Beafortova škála je empirické měřítko síly větru, založené především na pozorování podmínek na moři a povrchových vln. Nyní je standardem pro hodnocení rychlosti větru a jeho vlivu na pozemní a mořské objekty po celém světě. Podívejme se na tento problém podrobněji v článku.
Stručný životopis Francise Beauforta
Vynálezce stupnice síly větru Francis Beaufort se narodil v roce 1774. Odmala se začal zajímat o moře a lodě. Když se přihlásil do Královského námořnictva Velké Británie, nasměroval veškeré své úsilí k vybudování kariéry námořníka. V důsledku toho byl Beaufort schopen dosáhnout hodnosti admirála královského námořnictva.
Během své služby plnil nejen vojenské námořní úkoly, ale také věnoval spoustu času sestavování zeměpisných map a provádění pozorování v různých částech světa. Beaufort sloužil i ve vysokém věku. Zemřel v roce 1857, když mu bylo 83 let.
První stupnice pro odhad rychlosti větru
MěřítkoBeaufort byl navržen v roce 1805. Do této chvíle neexistoval žádný konkrétní standard, podle kterého by se dalo posoudit, jak slabý nebo silný vítr fouká. Mnoho námořníků si zakládalo na svých subjektivních představách.
Zpočátku byla síla větru na Beaufortově stupnici prezentována jako odstupňování od 0 do 12. Každý bod přitom nemluvil o rychlosti pohybu vzdušných mas, ale o tom, jak se má člověk chovat pokud jde o ovládání lodi. Například, kdy lze plachty nastavit a kdy je třeba je sundat, aby nedošlo k prasknutí stěžňů. To znamená, že původní Beaufortova větrná stupnice sledovala čistě praktické účely v námořním podnikání.
Tato stupnice byla přijata jako standard pro britské námořnictvo teprve koncem 30. let 19. století.
Použití váhy na zemi
Od 50. let 19. století se Beaufortova stupnice začala používat pro pozemní účely. Byl vyvinut matematický vzorec pro převod jejích skóre na fyzikální veličiny používané k měření rychlosti větru, tj. metry za sekundu (m/s) a kilometry za sekundu (km/s). Kromě toho se na tuto stupnici začaly kalibrovat také vyráběné anemometry (přístroje, které měří rychlost větru).
Na začátku 20. století meteorolog George Simpson přidal na stupnici efekty způsobené větry odpovídající síly na souši. Od 20. let 20. století se stupnice začala široce používat po celém světě k popisu jevů souvisejících s větrem, a to jak na moři, tak na souši.
Vztah mezi body stupnice a silou větru
Jak je uvedeno výše, sílu větru v bodech na Beaufortově stupnici lze převést na jednotky vhodné pro použití. K tomu se používá následující vzorec: v=0,837B1,5 m/s, kde v je rychlost větru v metrech za sekundu, B je hodnota Beaufortovy stupnice. Například pro 4 body uvažované stupnice, které odpovídají názvu „mírný vánek“, bude rychlost větru: v=0,83741,5=6,7 m/s nebo 24, 1 km/h.
Často je nutné získat rychlost vzdušných mas v kilometrech za hodinu. Za tímto účelem byl odvozen další matematický vztah mezi body stupnice a odpovídající fyzikální veličinou. Vzorec je: v=3B1, 5 ± B, kde v je rychlost, kterou vítr vane, vyjádřená v km/h. Všimněte si, že znak „±“vám umožňuje získat rychlostní limity, které odpovídají zadanému skóre. Takže ve výše uvedeném příkladu bude rychlost větru na Beaufortově stupnici, která odpovídá 4 bodům, rovna: v=341, 5 ± 4=24 ± 4 km/h nebo 20–28 km/h.
Jak můžete vidět z příkladu, oba vzorce dávají stejný výsledek, takže je lze použít k určení rychlosti větru v různých jednotkách.
Dále v článku popisujeme důsledky dopadu větru té či oné síly na různé přírodní objekty a lidské struktury. Za tímto účelem lze celou Beaufortovu škálu rozdělit na tři části: 0-4 body, 5-8 bodů a 9-12 bodů.
Skóre na stupnici od 0 do 4
Pokud anemometr ukazuje, že fouká vítrdo 4 bodů uvažované stupnice, pak mluví o lehkém vánku:
- Klid (0): Hladina moře je hladká, bez vln; kouř z ohně stoupá vertikálně.
