Czy silny wiatr jest niebezpieczny dla samolotu? Skala Beauforta - siła wiatru i warunki morskie

Skala Beauforta - konwencjonalna skala, która pozwala wizualnie ocenić przybliżoną siłę wiatru na podstawie jego wpływu na obiekty naziemne lub fale na morzu. Opracowany przez angielskiego admirała i hydrografa Francisa Beauforta. Franciszka Beauforta) w 1806 roku.

Od 1874 roku został oficjalnie przyjęty do stosowania w międzynarodowej praktyce synoptycznej. Od 1926 roku skalę Beauforta uzupełnia siła wiatru w metrach na sekundę na wysokości 10 metrów od powierzchni. W USA oprócz międzynarodowej skali 12-punktowej od 1955 roku stosowana jest skala rozszerzona do 17-punktowa, służąca dokładniejszej gradacji wiatrów huraganowych.

Wiatr(pozioma składowa ruchu powietrza względem powierzchni ziemi) charakteryzuje się kierunkiem i prędkością.
Prędkość wiatru mierzone w metrach na sekundę (m/s), kilometrach na godzinę (km/h), węzłach lub punktach Beauforta (siła wiatru). Węzeł to morska jednostka prędkości, 1 mila morska na godzinę, w przybliżeniu 1 węzeł równa się 0,5 m/s. Skala Beauforta (Francis Beaufort, 1774-1875) powstała w 1805 roku.

Kierunek wiatru(skąd wieje) jest oznaczony albo w punktach (w 16-punktowej skali, na przykład wiatr północny - N, północno-wschodni - NE itp.), albo w kątach (w stosunku do południka, północy - 360° lub 0 °, wschód – 90°, południe – 180°, zachód – 270°), ryc. 1.

Wiatr to ruch powietrza w kierunku poziomym wzdłuż powierzchni ziemi. Kierunek, w którym wieje, zależy od rozkładu stref ciśnienia w atmosferze planety. W artykule omówiono zagadnienia związane z prędkością i kierunkiem wiatru.

Być może rzadkim zjawiskiem w przyrodzie będzie absolutnie spokojna pogoda, ponieważ zawsze można poczuć, że wieje lekki wietrzyk. Od czasów starożytnych ludzkość interesowała się kierunkiem ruchu powietrza, dlatego wynaleziono tzw. Wiatrowskaz lub ukwiał. Urządzenie jest wskazówką, która pod wpływem wiatru swobodnie obraca się wokół osi pionowej. Wskazuje mu kierunek. Jeżeli określisz na horyzoncie punkt, z którego wieje wiatr, to linia poprowadzona pomiędzy tym punktem a obserwatorem wskaże kierunek ruchu powietrza.

Aby obserwator mógł przekazać informację o wietrze innym osobom, stosuje się pojęcia takie jak północ, południe, wschód, zachód i różne ich kombinacje. Ponieważ całość wszystkich kierunków tworzy okrąg, sformułowanie słowne jest również powielane przez odpowiednią wartość w stopniach. Na przykład wiatr północny oznacza 0 o (niebieska igła kompasu wskazuje dokładnie północ).

Koncepcja róży wiatrów

Mówiąc o kierunku i prędkości ruchu mas powietrza, warto powiedzieć kilka słów o róży wiatrów. Jest to okrąg z liniami pokazującymi ruch powietrza. Pierwsze wzmianki o tym symbolu znaleziono w księgach łacińskiego filozofa Pliniusza Starszego.

Cały okrąg, odzwierciedlający możliwe poziome kierunki ruchu powietrza do przodu, na róży wiatrów jest podzielony na 32 części. Najważniejsze z nich to północ (0 o lub 360 o), południe (180 o), wschód (90 o) i zachód (270 o). Powstałe cztery płaty koła są dalej podzielone na północny zachód (315°), północny wschód (45°), południowy zachód (225°) i południowy wschód (135°). Powstałe 8 części koła są ponownie podzielone na pół, co tworzy dodatkowe linie na róży kompasu. Ponieważ wynikiem są 32 linie, odległość kątowa między nimi wynosi 11,25 o (360 o /32).

