Vėjų supratimas
Atmosfera judant
Buena Vista Images / Getty Images
Vėjas gali būti susijęs su kai kuriais orais sudėtingos audros , tačiau jos pradžia negali būti paprastesnė.
Apibrėžiamas kaip horizontaliai oro judėjimas iš vienos vietos į kitą, vėjai atsiranda dėl skirtumų oro slėgis . Kadangi nevienodas Žemės paviršiaus įkaitimas sukelia šiuos slėgio skirtumus, energijos šaltinis, generuojantis vėją, galiausiai yra saulė .
Paleidus vėją, už jo judėjimo valdymą atsako trijų jėgų derinys – slėgio gradiento jėga, Koriolio jėga ir trintis.
Slėgio gradiento jėga
Tai yra bendra meteorologijos taisyklė, kad oras teka iš aukštesnio slėgio zonų į žemesnio slėgio sritis. Taip atsitinka, oro molekulės, esančios aukštesnio slėgio vietoje, kaupiasi, kai jos ruošiasi stumti žemesnio slėgio link. Ši jėga, kuri stumia orą iš vienos vietos į kitą, yra žinoma kaip slėgio gradiento jėga . Tai jėga, kuri pagreitina oro siuntinius ir tokiu būdu pradeda pūsti vėją.
„Stumimo“ jėgos arba slėgio gradiento jėgos stiprumas priklauso nuo (1) nuo oro slėgio skirtumo ir (2) nuo atstumo tarp slėgio sričių. Jėga bus stipresnė, jei slėgio skirtumas bus didesnis arba atstumas tarp jų mažesnis, ir atvirkščiai.
Koriolio pajėgos
Jei Žemė nesisuktų, oras tekėtų tiesiai, tiesioginiu keliu nuo aukšto iki žemo slėgio. Tačiau kadangi Žemė sukasi į rytus, oras (ir visi kiti laisvai judantys objektai) šiauriniame pusrutulyje nukrypsta į dešinę. (Pietiniame pusrutulyje jie nukreipti į kairę). Šis nukrypimas žinomas kaip Koriolio jėga .
Koriolio jėga yra tiesiogiai proporcinga vėjo greičiui. Tai reiškia, kad kuo stipresnis vėjas, tuo stipresnis Koriolis nukreips jį į dešinę. Coriolis taip pat priklauso nuo platumos. Jis stipriausias ties ašigaliais ir silpnėja artėjant link 0° platumos (pusiaujo). Pasiekus pusiaują, Koriolio jėga neegzistuoja.
Trintis
Paimkite koją ir perkelkite ją per kilimine danga. Pasipriešinimas, kurį jaučiate tai darydami – perkeldami vieną objektą per kitą – yra trintis. Tas pats atsitinka ir su vėju pučia per žemės paviršių . Jo trintis, einanti per reljefą – medžius, kalnus ir net dirvožemį – pertraukia oro judėjimą ir jį sulėtina. Kadangi trintis sumažina vėją, ji gali būti laikoma jėga, kuri prieštarauja slėgio gradiento jėgai.
Svarbu pažymėti, kad trintis yra tik keli kilometrai nuo Žemės paviršiaus. Virš šio aukščio jo poveikis yra per mažas, kad į jį būtų galima atsižvelgti.
Vėjo matavimas
Vėjas yra a vektorinis kiekis . Tai reiškia, kad jį sudaro du komponentai: greitis ir kryptis .
Vėjo greitis matuojamas naudojant anemometrą ir pateikiamas myliomis per valandą arba mazgai . Jo kryptis nustatoma iš a vėjarodis arba vėjo maišas ir išreiškiamas kryptimi iš kurios pučiasi . Pavyzdžiui, jei vėjai pučia iš šiaurės į pietus, jie taip ir yra į šiaurę , arba iš šiaurės.
Vėjo svarstyklės
Kaip būdas lengviau susieti vėjo greitį su stebimomis sąlygomis sausumoje ir jūroje bei numatomu audros stiprumu ir žala turtui, dažniausiai naudojamos vėjo skalės.
1805 m. sero Franciso Boforto (Karališkojo laivyno karininko ir admirolo) išrasta Beauforto skalė padėjo jūreiviams įvertinti vėjo greitį nenaudojant instrumentų. Jie tai padarė vizualiai stebėdami, kaip jūra elgėsi pučiant vėjams. Tada šie stebėjimai buvo suderinti su Beaufort skalės diagrama ir buvo galima įvertinti atitinkamą vėjo greitį. 1916 m. skalė buvo išplėsta, įtraukiant žemę.
Pradinė skalė susideda iš trylikos kategorijų nuo 0 iki 12. 1940-aisiais buvo pridėtos penkios papildomos kategorijos (13-17). Jų naudojimas buvo skirtas atogrąžų ciklonams ir uraganams. (Šie Beauforto skaičiai naudojami retai, nes Saffir-Simpson skalė tarnauja tam pačiam tikslui.)
„Saffir-Simpson“ skalė apibūdina galimus padarinius ir žalą turtui, kurį gali sukelti besileidžiantis ar praeinantis uraganas, remiantis audros didžiausio nuolatinio vėjo greičio stiprumu. Jis suskirsto uraganus į penkias kategorijas, nuo 1 iki 5, atsižvelgiant į vėjus.
Patobulinta Fujita (EF) skalė įvertina tornadų stiprumą pagal vėjų galimos žalos dydį. Jis suskirsto tornadus į šešias kategorijas, nuo 0 iki 5, atsižvelgiant į vėją.
Vėjo terminija
Šie terminai dažnai naudojami orų prognozėse, kad būtų nurodytas konkretus vėjo stiprumas ir trukmė.
| Terminologija | Apibrėžtas kaip... |
|---|---|
| Lengvas ir kintamas | Vėjo greitis mažesnis nei 7 kts (8 mylios per valandą) |
| Vėjas | Švelnus 13–22 ts (15–25 mylių per valandą) vėjas |
| Gust | Vėjo pliūpsnis, dėl kurio vėjo greitis padidėja 10+ km/h, tada sumažėja 10+ km/h |
| Gale | Ilgalaikio paviršiaus vėjo, kurio greitis siekia 34–47 kt (39–54 mylių per valandą) |
| Škvalas | Stiprus vėjas, kuris padidėja 16+ ts (18+ mph) ir palaiko bendrą 22+ kts (25+ mph) greitį bent 1 minutę |