Skala Beauforta to empiryczna miara siły wiatru, oparta przede wszystkim na obserwacjach warunków morskich i fal powierzchniowych. Jest to obecnie standard oceny prędkości wiatru i jego wpływu na obiekty lądowe i morskie na całym świecie. Rozważmy tę kwestię bardziej szczegółowo w artykule.
Krótka biografia Francisa Beauforta
Wynalazca skali siły wiatru, Francis Beaufort, urodził się w 1774 roku. Od najmłodszych lat zaczął interesować się morzem i statkami. Zaciągnął się do Królewskiej Marynarki Wojennej Wielkiej Brytanii, a wszystkie swoje wysiłki skierował na zbudowanie kariery marynarza. W rezultacie Beaufort był w stanie osiągnąć stopień admirała Royal Navy.
W czasie swojej służby nie tylko wykonywał wojskowe zadania morskie, ale także poświęcał dużo czasu na opracowywanie map geograficznych i prowadzenie obserwacji w różnych częściach świata. Beaufort służył nawet na starość. Zmarł w 1857 roku, kiedy miał 83 lata.
Pierwsza skala do szacowania prędkości wiatru
SkalaBeaufort został zaproponowany w 1805 roku. Aż do tego momentu nie istniała żadna konkretna norma, według której można by ocenić, jak słaby lub silny wiał wiatr. Wielu żeglarzy oparło się na swoich subiektywnych pomysłach.
Początkowo siła wiatru w skali Beauforta została przedstawiona jako podziałka od 0 do 12. Jednocześnie każdy punkt mówił nie o prędkości ruchu mas powietrza, ale o tym, jak należy się zachowywać w zakresie sterowania statkiem. Na przykład, kiedy można ustawić żagle, a kiedy trzeba je zdjąć, aby uniknąć złamania masztów. Oznacza to, że oryginalna skala wiatru Beauforta służyła wyłącznie praktycznym celom w biznesie morskim.
Ta skala została przyjęta jako standard dla marynarki brytyjskiej dopiero pod koniec lat 30. XIX wieku.
Korzystanie z wagi na lądzie
Od lat 50. XIX wieku skala Beauforta zaczęła być używana do celów lądowych. Opracowano matematyczny wzór, aby przeliczyć jej wyniki na wielkości fizyczne używane do pomiaru prędkości wiatru, tj. metry na sekundę (m/s) i kilometry na sekundę (km/s). Ponadto zaczęto kalibrować do tej skali produkowane anemometry (przyrządy do pomiaru prędkości wiatru).
Na początku XX wieku meteorolog George Simpson dodał do skali efekty wywołane przez wiatry o odpowiedniej sile na lądzie. Począwszy od lat 20. XX wieku skala zaczęła być szeroko stosowana na całym świecie do opisu zjawisk związanych z wiatrem, zarówno na morzu, jak i na lądzie.
Zależność między punktami skali a siłą wiatru
Jak wspomniano powyżej, siłę wiatru w punktach w skali Beauforta można przeliczyć na jednostki wygodne w użyciu. Używa się do tego następującego wzoru: v=0,837B1,5 m/s, gdzie v to prędkość wiatru w metrach na sekundę, B to wartość w skali Beauforta. Na przykład, dla 4 punktów rozważanej skali, co odpowiada nazwie „umiarkowany wiatr”, prędkość wiatru będzie wynosić: v=0,83741,5=6,7 m/s lub 24, 1 km/h.
Często konieczne jest określenie prędkości mas powietrza w kilometrach na godzinę. W tym celu wyprowadzono inną zależność matematyczną między punktami skali a odpowiednią wielkością fizyczną. Wzór jest następujący: v=3B1, 5 ± B, gdzie v jest prędkością, z jaką wieje wiatr, wyrażoną w km/h. Zwróć uwagę, że znak „±” pozwala uzyskać ograniczenia prędkości odpowiadające określonemu wynikowi. Tak więc w powyższym przykładzie prędkość wiatru w skali Beauforta, która odpowiada 4 punktom, będzie równa: v=341, 5 ± 4=24 ± 4 km/h lub 20-28 km/h.
Jak widać na przykładzie, oba wzory dają ten sam wynik, więc można ich użyć do określenia prędkości wiatru w różnych jednostkach.
W dalszej części artykułu podajemy opis konsekwencji oddziaływania wiatru takiej czy innej siły na różne obiekty naturalne i struktury ludzkie. W tym celu całą skalę Beauforta można podzielić na trzy części: 0-4 pkt, 5-8 pkt i 9-12 pkt.
Wyniki w skali od 0 do 4
Jeśli wiatromierz pokazuje, że wieje wiatrw obrębie 4 punktów rozważanej skali, wtedy mówią o lekkiej bryzie:
- Spokój (0): powierzchnia morza jest gładka, bez fal; dym z ognia unosi się pionowo.
