Beauforti skaala on tuule tugevuse empiiriline mõõt, mis põhineb peamiselt meretingimuste ja pinnalainete vaatlustel. Nüüd on see standard tuule kiiruse ja selle mõju hindamisel maismaal ja merel kogu maailmas. Vaatleme seda küsimust artiklis üksikasjalikum alt.
Francis Beauforti lühike elulugu
Tuulejõu skaala leiutaja Francis Beaufort sündis 1774. aastal. Juba varakult hakkas ta mere ja laevade vastu huvi tundma. Suurbritannia kuninglikku mereväkke värvatuna suunas ta kõik oma jõupingutused meremehe karjääri ehitamisele. Selle tulemusel suutis Beaufort saavutada kuningliku mereväe admirali auastme.
Ajateenistuse ajal ei täitnud ta mitte ainult sõjalisi merealaseid ülesandeid, vaid pühendas palju aega ka geograafiliste kaartide koostamisele ja vaatluste läbiviimisele erinevates maailma paikades. Beaufort teenis isegi kõrges eas. Ta suri 1857. aastal, kui ta oli 83-aastane.
Esimene tuulekiiruse hindamise skaala
SkaalaBeaufort pakuti välja 1805. aastal. Siiani ei olnud kindlat standardit, mille alusel hinnata, kui nõrk või tugev tuul puhub. Paljud meremehed lähtusid oma subjektiivsetest ideedest.
Esialgu esitati tuule jõud Beauforti skaalal astmetena 0-st 12-ni. Samas ei kõnelenud iga punkt õhumasside liikumiskiirusest, vaid sellest, kuidas peaks käituma. laeva juhtimise osas. Näiteks millal saab purjeid seada ja millal tuleb need eemaldada, et vältida mastide purunemist. See tähendab, et algse Beauforti tuuleskaala eesmärk oli merenduses puht alt praktiline.
See skaala võeti Briti mereväe standardiks alles 1830. aastate lõpus.
Skaala kasutamine maismaal
Alates 1850. aastatest hakati Beauforti skaalat kasutama maismaal. Tema skooride teisendamiseks tuule kiiruse mõõtmiseks kasutatavateks füüsikalisteks suurusteks, st meetriteks sekundis (m/s) ja kilomeetriteks sekundis (km/s), töötati välja matemaatiline valem. Lisaks on hakatud sellele skaalale kalibreerima ka toodetud anemomeetreid (tuule kiirust mõõtvaid instrumente).
20. sajandi alguses lisas meteoroloog George Simpson skaalale vastava tugevusega tuulte mõjud maismaal. Alates 1920. aastatest hakati skaalat laialdaselt kasutama kogu maailmas tuulega seotud nähtuste kirjeldamiseks nii merel kui maal.
Skaalapunktide ja tuuletugevuse vaheline seos
Nagu eespool märgitud, saab Beauforti skaala punktides väljendatud tuule jõu teisendada kasutamiseks mugavateks ühikuteks. Selleks kasutatakse järgmist valemit: v=0,837B1,5 m/s, kus v on tuule kiirus meetrites sekundis, B on Beauforti skaala väärtus. Näiteks vaadeldava skaala 4 punkti puhul, mis vastab nimetusele "mõõdukas tuul", on tuule kiirus: v=0,83741,5=6,7 m/s või 24, 1 km/h.
Tihti on vaja saada õhumasside kiirus kilomeetrites tunnis. Selleks tuletati veel üks matemaatiline seos skaalapunktide ja vastava füüsikalise suuruse vahel. Valem on järgmine: v=3B1, 5 ± B, kus v on tuule kiirus, mida väljendatakse km/h. Pange tähele, et märk "±" võimaldab teil saada kiiruspiiranguid, mis vastavad määratud punktisummale. Seega on ül altoodud näites tuule kiirus Beauforti skaalal, mis vastab 4 punktile, võrdne: v=341, 5 ± 4=24 ± 4 km/h või 20–28 km/h.
