Beafortova stupnica je empirická miera sily vetra, založená predovšetkým na pozorovaní stavu mora a povrchových vĺn. Teraz je to štandard na hodnotenie rýchlosti vetra a jeho vplyvu na pevninu a morské objekty na celom svete. Pozrime sa na tento problém podrobnejšie v článku.
Stručný životopis Francisa Beauforta
Vynálezca stupnice sily vetra Francis Beaufort sa narodil v roku 1774. Už od malička začal prejavovať záujem o more a lode. Keď sa prihlásil do Kráľovského námorníctva Veľkej Británie, nasmeroval všetko svoje úsilie na vybudovanie kariéry námorníka. Výsledkom bolo, že Beaufort mohol dosiahnuť hodnosť admirála Kráľovského námorníctva.
Počas svojej služby plnil nielen vojenské námorné úlohy, ale veľa času venoval aj zostavovaniu geografických máp a vykonávaniu pozorovaní v rôznych častiach sveta. Beaufort slúžil aj v starobe. Zomrel v roku 1857, keď mal 83 rokov.
Prvá stupnica na odhad rýchlosti vetra
MierkaBeaufort bol navrhnutý v roku 1805. Až do tohto bodu neexistoval žiadny konkrétny štandard, podľa ktorého by sa dalo posúdiť, aký slabý alebo silný vietor fúkal. Mnoho námorníkov si zakladalo na svojich subjektívnych predstavách.
Sila vetra na Beaufortovej stupnici bola spočiatku prezentovaná ako stupňovanie od 0 do 12. Zároveň každý bod hovoril nie o rýchlosti pohybu vzdušných hmôt, ale o tom, ako sa má človek správať z hľadiska ovládania lode. Napríklad, kedy je možné plachty nastaviť a kedy je potrebné ich odmontovať, aby nedošlo k zlomeniu sťažňov. To znamená, že pôvodná Beaufortova veterná stupnica sledovala čisto praktické účely v námornom obchode.
Táto stupnica bola prijatá ako štandard pre britské námorníctvo až koncom 30. rokov 19. storočia.
Používanie váhy na súši
Začiatkom 50. rokov 19. storočia sa Beaufortova stupnica začala používať na suchozemské účely. Bol vyvinutý matematický vzorec na premenu jej skóre na fyzikálne veličiny používané na meranie rýchlosti vetra, tj metre za sekundu (m/s) a kilometre za sekundu (km/s). Okrem toho sa na túto stupnicu začali kalibrovať aj vyrábané anemometre (prístroje na meranie rýchlosti vetra).
Začiatkom 20. storočia meteorológ George Simpson pridal do škály účinky vetra vhodnej sily na súši. Od 20. rokov 20. storočia sa stupnica začala vo svete široko používať na opis javov súvisiacich s vetrom, na mori aj na súši.
Vzťah medzi bodmi mierky a silou vetra
Ako je uvedené vyššie, silu vetra v bodoch na Beaufortovej stupnici možno previesť na jednotky vhodné na použitie. Používa sa na to nasledujúci vzorec: v=0,837B1,5 m/s, kde v je rýchlosť vetra v metroch za sekundu, B je hodnota Beaufortovej stupnice. Napríklad pre 4 body uvažovanej stupnice, ktoré zodpovedajú názvu „mierny vánok“, bude rýchlosť vetra: v=0,83741,5=6,7 m/s alebo 24, 1 km/h.
Často je potrebné zistiť rýchlosť vzdušných hmôt v kilometroch za hodinu. Na tento účel bol odvodený ďalší matematický vzťah medzi bodmi stupnice a zodpovedajúcou fyzikálnou veličinou. Vzorec je: v=3B1, 5 ± B, kde v je rýchlosť, ktorou vietor fúka, vyjadrená v km/h. Všimnite si, že znak „±“vám umožňuje získať rýchlostné limity, ktoré zodpovedajú zadanému skóre. Takže vo vyššie uvedenom príklade bude rýchlosť vetra na Beaufortovej stupnici, ktorá zodpovedá 4 bodom, rovná: v=341, 5 ± 4=24 ± 4 km/h alebo 20 – 28 km/h.
Ako môžete vidieť z príkladu, oba vzorce dávajú rovnaký výsledok, takže ich možno použiť na určenie rýchlosti vetra v rôznych jednotkách.
Ďalej v článku uvádzame popis dôsledkov vplyvu vetra tej či onej sily na rôzne prírodné objekty a ľudské štruktúry. Na tento účel možno celú Beaufortovu škálu rozdeliť na tri časti: 0-4 body, 5-8 bodov a 9-12 bodov.
Skóre na stupnici od 0 do 4
Ak anemometer ukazuje, že fúka vietordo 4 bodov uvažovanej stupnice, potom hovoria o miernom vánku:
- Calm (0): Hladina mora je hladká, bez vĺn; dym z ohňa stúpa vertikálne.
