать штормовое предупреждение от синоптиков, по аэродромам вылета и назначения.

Метеорологический минимум, необходимый для благополучного (штатного) взлёта и посадки воздушного судна, это допустимые пределы изменений комплекса параметров: скорости и направления ветра, прямой видимости, состояния взлётно-посадочной полосы аэродрома и высоты нижней границы облачности. Непогода, в виде интенсивных атмосферных осадков (дождь, туман, снег и метель), с обширными фронтальными грозами - так же может стать причиной отмены авиарейсов из воздушной гавани.

Величины метеоминимумов - могут различаться для конкретных самолётов (по их типам и моделям) и аэропортов (по классу и наличию достаточного наземного оборудования, в зависимости от особенностей окружающего аэродром рельефа местности и имеющихся высоких гор), а так же обусловлены квалификацией и лётным стажем пилотов экипажа, командира корабля. В расчёт и к исполнению - принимается худший минимум.

Запрет на вылет - возможен при нелётной погоде на аэродроме назначения, если там нет, поблизости, двух запасных аэрогаваней с приемлемыми метеоусловиями.

При сильном ветре, самолёты выполняют взлёт и посадку - против воздушного потока (выруливая, для этого, на соответствующую полосу). В таком случае обеспечивается не только безопасность, но и значительно сокращается дистанция разбега на взлёте и пробега при посадке. Ограничения по боковой и попутной составляющей скорости ветра, для большинства современных гражданских самолетов, составляют величины, примерно: 17-18 и 5 м/с., соответственно. Опасность большого крена, сноса и разворота авиалайнера, при его взлёте и посадке - представляет неожиданный и сильный порывистый ветер (шквал).

https://www.meteorf.ru - Росгидромет (Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды). Гидрометеорологический научно-исследовательский центр РФ.

Www.meteoinfo.ru - новый сайт Гидрометеоцентра РФ.

Http://193.7.160.230/web/losev/osad.gif - Смотреть видео-анимацию с прогнозной синоптической метеокартой - осадки, динамика циклонов и антициклонов на ближайшие дни, с показом горизонтальных перемещений изобар (изолиний атмосферного давления) расчётной погодной модели.

Http://ada.ru/Guns/ballistic/wind/index.htm - Охотникам о влиянии ветра на полёт пули, баллистический калькулятор.

Справочник ru.wikipedia.org/wiki/Климат_Москвы - столичные метеостанции и статистические данные о среднемесячных значениях основных погодных параметров (температура, скорость ветра, облачность, осадки в виде дождя и снега), дни, когда были отмечены абсолютные температурные рекорды, а так же самые холодные и тёплые годы в Москве и области.

Https://meteocenter.net/weather/ - Погода России от Метеоцентра.

Https://www.ecomos.ru/kadr22/postyMeteoMoskwaOblast.asp - Метеорологическая сеть (станции и посты) на территории Московской обл. и в соседних регионах (Владимирской, Ивановской, Калужской, Костромской, Рязанской, Смоленской, Тверской, Тульской и Ярославской областях)

Https://www.ecomos.ru/kadr22/sostojanieZagrOSnedelia.asp - экологические сводки о состоянии загрязнения окружающей среды в Москве (метеостанции ВДНХ, Балчуг и Тушино) и области, за прошедший недельный период.

Ветром называют движение воздуха относительно земной поверхности, причем имеется в виду горизонтальная составляющая этого движения. Ветер характеризуется вектором скорости, но на практике под скоростью подразумевается только числовая величина скорости, направление вектора скорости называют направлением ветра. Скорость ветра выражается в метрах в секунду, в км/ч и в узлах (морская миля в час). Чтобы перевести скорость из метров в секунду в узлы, достаточно умножить число метров в секунду на 2.

Существует еще одна оценка скорости или, как принято говорить в этом случае, силы ветра в баллах, шкала Бофорта, по которой весь интервал возможных скоростей ветра делится на 12 градаций. Эта шкала связывает силу ветра с различными эффектами, производимыми ветром разной скорости, такими, как степень волнения на море, качание ветвей деревьев, распространение дыма из труб. Каждая градация скорости ветра имеет определенное название (смотри таблицу с характеристиками ветра по шкале Бофорта).

Таблица 1 - Характеристика скорости ветра по шкале Бофорта

Для более полной оценки производимых сильными ветрами разрушений американской Национальной службой погоды шкала Бофорта была дополнена:

• - 12.1 баллов, скорость ветра 35 - 42м/с. Сильный ветровал. Значительные разрушения легких деревянных построек. Валятся некоторые телеграфные столбы.
• - 12.2. 42-49 м/с. Разрушаются до 50% легких деревянных построек, в прочих постройках - повреждения дверей, крыш, окон. Штормовой нагон воды на 1,6-2,4 м выше нормального уровня моря.
• - 12.3. 49-58 м/с. Полное разрушение легких домов. В прочных постройках - большие повреждения. Штормовой нагон - на 1,5-3.5 м выше нормального уровня моря. Серьезное нагонное наводнение, повреждение зданий водой.
• - 12.4. 58-70 м/с. Полный ветровал деревьев. Полное разрушение легких и сильное повреждение прочных построек. Штормовой нагон - на 3,5-5,5 м выше нормального уровня моря. Сильная абразия берегов. Сильные повреждения нижних этажей зданий водой.
• - 12.5. более 70 м/с. Многие прочные постройки разрушаются ветром, при скорости 80-100 м/с - также каменные, при скорости 110 м/с - практически все. Штормовой нагон выше 5,5 м. Интенсивные разрушения наводнением.

Скорость ветра на метеостанциях измеряют анемометрами; если прибор самопишущий, то он называется анемографом. Анеморумбограф определяет не только скорость, но и направление ветра в режиме постоянной регистрации. Приборы для измерения скорости ветра устанавливают на высоте 10-15 м над поверхностью, и измеренный ими ветер называется ветром у земной поверхности. Направление ветра определяют, назвав точку горизонта, откуда дует ветер или угол, образуемый направлением ветра с меридианом места, откуда дует ветер, т.е. его азимут. В первом случае различают 8 основных румбов горизонта: север, северо-восток, восток, юго-восток, юг, юго-запад, запад, северо-запад и 8 промежуточных.

8 основных румбов направления имеют следующие сокращения (русские и международные): С-N, Ю-S, З-W, В-E, СЗ-NW, СВ-NE, ЮЗ-SW, ЮВ-SE.

Если направление ветра характеризуется углом, то отсчет ведется от севера по часовой стрелке. В этом случае, север будет соответствовать 00 (360), северо-восток - 450, восток - 900, юг - 1800, запад - 2700.

При климатологической обработке наблюдений над ветром строят для каждого пункта диаграмму, представляющую собой распределение повторяемости направлений ветра по основным румбам - «розу ветров».

От начала полярных координат откладывают направление по румбам горизонта отрезками, длины которых пропорциональны повторяемости ветров данного направления. Концы отрезков соединяются ломаной линией. Повторяемость штилей указывают числом в центре диаграммы. При построении розы ветров можно учесть и среднюю скорость ветра по каждому направлению, умножив на нее повторяемость данного направления, тогда график покажет в условных единицах количество воздуха, переносимого ветрами каждого направления.