- Lehký vánek (1): malé vlny bez pěny na moři; kouř ukazuje směr, kterým vítr vane.
- Nízký vánek (2): průhledné hřebeny vln, které jsou souvislé; listí začíná padat ze stromů a lopatky větrných mlýnů se pohybují.
- Lehký vánek (3): malé vlny, jejich hřebeny se začínají lámat; listí na stromech a vlajky se začnou chvět.
- Střední vánek (4): mnoho „jehňat“na hladině moře; papíry a prach se zvedají ze země, koruny stromů se začínají houpat.
Skóre na stupnici od 5 do 8
Tyto Beaufortovy větry způsobují, že se vánek mění v silný vítr. Odpovídají následujícímu popisu:
- Svěží vánek (5): mořské vlny střední velikosti a délky; malé pohupování kmenů stromů, výskyt vlnek na hladinách jezer.
- Silný vánek (6): začnou se tvořit velké vlny, jejich hřebeny se neustále lámou, tvoří se mořská pěna; větve stromů se začínají houpat, je těžké udržet otevřený deštník.
- Silný vítr (7): hladina moře se stává extrémně zvlněnou a „objemnou“, pěnu odnáší vítr; velké stromy se pohybují a chodci mají potíže s pohybem proti větru.
- Silný vítr (8): velké vlny, které se "lámou", vzhled pruhůz pěny; koruny některých stromů se začínají lámat, pohyb chodců je obtížný, některá vozidla se pohybují pod vlivem síly větru.
Skóre na stupnici od 9 do 12
Poslední body Beaufortovy stupnice charakterizují začátek bouře a hurikánu. Následky takových větrů jsou uvedeny níže:
- Velmi silný vítr (9): velmi velké vlny s rozbitými hřebeny, snížená viditelnost; poškození stromů, nemožnost normálního pohybu chodců a vozidel, začínají se poškozovat některé umělé stavby.
- Bouřka (10): husté vlny, na jejichž hřebenech je vidět pěna, barva mořské hladiny zbělá; stromy vyvrácené, poškozující budovy.
- Silná bouře (11): velmi velké vlny, moře je úplně bílé, viditelnost je velmi nízká; všude ničení různé přírody, silný déšť, záplavy, létající lidé a další objekty ve vzduchu.
- Hurikán (12): obrovské vlny, bílé moře a nulová viditelnost; útěk lidí, vozidel, stromů a částí domů, rozsáhlé ničení, rychlost větru až 120 km/h.
Stupnice popisující hurikány
Přirozeně se nabízí otázka: jsou na naší Zemi větry, které foukají silnější než 120 km/h? Jinými slovy, existuje nějaká stupnice, která by popisovala různé síly hurikánů? Odpověď na tuto otázku je ano: ano, takové měřítko existuje a není jediné.
BV první řadě je třeba říci, že existuje i Beaufortova hurikánová stupnice, která bez problémů zapadá do standardní stupnice (body od 13 do 17 se sčítají). Tato rozšířená stupnice byla vyvinuta v polovině minulého století, nicméně i když lze pomocí ní popsat tropické hurikány, které se často vyskytují na pobřeží jihovýchodní Asie (Tchaj-wan, Čína), používá se jen zřídka. Pro tyto účely existují další speciální váhy.
Podrobné popisy hurikánů jsou uvedeny na stupnici Saffir-Simpson. Vyvinul jej v roce 1969 americký inženýr Herbert Saffir, poté k němu Simpson přidal povodňové efekty. Tato stupnice rozděluje všechny hurikány do 5 úrovní na základě rychlosti větru. Pokrývá všechny možné limity této hodnoty: od 120 km/h do 250 km/h a více a podrobně popisuje poškození charakteristické pro toto skóre. Saffir-Simpsonova stupnice se snadno převede do rozšířené Beaufortovy stupnice. Takže 1 bod za prvního bude odpovídat 13 bodům za druhého, 2 body - 14 bodů a tak dále.
Další teoretické nástroje pro klasifikaci hurikánů jsou stupnice Fujita a stupnice TORRO. Obě stupnice se používají k popisu tornáda nebo tornáda (typu hurikánu), přičemž první je založena na klasifikaci škod způsobených tornádem, zatímco druhá má odpovídající matematické vyjádření a je založena na rychlosti větru v tornádu.. Obě stupnice se používají po celém světě k popisu specifikovaného typu hurikánu.