Zwróć uwagę, że charakterystyczną cechą róży kompasowej jest wizerunek fleur-de-lis znajdujący się nad ikoną północy (N).

Skąd wieje wiatr?

Poziome ruchy dużych mas powietrza zawsze występują z obszarów o wyższym ciśnieniu do obszarów o mniejszej gęstości powietrza. Jednocześnie na pytanie, jaka jest prędkość wiatru, można odpowiedzieć, badając położenie izobar na mapie geograficznej, czyli szerokich linii, w których ciśnienie powietrza jest stałe. Prędkość i kierunek ruchu mas powietrza determinują dwa główne czynniki:

• Wiatr zawsze wieje z obszarów, na których występuje antycyklon, do obszarów objętych przez cyklon. Można to zrozumieć, jeśli pamiętamy, że w pierwszym przypadku mówimy o strefach wysokiego ciśnienia, a w drugim przypadku - niskiego ciśnienia.
• Prędkość wiatru jest wprost proporcjonalna do odległości dzielącej dwie sąsiednie izobary. Rzeczywiście, im większa będzie ta odległość, tym słabsza będzie odczuwalna różnica ciśnień (w matematyce mówi się o gradiencie), co oznacza, że ​​ruch powietrza do przodu będzie wolniejszy niż w przypadku małych odległości między izobarami i dużych gradientów ciśnienia.

Czynniki wpływające na prędkość wiatru

Jeden z nich, najważniejszy, został już wyrażony powyżej - jest to gradient ciśnienia między sąsiednimi masami powietrza.

Ponadto średnia prędkość wiatru zależy od topografii powierzchni, nad którą wieje. Wszelkie nierówności tej powierzchni znacznie utrudniają ruch mas powietrza do przodu. Na przykład każdy, kto chociaż raz był w górach, powinien zauważyć, że u podnóża wiatr jest słaby. Im wyżej wspinasz się na zbocze góry, tym silniejszy czujesz wiatr.

Z tego samego powodu nad powierzchnią morza wieją silniejsze wiatry niż nad lądem. Często jest zjadany przez wąwozy i pokryty lasami, wzgórzami i pasmami górskimi. Wszystkie te heterogeniczności, które nie występują nad morzami i oceanami, spowalniają wszelkie podmuchy wiatru.

Wysoko nad powierzchnią Ziemi (rzędu kilku kilometrów) nie ma przeszkód dla poziomego ruchu powietrza, dlatego prędkość wiatru w górnych warstwach troposfery jest duża.

Kolejnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, mówiąc o prędkości ruchu mas powietrza, jest siła Coriolisa. Powstaje w wyniku obrotu naszej planety, a ponieważ atmosfera ma właściwości bezwładnościowe, każdy ruch powietrza w niej ulega odchyleniu. W związku z tym, że Ziemia obraca się z zachodu na wschód wokół własnej osi, działanie siły Coriolisa prowadzi do odchylenia wiatru w prawo na półkuli północnej i w lewo na półkuli południowej.

Co ciekawe, ten efekt siły Coriolisa, który na niskich szerokościach geograficznych (tropikach) jest znikomy, ma silny wpływ na klimat tych stref. Faktem jest, że spowolnienie prędkości wiatru w tropikach i na równiku jest kompensowane przez zwiększone prądy wstępujące. Te ostatnie z kolei prowadzą do intensywnego tworzenia się chmur cumulusowych, które są źródłem intensywnych ulew tropikalnych.

Urządzenie do pomiaru prędkości wiatru

Jest to anemometr, który składa się z trzech czaszy umieszczonych względem siebie pod kątem 120° i zamocowanych na osi pionowej. Zasada działania anemometru jest dość prosta. Kiedy wieje wiatr, miseczki doświadczają jego nacisku i zaczynają obracać się wokół własnej osi. Im silniejsze ciśnienie powietrza, tym szybciej się obracają. Mierząc prędkość tego obrotu, można dokładnie określić prędkość wiatru w m/s (metrach na sekundę). Nowoczesne anemometry wyposażone są w specjalne układy elektryczne, które samodzielnie obliczają mierzoną wartość.

