Die Beaufort-Skala ist ein empirisches Maß für die Windstärke, das hauptsächlich auf Beobachtungen von Meeresbedingungen und Oberflächenwellen basiert. Es ist heute der Standard für die Bewertung der Windgeschwindigkeit und ihrer Auswirkungen auf Land- und Meeresobjekte auf der ganzen Welt. Lassen Sie uns dieses Problem im Artikel genauer betrachten.
Kurzbiographie von Francis Beaufort
Der Erfinder der Windstärkenskala, Francis Beaufort, wurde 1774 geboren. Schon früh begann er sich für das Meer und Schiffe zu interessieren. Er trat in die Royal Navy of Great Britain ein und richtete all seine Bemühungen darauf, eine Karriere als Seemann aufzubauen. Dadurch konnte Beaufort den Rang eines Admirals der Royal Navy erreichen.
Während seines Dienstes erfüllte er nicht nur militärische maritime Aufgaben, sondern widmete auch viel Zeit der Zusammenstellung geografischer Karten und der Durchführung von Beobachtungen in verschiedenen Teilen der Welt. Beaufort diente auch in seinem Alter. Er starb 1857 im Alter von 83 Jahren.
Die erste Skala zur Schätzung der Windgeschwindigkeit
SkalierenBeaufort wurde 1805 vorgeschlagen. Bis zu diesem Zeitpunkt gab es keinen bestimmten Maßstab, um zu beurteilen, wie schwach oder stark der Wind wehte. Viele Segler orientierten sich an ihren subjektiven Vorstellungen.
Anfangs wurde die Windstärke auf der Beaufort-Skala als Graduierung von 0 bis 12 dargestellt. Dabei sprach jeder Punkt nicht von der Bewegungsgeschwindigkeit von Luftmassen, sondern davon, wie man sich verh alten sollte in Bezug auf die Steuerung des Schiffes. Wann dürfen zum Beispiel Segel gesetzt werden und wann müssen sie entfernt werden, damit die Masten nicht brechen. Das heißt, die ursprüngliche Beaufort-Windskala verfolgte rein praktische Zwecke im maritimen Geschäft.
Diese Skala wurde erst in den späten 1830er Jahren als Standard für die britische Marine eingeführt.
Benutzung der Waage an Land
Ab den 1850er Jahren wurde die Beaufort-Skala für Überlandzwecke verwendet. Eine mathematische Formel wurde entwickelt, um ihre Ergebnisse in die physikalischen Größen umzuwandeln, die zur Messung der Windgeschwindigkeit verwendet werden, dh Meter pro Sekunde (m/s) und Kilometer pro Sekunde (km/s). Darüber hinaus wurde damit begonnen, hergestellte Anemometer (Instrumente zur Messung der Windgeschwindigkeit) auf diese Skala zu kalibrieren.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts fügte der Meteorologe George Simpson der Skala die Auswirkungen hinzu, die von Winden der entsprechenden Stärke an Land erzeugt werden. Ab den 1920er Jahren wurde die Skala weltweit weit verbreitet, um windbedingte Phänomene sowohl auf See als auch an Land zu beschreiben.
Beziehung zwischen Skalenpunkten und Windstärke
Wie oben erwähnt, kann die Windstärke in Punkten auf der Beaufort-Skala in praktische Einheiten umgerechnet werden. Dabei gilt folgende Formel: v=0,837B1,5 m/s, wobei v die Windgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde, B der Wert der Beaufort-Skala ist. Zum Beispiel für 4 Punkte der betrachteten Skala, was dem Namen „mäßige Brise“entspricht, beträgt die Windgeschwindigkeit: v=0,83741,5=6,7 m/s oder 24, 1 km/h.
Oft ist es notwendig, die Geschwindigkeit von Luftmassen in Kilometern pro Stunde zu erh alten. Dazu wurde ein weiterer mathematischer Zusammenhang zwischen den Skalenpunkten und der entsprechenden physikalischen Größe hergeleitet. Die Formel lautet: v=3B1, 5 ± B, wobei v die Windgeschwindigkeit in km/h ist. Beachten Sie, dass Sie mit dem „±“-Zeichen Geschwindigkeitsbegrenzungen erh alten können, die der angegebenen Punktzahl entsprechen. Im obigen Beispiel ist die Windgeschwindigkeit auf der Beaufort-Skala, die 4 Punkten entspricht, also gleich: v=341, 5 ± 4=24 ± 4 km/h oder 20-28 km/h.
Wie Sie dem Beispiel entnehmen können, liefern beide Formeln das gleiche Ergebnis, sodass mit ihnen die Windgeschwindigkeit in verschiedenen Einheiten bestimmt werden kann.
Weiter im Artikel geben wir eine Beschreibung der Folgen des Einflusses des Windes der einen oder anderen Kraft auf verschiedene natürliche Objekte und menschliche Strukturen. Dazu lässt sich die gesamte Beaufort-Skala in drei Teile unterteilen: 0-4 Punkte, 5-8 Punkte und 9-12 Punkte.
Ergebnisse auf einer Skala von 0 bis 4
Wenn der Windmesser Wind anzeigtinnerhalb von 4 Punkten der betrachteten Skala, dann sprechen sie von einer leichten Brise:
- Ruhig (0): Die Meeresoberfläche ist glatt, ohne Wellen; der Rauch des Feuers steigt senkrecht auf.
