Boforto skalė yra empirinis vėjo stiprumo matas, visų pirma pagrįstas jūros sąlygų ir paviršiaus bangų stebėjimais. Dabar tai yra standartas vertinant vėjo greitį ir jo poveikį sausumos ir jūros objektams visame pasaulyje. Apsvarstykime šią problemą išsamiau straipsnyje.
Trumpa Franciso Boforto biografija
Vėjo jėgos skalės išradėjas Francis Beaufort gimė 1774 m. Nuo mažens jis pradėjo domėtis jūra ir laivais. Įstojo į Didžiosios Britanijos karališkąjį jūrų laivyną, jis visas pastangas nukreipė į jūreivio karjeros kūrimą. Dėl to Beaufortas galėjo pasiekti Karališkojo laivyno admirolo laipsnį.
Tarnybos metu jis ne tik atliko karines jūrines užduotis, bet ir skyrė daug laiko geografiniams žemėlapiams sudaryti, stebėjimams įvairiose pasaulio vietose. Beaufortas tarnavo net senatvėje. Jis mirė 1857 m., kai jam buvo 83 metai.
Pirmoji vėjo greičio įvertinimo skalė
MastelisBeaufortas buvo pasiūlytas 1805 m. Iki šiol nebuvo konkretaus standarto, pagal kurį būtų galima spręsti, kiek silpnas ar stiprus pučia vėjas. Daugelis jūreivių rėmėsi savo subjektyviomis idėjomis.
Iš pradžių vėjo jėga pagal Beaufort skalę buvo pateikta kaip gradacija nuo 0 iki 12. Tuo pačiu kiekvienas taškas kalbėjo ne apie oro masių judėjimo greitį, o apie tai, kaip reikia elgtis laivo valdymo požiūriu. Pavyzdžiui, kada galima iškelti bures ir kada jas nuimti, kad nenulūžtų stiebai. Tai yra, originali Beaufort vėjo skalė buvo skirta grynai praktinių jūrų verslo tikslų.
Ši skalė buvo priimta kaip Didžiosios Britanijos laivyno standartas tik XX a. ketvirtojo dešimtmečio pabaigoje.
Masto naudojimas žemėje
Nuo XX a. šeštojo dešimtmečio Boforo skalė buvo pradėta naudoti sausumos reikmėms. Matematinė formulė buvo sukurta siekiant konvertuoti jos balus į fizinius dydžius, naudojamus matuojant vėjo greitį, ty metrus per sekundę (m/s) ir kilometrus per sekundę (km/s). Be to, pagal šią skalę taip pat pradėti kalibruoti gaminami anemometrai (prietaisai, matuojantys vėjo greitį).
XX amžiaus pradžioje meteorologas George'as Simpsonas į skalę įtraukė atitinkamo stiprumo vėjų sausumoje sukeliamus padarinius. Nuo XX a. 2 dešimtmečio skalė buvo plačiai naudojama visame pasaulyje apibūdinti su vėju susijusius reiškinius tiek jūroje, tiek sausumoje.
Skalės taškų ir vėjo stiprumo ryšys
Kaip minėta, vėjo jėga Boforo skalės taškais gali būti konvertuojama į patogius naudoti vienetus. Tam naudojama tokia formulė: v=0,837B1,5 m/s, kur v – vėjo greitis metrais per sekundę, B – Boforto skalės reikšmė. Pavyzdžiui, 4 nagrinėjamos skalės balams, kurie atitinka pavadinimą „vidutinis vėjelis“, vėjo greitis bus: v=0,83741,5=6,7 m/s arba 24, 1 km/h.
Dažnai reikia gauti oro masių greitį kilometrais per valandą. Šiuo tikslu buvo išvestas kitas matematinis ryšys tarp skalės taškų ir atitinkamo fizikinio dydžio. Formulė yra tokia: v=3B1, 5 ± B, čia v yra vėjo pučiamo greitis, išreikštas km/h. Atkreipkite dėmesį, kad ženklas „±“leidžia gauti greičio apribojimus, atitinkančius nurodytą balą. Taigi aukščiau pateiktame pavyzdyje vėjo greitis Boforto skalėje, atitinkantis 4 taškus, bus lygus: v=341, 5 ± 4=24 ± 4 km/h arba 20–28 km/h.
Kaip matote iš pavyzdžio, abi formulės duoda tą patį rezultatą, todėl jas galima naudoti nustatant vėjo greitį įvairiais vienetais.
Toliau straipsnyje aprašome vienos ar kitos jėgos vėjo poveikio įvairiems gamtos objektams ir žmogaus struktūroms pasekmes. Šiuo tikslu visą Beaufort skalę galima suskirstyti į tris dalis: 0–4 balus, 5–8 balus ir 9–12 balų.
Balai skalėje nuo 0 iki 4
Jei anemometras rodo, kad pučia vėjas4 taškais nuo nagrinėjamos skalės, tada jie kalba apie lengvą vėją:
- Rami (0): jūros paviršius lygus, be bangų; ugnies dūmai kyla vertikaliai.