Urządzenie regulujące prędkość wiatru oparte na rotacji misek nie jest jedyne. Istnieje inne proste narzędzie zwane rurką Pitota. Urządzenie to mierzy ciśnienie dynamiczne i statyczne wiatru, na podstawie różnicy którego można dokładnie obliczyć jego prędkość.

Skala Beauforta

Informacja o prędkości wiatru wyrażona w metrach na sekundę czy kilometrach na godzinę dla większości ludzi – a zwłaszcza dla żeglarzy – nie ma większego znaczenia. Dlatego w XIX wieku angielski admirał Francis Beaufort zaproponował zastosowanie do oceny jakiejś skali empirycznej, na którą składa się system 12-punktowy.

Im wyższa skala Beauforta, tym silniejszy jest wiatr. Na przykład:

• Liczba 0 odpowiada absolutnemu spokojowi. Dzięki niemu wiatr wieje z prędkością nieprzekraczającą 1 mili na godzinę, czyli mniej niż 2 km/h (mniej niż 1 m/s).
• Środek skali (cyfra 6) odpowiada silnemu wiatrowi, którego prędkość sięga 40-50 km/h (11-14 m/s). Taki wiatr jest w stanie podnieść duże fale na morzu.
• Maksimum w skali Beauforta (12) to huragan, którego prędkość przekracza 120 km/h (ponad 30 m/s).

Główne wiatry na planecie Ziemia

W atmosferze naszej planety dzieli się je zazwyczaj na jeden z czterech typów:

• Światowy. Powstają w wyniku różnej zdolności kontynentów i oceanów do nagrzewania się pod wpływem promieni słonecznych.
• Sezonowy. Wiatry te różnią się w zależności od pory roku, która określa, ile energii słonecznej otrzymuje dany obszar planety.
• Lokalny. Są one związane ze specyfiką położenia geograficznego i topografii danego obszaru.
• Obracanie. Są to najsilniejsze ruchy mas powietrza, które prowadzą do powstawania huraganów.

Dlaczego badanie wiatrów jest ważne?

Oprócz tego, że w prognozie pogody uwzględniana jest informacja o prędkości wiatru, którą każdy mieszkaniec planety uwzględnia w swoim życiu, ruch powietrza odgrywa dużą rolę w szeregu naturalnych procesów.

Tym samym jest nośnikiem pyłku roślin i uczestniczy w rozprowadzaniu ich nasion. Ponadto wiatr jest jednym z głównych źródeł erozji. Jego destrukcyjny wpływ jest najbardziej widoczny na pustyniach, gdzie teren zmienia się dramatycznie w ciągu dnia.

Nie powinniśmy również zapominać, że wiatr to energia, którą ludzie wykorzystują w działalności gospodarczej. Według ogólnych szacunków energia wiatru stanowi około 2% całej energii słonecznej docierającej do naszej planety.

Nazywa się ruch powietrza nad powierzchnią Ziemi w kierunku poziomym przez wiatr. Wiatr zawsze wieje z obszaru wysokiego ciśnienia do obszaru niskiego ciśnienia.

Wiatr charakteryzuje się prędkością, siłą i kierunkiem.

Prędkość i siła wiatru

Prędkość wiatru mierzona w metrach na sekundę lub punktach (jeden punkt jest w przybliżeniu równy 2 m/s). Prędkość zależy od gradientu ciśnienia: im większy gradient ciśnienia, tym większa prędkość wiatru.

Siła wiatru zależy od prędkości (tab. 1). Im większa różnica pomiędzy sąsiednimi obszarami powierzchni ziemi, tym silniejszy jest wiatr.