- Lekka bryza (1): małe fale bez piany na morzu; dym wskazuje kierunek, w którym wieje wiatr.
- Słaby wiatr (2): przezroczyste grzbiety fal, które są ciągłe; liście zaczynają opadać z drzew i poruszają się ostrza wiatraków.
- Lekki wiatr (3): małe fale, ich grzbiety zaczynają pękać; liście na drzewach i flagi zaczynają falować.
- Umiarkowana bryza (4): wiele „jagniąt” na powierzchni morza; papiery i kurz unoszą się z ziemi, wierzchołki drzew zaczynają się kołysać.
Wyniki w skali od 5 do 8
Te wiatry Beauforta powodują, że bryza zmienia się w silny wiatr. Odpowiadają one następującemu opisowi:
- Świeża bryza (5): fale morskie średniej wielkości i długości; niewielkie kołysanie pni drzew, pojawianie się zmarszczek na tafli jezior.
- Silny wiatr (6): zaczynają formować się duże fale, ich grzbiety nieustannie się łamią, tworzy się morska piana; gałęzie drzew zaczynają się kołysać, trudność z trzymaniem otwartego parasola.
- Silny wiatr (7): powierzchnia morza staje się bardzo pofalowana i „obszerna”, piana jest porywana przez wiatr; duże drzewa poruszają się, a piesi mają trudności z poruszaniem się pod wiatr.
- Silny wiatr (8): duże fale, które „łamią się”, pojawienie się paskówz pianki; korony niektórych drzew zaczynają się łamać, ruch pieszych jest utrudniony, niektóre pojazdy poruszają się pod wpływem siły wiatru.
Wyniki w skali od 9 do 12
Ostatnie punkty w skali Beauforta charakteryzują początek burzy i huraganu. Konsekwencje takich wiatrów są podane poniżej:
- Bardzo silny wiatr (9): bardzo duże fale z połamanymi grzbietami, zmniejszona widoczność; uszkodzenia drzew, niemożność normalnego ruchu pieszych i pojazdów, niektóre konstrukcje sztuczne zaczynają ulegać uszkodzeniom.
- Burza (10): grube fale, na szczytach których widoczna jest piana, kolor powierzchni morza staje się biały; drzewa wyrywane z korzeniami, uszkadzające budynki.
- Poważna burza (11): bardzo duże fale, morze jest całkowicie białe, widoczność bardzo słaba; zniszczenie różnorodnej natury wszędzie, ulewne deszcze, powodzie, latający ludzie i inne przedmioty w powietrzu.
- Hurricane (12): ogromne fale, białe morze i zerowa widoczność; ucieczka ludzi, pojazdów, drzew i części domów, rozległe zniszczenia, prędkość wiatru do 120 km/h.
Wagi opisujące huragany
Oczywiście pojawia się pytanie: czy na Ziemi są wiatry o sile przekraczającej 120 km/h? Innymi słowy, czy istnieje skala opisująca różne siły huraganów? Odpowiedź na to pytanie brzmi: tak: tak, jest taka skala i to nie jedyna.
BPrzede wszystkim należy powiedzieć, że skala huraganu Beauforta również istnieje i bez problemu pasuje do skali standardowej (dodano punkty od 13 do 17). Ta rozszerzona skala została opracowana w połowie ubiegłego wieku, jednak chociaż można ją wykorzystać do opisania tropikalnych huraganów, które często występują na wybrzeżach Azji Południowo-Wschodniej (Tajwan, Chiny), jest używana rzadko. Do tych celów istnieją inne specjalne wagi.
Szczegółowe opisy huraganów podane są w skali Saffira-Simpsona. Został opracowany w 1969 roku przez amerykańskiego inżyniera Herberta Saffira, następnie Simpson dodał do niego efekty powodzi. Ta skala dzieli wszystkie huragany na 5 poziomów w oparciu o prędkość wiatru. Obejmuje wszystkie możliwe granice tej wartości: od 120 km/h do 250 km/h i więcej oraz szczegółowo opisuje uszkodzenia charakterystyczne dla tego wyniku. Skalę Saffira-Simpsona można łatwo przełożyć na rozszerzoną skalę Beauforta. Tak więc 1 punkt za pierwszy będzie odpowiadał 13 punktom za drugi, 2 punkty - 14 punktów i tak dalej.
Inne narzędzia teoretyczne do klasyfikacji huraganów to skala Fujita i skala TORRO. Obie skale służą do opisu tornada lub tornada (rodzaj huraganu), podczas gdy pierwsza opiera się na klasyfikacji uszkodzeń spowodowanych przez tornado, podczas gdy druga ma odpowiednie wyrażenie matematyczne i opiera się na prędkości wiatru w tornadzie. Obie skale są używane na całym świecie do opisu określonego rodzaju huraganu.