- Švelnus vėjelis (1): mažos bangos be putų jūroje; dūmai rodo kryptį, kuria pučia vėjas.
- Lengtas vėjelis (2): skaidrūs bangų keteros, kurios yra ištisinės; nuo medžių pradeda kristi lapai ir juda vėjo malūnų mentės.
- Švelnus vėjelis (3): mažos bangelės, jų keteros pradeda lūžti; pradeda svyruoti lapai ant medžių ir vėliavos.
- Vidutinis vėjelis (4): daug „ėriukų“jūros paviršiuje; popieriai ir dulkės kyla nuo žemės, medžių viršūnės pradeda siūbuoti.
Balai skalėje nuo 5 iki 8
Šie Boforto vėjai vėją paverčia stipriu vėju. Jie atitinka šį aprašymą:
- Gyvas vėjelis (5): vidutinio dydžio ir ilgio jūros bangos; nedidelis medžių kamienų siūbavimas, raibuliavimas ežerų paviršiuje.
- Stiprus vėjas (6): pradeda formuotis didelės bangos, jų keteros nuolat lūžta, susidaro jūros putos; medžių šakos pradeda siūbuoti, sunku išlaikyti atvirą skėtį.
- Stiprus vėjas (7): jūros paviršius tampa itin banguotas ir „tūrinis“, putas nuneša vėjas; dideli medžiai juda, o pėstiesiems sunku judėti prieš vėją.
- Stiprus vėjas (8): didelės bangos, kurios „lūžta“, atsiranda dryžiųiš putplasčio; kai kurių medžių lajos pradeda lūžti, pėsčiųjų judėjimas apsunkinamas, kai kurios transporto priemonės juda veikiamos vėjo jėgos.
Balai skalėje nuo 9 iki 12
Paskutiniai Boforto skalės taškai apibūdina audros ir uragano pradžią. Tokių vėjų pasekmės pateikiamos žemiau:
- Labai stiprus vėjas (9): labai didelės bangos su lūžusiomis keteromis, sumažintas matomumas; medžių žala, negalima normaliai judėti pėstiesiems ir transporto priemonėms, pradedama gadinti kai kurios dirbtinės konstrukcijos.
- Audra (10): storos bangos, kurių keterose matosi putos, jūros paviršiaus spalva pasidaro b alta; medžiai išvartyti, apgadinti pastatai.
- Smarki audra (11): labai didelės bangos, jūra visiškai b alta, matomumas labai mažas; visur niokojama įvairi gamta, smarkus lietus, potvyniai, skraidantys žmonės ir kiti ore esantys objektai.
- Uraganas (12): didžiulės bangos, b alta jūra ir nulinis matomumas; žmonių, transporto priemonių, medžių ir namų dalių skrydis, platus naikinimas, vėjo greitis iki 120 km/h.
Uraganus apibūdinančios skalės
Natūralu, kad kyla klausimas: ar mūsų Žemėje pučia stipresni nei 120 km/h vėjai? Kitaip tariant, ar yra skalė, kuri apibūdintų skirtingą uraganų stiprumą? Atsakymas į šį klausimą yra taip: taip, tokia skalė yra, ir ji nėra vienintelė.
BVisų pirma, reikia pasakyti, kad Boforto uragano skalė taip pat egzistuoja, ir ji lengvai dera su standartine skale (dedami balai nuo 13 iki 17). Ši išplėstinė skalė buvo sukurta praėjusio amžiaus viduryje, tačiau, nors ją galima naudoti apibūdinti atogrąžų uraganus, dažnai pasitaikančius Pietryčių Azijos (Taivano, Kinijos) pakrantėse, ji naudojama retai. Šiems tikslams yra ir kitų specialių svarstyklių.
Išsamūs uraganų aprašymai pateikti pagal Saffir-Simpson skalę. Jį 1969 m. sukūrė amerikiečių inžinierius Herbertas Saffiras, tada Simpsonas pridėjo prie jo potvynio efektą. Ši skalė visus uraganus suskirsto į 5 lygius pagal vėjo greitį. Ji apima visas įmanomas šios vertės ribas: nuo 120 km/h iki 250 km/h ir daugiau, ir išsamiai aprašo šiam balui būdingą žalą. Saffir-Simpson skalė lengvai paverčiama išplėstine Beaufort skale. Taigi, 1 taškas už pirmąjį atitiks 13 taškų už antrąjį, 2 taškai - 14 taškų ir taip toliau.
Kitos teorinės uraganų klasifikavimo priemonės yra Fujita ir TORRO skalė. Abi skalės naudojamos tornadui arba tornadui (uragano tipui) apibūdinti, o pirmoji yra pagrįsta tornado padarytos žalos klasifikavimu, o antroji turi atitinkamą matematinę išraišką ir yra pagrįsta vėjo greičiu tornado metu.. Abi skalės visame pasaulyje naudojamos nurodytam uraganų tipui apibūdinti.