Skala Beauforta— konwencjonalna skala do wizualnej oceny siły (prędkości) wiatru w punktach w oparciu o jego wpływ na obiekty naziemne lub na fale morskie. Został opracowany przez angielskiego admirała F. Beauforta w 1806 roku i początkowo był używany tylko przez niego. W 1874 roku Stały Komitet Pierwszego Kongresu Meteorologicznego przyjął skalę Beauforta do stosowania w międzynarodowej praktyce synoptycznej. W kolejnych latach skalę zmieniano i udoskonalano. Skala Beauforta jest szeroko stosowana w nawigacji morskiej.

Kierunek wiatru

Kierunek wiatru zależy od strony horyzontu, z której wieje, np. wiatr wiejący z południa jest południowy. Kierunek wiatru zależy od rozkładu ciśnienia i odchylającego efektu obrotu Ziemi.

Na mapie klimatycznej dominujące wiatry zaznaczono strzałkami (ryc. 1). Wiatry obserwowane na powierzchni ziemi są bardzo zróżnicowane.

Już wiesz, że powierzchnia lądu i wody nagrzewa się inaczej. W letni dzień powierzchnia lądu nagrzewa się bardziej. Po podgrzaniu powietrze nad lądem rozszerza się i staje się lżejsze. W tym czasie powietrze nad zbiornikiem jest zimniejsze i przez to cięższe. Jeśli zbiornik wodny jest stosunkowo duży, w spokojny, gorący letni dzień na brzegu można poczuć lekki wietrzyk wiejący od wody, powyżej której jest on wyższy niż nad lądem. Taki lekki wietrzyk nazywany jest bryzą dzienną Bryza(z francuskiego brise - lekki wiatr) (ryc. 2, a). Przeciwnie, nocna bryza (ryc. 2, b) wieje z lądu, ponieważ woda ochładza się znacznie wolniej, a powietrze nad nią jest cieplejsze. Wiatry mogą wystąpić także na skraju lasu. Schemat bryzy pokazano na ryc. 3.

Ryż. 1. Diagram rozmieszczenia przeważających wiatrów na kuli ziemskiej

Lokalne wiatry mogą występować nie tylko na wybrzeżu, ale także w górach.

Fohn- ciepły i suchy wiatr wiejący od gór do doliny.

Bora- porywisty, zimny i silny wiatr, który pojawia się, gdy zimne powietrze przechodzi przez niskie grzbiety do ciepłego morza.

Monsun

Jeśli bryza zmienia kierunek dwa razy dziennie – w dzień i w nocy, to wiatry sezonowe – monsuny- zmieniać kierunek dwa razy w roku (ryc. 4). Latem ziemia szybko się nagrzewa, a ciśnienie powietrza nad jej powierzchnią wzrasta. W tym czasie chłodniejsze powietrze zaczyna napływać w głąb lądu. Zimą jest odwrotnie, więc monsun wieje z lądu do morza. Wraz ze zmianą monsunu zimowego na monsun letni następuje zmiana pogody z suchej, częściowo pochmurnej na deszczową.

Działanie monsunów jest silnie widoczne we wschodnich częściach kontynentów, gdzie sąsiadują z rozległymi obszarami oceanów, dlatego takie wiatry często przynoszą na kontynenty obfite opady.

Nierówny charakter cyrkulacji atmosferycznej w różnych regionach globu determinuje różnice w przyczynach i charakterze monsunów. W rezultacie rozróżnia się monsuny pozatropikalne i tropikalne.

Ryż. 2. Bryza: a - dzień; b - noc

Ryż. 3. Wzór bryzy: a - w ciągu dnia; b - w nocy

Ryż. 4. Monsuny: a - latem; b - zimą

Ekstratropikalny monsuny - monsuny umiarkowanych i polarnych szerokości geograficznych. Powstają w wyniku sezonowych wahań ciśnienia nad morzem i lądem. Najbardziej typową strefą ich występowania są Daleki Wschód, północno-wschodnie Chiny, Korea oraz w mniejszym stopniu Japonia i północno-wschodnie wybrzeże Eurazji.