- Leichte Brise (1): kleine Wellen ohne Schaum auf dem Meer; Rauch zeigt die Richtung an, aus der der Wind weht.
- Leichter Wind (2): transparente Wellenberge, die durchgehend sind; Blätter beginnen von den Bäumen zu fallen und die Flügel von Windmühlen bewegen sich.
- Leichter Wind (3): kleine Wellen, ihre Kämme beginnen sich zu brechen; die Blätter an den Bäumen und die Fahnen beginnen zu schwanken.
- Mäßige Brise (4): viele "Lämmer" auf der Meeresoberfläche; Papiere und Staub steigen vom Boden auf, Baumwipfel beginnen zu schwanken.
Ergebnisse auf einer Skala von 5 bis 8
Diese Beaufort-Winde verwandeln eine Brise in einen starken Wind. Sie entsprechen der folgenden Beschreibung:
- Frische Brise (5): Meereswellen mittlerer Größe und Länge; leichtes Schwanken von Baumstämmen, das Auftreten von Wellen auf der Oberfläche von Seen.
- Starke Brise (6): Große Wellen beginnen sich zu bilden, ihre Kämme brechen ständig, Meeresschaum bildet sich; Äste beginnen zu schwanken, Schwierigkeiten beim H alten eines offenen Regenschirms.
- Starker Wind (7): Die Meeresoberfläche wird extrem wellig und "voluminös", der Schaum wird vom Wind weggetragen; große Bäume bewegen sich und Fußgänger haben Schwierigkeiten, sich gegen den Wind zu bewegen.
- Starker Wind (8): große Wellen, die "brechen", das Auftreten von Streifenaus Schaum; Die Kronen einiger Bäume beginnen zu brechen, die Bewegung von Fußgängern ist schwierig, einige Fahrzeuge bewegen sich unter dem Einfluss der Kraft des Windes.
Ergebnisse auf einer Skala von 9 bis 12
Die letzten Punkte der Beaufort-Skala charakterisieren den Beginn eines Sturms und eines Orkans. Die Folgen solcher Winde sind unten angegeben:
- Sehr starker Wind (9): sehr große Wellen mit gebrochenen Kämmen, eingeschränkte Sicht; Schäden an Bäumen, Unmöglichkeit der normalen Bewegung von Fußgängern und Fahrzeugen, einige künstliche Strukturen beginnen beschädigt zu werden.
- Sturm (10): dicke Wellen, auf deren Kämmen Schaum sichtbar ist, die Farbe der Meeresoberfläche wird weiß; Bäume entwurzelt, Gebäude beschädigt.
- Schwerer Sturm (11): sehr große Wellen, das Meer ist völlig weiß, die Sicht ist sehr gering; Zerstörung verschiedener Natur überall, starker Regen, Überschwemmungen, fliegende Menschen und andere Objekte in der Luft.
- Hurricane (12): riesige Wellen, weißes Meer und null Sicht; Flucht von Personen, Fahrzeugen, Bäumen und Häuserteilen, großflächige Zerstörung, Windgeschwindigkeiten bis zu 120 km/h.
Skalen, die Hurrikane beschreiben
Natürlich stellt sich die Frage: Gibt es auf unserer Erde Winde, die stärker als 120 km/h sind? Mit anderen Worten, gibt es eine Skala, die die unterschiedlichen Stärken von Hurrikanen beschreiben würde? Die Antwort auf diese Frage lautet ja: Ja, es gibt eine solche Skala, und sie ist nicht die einzige.
BZunächst sei gesagt, dass es auch die Beaufort-Hurrikan-Skala gibt, und sie passt problemlos zur Standard-Skala (Punkte von 13 bis 17 werden hinzugefügt). Diese erweiterte Skala wurde Mitte des letzten Jahrhunderts entwickelt, sie kann zwar zur Beschreibung tropischer Wirbelstürme verwendet werden, die häufig an den Küsten Südostasiens (Taiwan, China) auftreten, wird aber selten verwendet. Für diese Zwecke gibt es andere spezielle Skalen.
Detaillierte Beschreibungen von Hurrikanen finden sich auf der Saffir-Simpson-Skala. Es wurde 1969 vom amerikanischen Ingenieur Herbert Saffir entwickelt, dann fügte Simpson Fluteffekte hinzu. Diese Skala unterteilt alle Hurrikane basierend auf der Windgeschwindigkeit in 5 Stufen. Es deckt alle möglichen Grenzen dieses Wertes ab: von 120 km/h bis 250 km/h und mehr, und beschreibt detailliert die Schadenscharakteristik dieser Wertung. Die Saffir-Simpson-Skala lässt sich leicht in die erweiterte Beaufort-Skala übersetzen. 1 Punkt für den ersten entspricht also 13 Punkten für den zweiten, 2 Punkte - 14 Punkte und so weiter.
Weitere theoretische Instrumente zur Klassifizierung von Hurrikanen sind die Fujita-Skala und die TORRO-Skala. Beide Skalen dienen der Beschreibung eines Tornados bzw. eines Tornados (eine Art Hurrikan), wobei die erste auf der Klassifizierung von Schäden durch einen Tornado basiert, während die zweite einen entsprechenden mathematischen Ausdruck hat und auf der Windgeschwindigkeit in einem Tornado basiert. Beide Skalen werden weltweit verwendet, um den angegebenen Hurrikantyp zu beschreiben.