- Ľahký vánok (1): malé vlny bez peny na mori; dym označuje smer, ktorým vietor fúka.
- Nízky vánok (2): priehľadné vrcholy vĺn, ktoré sú súvislé; listy začínajú padať zo stromov a lopatky veterných mlynov sa pohybujú.
- Svetlý vánok (3): malé vlny, ich hrebene sa začínajú lámať; listy na stromoch a vlajky sa začínajú chvieť.
- Stredný vánok (4): veľa „jahniat“na hladine mora; papiere a prach stúpajú zo zeme, koruny stromov sa začínajú kývať.
Skóre na stupnici od 5 do 8
Tieto vetry Beaufort spôsobujú, že sa vánok mení na silný vietor. Zodpovedajú nasledujúcemu popisu:
- Svieži vánok (5): morské vlny strednej veľkosti a dĺžky; malé kolísanie kmeňov stromov, objavenie sa vlniek na hladine jazier.
- Silný vánok (6): začínajú sa vytvárať veľké vlny, ich hrebene sa neustále lámu, tvorí sa morská pena; konáre stromov sa začínajú hojdať, je problém držať otvorený dáždnik.
- Silný vietor (7): hladina mora sa stáva extrémne zvlnenou a „objemnou“, penu odnáša vietor; veľké stromy sa pohybujú a chodci majú problém pohybovať sa proti vetru.
- Silný vietor (8): veľké vlny, ktoré sa „lámu“, vzhľad pruhovz peny; koruny niektorých stromov sa začínajú lámať, pohyb chodcov je sťažený, niektoré vozidlá sa pohybujú pod vplyvom sily vetra.
Skóre na stupnici od 9 do 12
Posledné body Beaufortovej stupnice charakterizujú začiatok búrky a hurikánu. Následky takýchto vetrov sú uvedené nižšie:
- Veľmi silný vietor (9): veľmi veľké vlny s rozbitými hrebeňmi, znížená viditeľnosť; poškodenie stromov, nemožnosť normálneho pohybu chodcov a vozidiel, začínajú sa poškodzovať niektoré umelé stavby.
- Búrka (10): husté vlny, na hrebeňoch ktorých je viditeľná pena, farba morskej hladiny sa zmení na bielu; stromy vyvrátené, poškodzujúce budovy.
- Silná búrka (11): veľmi veľké vlny, more je úplne biele, viditeľnosť je veľmi nízka; všade ničenie rôznej prírody, silný dážď, záplavy, lietajúci ľudia a iné predmety vo vzduchu.
- Hurikán (12): obrovské vlny, biele more a nulová viditeľnosť; útek ľudí, vozidiel, stromov a častí domov, rozsiahle ničenie, rýchlosť vetra až 120 km/h.
Stupnice popisujúce hurikány
Prirodzene vyvstáva otázka: sú na našej Zemi vetry, ktoré fúkajú silnejšie ako 120 km/h? Inými slovami, existuje stupnica, ktorá by popisovala rôzne sily hurikánov? Odpoveď na túto otázku je áno: áno, existuje taká stupnica a nie je jediná.
BV prvom rade treba povedať, že existuje aj Beaufortova stupnica hurikánov, ktorá bez problémov zapadá do štandardnej stupnice (body od 13 do 17 sa sčítavajú). Táto rozšírená stupnica bola vyvinutá v polovici minulého storočia, hoci sa ňou dajú opísať tropické hurikány, ktoré sa často vyskytujú na pobreží juhovýchodnej Ázie (Taiwan, Čína), používa sa len zriedka. Na tieto účely existujú aj iné špeciálne váhy.
Podrobné popisy hurikánov sú uvedené na stupnici Saffir-Simpson. Vyvinul ho v roku 1969 americký inžinier Herbert Saffir, potom k nemu Simpson pridal povodňové efekty. Táto stupnica rozdeľuje všetky hurikány do 5 úrovní na základe rýchlosti vetra. Pokrýva všetky možné hranice tejto hodnoty: od 120 km/h do 250 km/h a viac a podrobne popisuje poškodenie charakteristické pre toto skóre. Saffir-Simpsonova stupnica sa dá ľahko preložiť do rozšírenej Beaufortovej stupnice. Takže 1 bod za prvý bude zodpovedať 13 bodom za druhý, 2 body – 14 bodov atď.
Ďalšie teoretické nástroje na klasifikáciu hurikánov sú stupnica Fujita a stupnica TORRO. Obe stupnice sa používajú na opis tornáda alebo tornáda (druh hurikánu), pričom prvá je založená na klasifikácii škôd spôsobených tornádom, zatiaľ čo druhá má zodpovedajúce matematické vyjadrenie a je založená na rýchlosti vetra v tornáde.. Obe stupnice sa používajú na celom svete na opis špecifikovaného typu hurikánu.