Tropikalny monsuny - monsuny tropikalnych szerokości geograficznych. Są one spowodowane sezonowymi różnicami w ogrzewaniu i chłodzeniu półkuli północnej i południowej. W rezultacie strefy ciśnienia przesuwają się sezonowo względem równika na półkulę, na której w danym momencie panuje lato. Monsuny tropikalne są najbardziej typowe i trwałe w północnym basenie Oceanu Indyjskiego. Jest to znacznie ułatwione dzięki sezonowej zmianie ciśnienia atmosferycznego nad kontynentem azjatyckim. Podstawowe cechy klimatu tego regionu związane są z monsunami południowoazjatyckimi.

Tworzenie się monsunów tropikalnych w innych obszarach globu przebiega mniej charakterystycznie, gdy jeden z nich jest wyraźniej wyrażony - monsun zimowy lub letni. Takie monsuny obserwuje się w tropikalnej Afryce, północnej Australii i równikowych regionach Ameryki Południowej.

Stałe wiatry ziemskie - pasaty I zachodnie wiatry- zależą od położenia pasów ciśnienia atmosferycznego. Ponieważ w pasie równikowym panuje niskie ciśnienie i w pobliżu 30° N. w. i Yu. w. - wysoko, na powierzchni Ziemi przez cały rok wieją wiatry od trzydziestych szerokości geograficznych aż do równika. To są pasaty. Pod wpływem obrotu Ziemi wokół własnej osi pasaty odchylają się na zachód na półkuli północnej i wieją z północnego wschodu na południowy zachód, a na półkuli południowej kierują się z południowego wschodu na północny zachód.

Z pasów wysokiego ciśnienia (25-30° N i S) wiatry wieją nie tylko w kierunku równika, ale także w kierunku biegunów, gdyż na 65° N. w. i Yu. w. panuje niskie ciśnienie. Jednak w wyniku obrotu Ziemi stopniowo odchylają się one na wschód i tworzą prądy powietrza przemieszczające się z zachodu na wschód. Dlatego w umiarkowanych szerokościach geograficznych dominują wiatry zachodnie.

Co ciekawe, pojęcie „pogody nieprzelotowej” pomiędzy pasażerami a pilotami może czasami być bardzo różne. To, co dla pasażera jest „gęstą mgłą”, dla pilota może być „zasłoną, przez którą prześwieca jasne słońce”. I tak samo „normalna pogoda” dla pasażera, dla pilota to „niemożność wylądowania samolotu w miejscu docelowym z powodu silnego bocznego wiatru i oblodzenia pasa startowego”.

„Pogoda nielotna” to nie tylko zjawisko naturalne, takie jak deszcz, obfite opady śniegu czy mgła.

Termin ten odnosi się do kilku czynników, takich jak:

Parametry techniczne samolotu,

Wyposażenie techniczne i stan danego lotniska,

Profesjonalne szkolenie pilotów,

Bezpośrednio warunki pogodowe.

Parametry techniczne statku powietrznego to dane ustalone przez producenta, zgodnie z którymi możliwa jest bezpieczna eksploatacja statku powietrznego. Czyli np. jeśli lotnisko jest dobrze wyposażone i może obsługiwać loty w gęstej mgle, ale dany samolot nie jest wyposażony w na tyle nowoczesne urządzenia nawigacyjne, aby lądować w warunkach bardzo słabej widoczności, to lot nie może zostać wykonany. Ponieważ nie można zagwarantować 100% udanego lądowania, co stanowi zagrożenie dla pasażerów i załogi. Z grubsza rzecz biorąc, samolot może nie „widzieć” pasa startowego za pomocą przyrządów.

Lotnisko na Malediwach to pojedynczy pas startowy na wyspie na otwartym oceanie.

Pas startowy na lotnisku Hulhule na Malediwach

Istnieją lotniska wyposażone w najnowocześniejsze rozwiązania techniczne, które mogą przyjmować loty w warunkach niemal zerowej widoczności. A są lotniska, gdzie minimalna widoczność powinna wynosić np. 600 czy 800m. I nawet jeśli samolot jest wyposażony w najnowocześniejszą technologię, w warunkach słabej widoczności nie można wykonać lotu na dane lotnisko.

Wykonując dowolny lot, naturalnie brane jest pod uwagę wyszkolenie zawodowe pilotów. Nie wystarczy, że samolot będzie „najnowszym modelem ze wszystkimi nowinkami technicznymi”. Byłoby miło, gdyby piloci wiedzieli, jak korzystać z tych zupełnie nowych produktów i posiadali dokumenty potwierdzające. Potem „odlecimy we mgłę i wylądujemy w deszczu”.

Cóż, najciekawsze jest to pogoda.

Przez warunki pogodowe my, pasażerowie, mamy zwykle na myśli ulewny deszcz lub śnieg, silny wiatr, grad, błyskawice, mgłę.

Dla pilotów decydujące są trzy czynniki:

- stan pasa startowego,

- widoczność,

- wiatr.

Stan pasa startowego- jest to zarówno stan samego pasa, jak i konsekwencje warunków atmosferycznych panujących na tym pasie, takich jak oblodzenie czy obfite opady śniegu, które mogą zniweczyć wszelkie prace przy oczyszczaniu pasa. W takich warunkach start i lądowanie mogą być niemożliwe.

Wpływa na widoczność mgła, deszcz, śnieg, kurz, dym, ogólnie rzecz biorąc, wszystko, co ogranicza właśnie tę widoczność. I nie jest tak ważne, co dokładnie spowodowało słabą widoczność. Najważniejsze jest to, jak dobrze pas startowy jest widoczny w określonych warunkach.

Tutaj jeszcze musimy doprecyzować taki punkt jak wysokość decyzji, czyli jak to się nazywa punkt bez powrotu – jest to wysokość, na którą pilot może jeszcze okrążyć się podczas zniżania. Oznacza to, że przed osiągnięciem tej wysokości pilot musi zdecydować, czy może wylądować, czy też jest zmuszony ponownie się wznosić.

Wiatr jest bardzo ważnym czynnikiem, wpływając na decyzję „startować czy nie startować”. Boczny wiatr może stanowić zagrożenie, gdyż aby to zrekompensować, samolot należy lekko obrócić pod wiatr. A podczas lądowania, w momencie zetknięcia się z pasem startowym, samolot należy ostro skręcić i skierować wzdłuż osi linii lądowania, co może być trudne.

Duże znaczenie ma także kierunek wiatru. Samoloty startują i lądują pod wiatr. Zmniejsza to odległość startu i lotu, czyli pozwala na wcześniejszy start podczas startu lub szybsze zmniejszenie prędkości samolotu podczas lądowania.

Są jednak lotniska, na których zmiana kierunku startu/lądowania jest niemożliwa ze względu na warunki geograficzne. Na przykład po jednej stronie pasa startowego jest morze, po drugiej góry. Jeśli wiatr wieje w stronę morza, to można wylądować (w stronę gór), ale nie ma już możliwości startu (wiatr tylny nie pozwala na szybki start z ziemi). Dlatego pasażerowie czasami nie rozumieją, dlaczego niektóre samoloty latają (czyli lądują), a inne nie (czyli nie startują).

W pytaniu „latać czy nie latać” istnieje jeszcze jeden niuans. Wszystkie loty podzielone są na 2 kategorie: czas lotu do 2 godzin i powyżej 2 godzin. W pierwszym przypadku (krótkie dystanse) piloci mogą polegać na aktualnej pogodzie i nie brać pod uwagę prognozy. W drugim wariancie (na duże odległości) kierują się przede wszystkim prognozą, a dopiero potem patrzą na rzeczywistą pogodę na lotnisku.

Ostateczną decyzję o starcie i lądowaniu podejmuje zawsze dowódca statku powietrznego.

A jeśli zdecyduje się nie latać, uwierz mi, zrobi to dla twojego dobra.

Nie obwiniaj linii lotniczych, pilotów czy lotniska, ale dziękuj wszystkim za swoje życie.

Podróżować bezpiecznie!

I miłego urlopu!