Nagu näitest näha, annavad mõlemad valemid sama tulemuse, seega saab neid kasutada tuule kiiruse määramiseks erinevates ühikutes.
Edaspidi kirjeldame artiklis ühe või teise jõu tuule mõju tagajärgi erinevatele loodusobjektidele ja inimstruktuuridele. Selleks võib kogu Beauforti skaala jagada kolme ossa: 0-4 punkti, 5-8 punkti ja 9-12 punkti.
Skoorid skaalal 0–4
Kui anemomeeter näitab, et tuul on sees4 punkti piires vaadeldavast skaalast, siis räägivad nad kergest tuulest:
- Rahulik (0): merepind on sile, ilma laineteta; tule suits tõuseb vertikaalselt.
- Kerge tuul (1): väikesed lained ilma vahuta merel; suits näitab suunda, kus tuul puhub.
- Madal tuul (2): läbipaistvad laineharjad, mis on pidevad; lehed hakkavad puudelt langema ja tuuleveskite labad liiguvad.
- Kerge tuul (3): väikesed lained, nende harjad hakkavad murduma; lehed puudel ja lipud hakkavad lehvima.
- Mõõdukas tuul (4): palju "talle" merepinnal; paberid ja tolm tõusevad maast, puude latvad hakkavad kõikuma.
Skoorid skaalal 5–8
Need Beauforti tuuled muudavad tuule tugevaks tuuleks. Need vastavad järgmisele kirjeldusele:
- Värske tuul (5): keskmise suurusega ja pikkusega merelained; puutüvede väike kõikumine, lainetuse tekkimine järvede pinnal.
- Tugev tuul (6): hakkavad moodustuma suured lained, nende harjad katkevad pidev alt, tekib merevaht; puuoksad hakkavad kõikuma, avatud vihmavarju on raske hoida.
- Tugev tuul (7): merepind muutub äärmiselt laineliseks ja "volüümiliseks", tuul kannab vahtu minema; suured puud liiguvad ja jalakäijatel on raskusi vastutuult liikumisega.
- Tugev tuul (8): suured lained, mis "murduvad", triipude ilmuminevahust; osadel puudel hakkavad võrad murduma, jalakäijate liikumine on raskendatud, osad sõidukid liiguvad tuule jõu mõjul.
Skoorid skaalal 9–12
Beauforti skaala viimased punktid iseloomustavad tormi ja orkaani algust. Selliste tuulte tagajärjed on toodud allpool:
- Väga tugev tuul (9): väga suured lained murtud harjadega, vähenenud nähtavus; puude kahjustused, jalakäijate ja sõidukite normaalse liikumise võimatus, mõned tehisrajatised hakkavad kahjustama.
- Torm (10): paksud lained, mille harjadel on näha vahtu, merepinna värvus muutub valgeks; puud on välja juuritud, kahjustades hooneid.
- Tugev torm (11): väga suured lained, meri on üleni valge, nähtavus väga madal; erineva looduse hävitamine kõikjal, tugev vihm, üleujutused, lendavad inimesed ja muud õhus olevad objektid.
- Orkaan (12): tohutud lained, valge meri ja null nähtavus; inimeste, sõidukite, puude ja majaosade lend, ulatuslik hävitamine, tuule kiirus kuni 120 km/h.
Orkaane kirjeldavad skaalad
Loomulikult tekib küsimus: kas meie Maal on tuuli, mis puhub tugevamini kui 120 km/h? Teisisõnu, kas on olemas skaala, mis kirjeldaks orkaanide erinevat tugevust? Vastus sellele küsimusele on jah: jah, selline skaala on olemas ja see pole ainus.
BEsiteks olgu öeldud, et on olemas ka Beauforti orkaani skaala, mis sobib hästi standardskaalaga (lisandub punktid 13-17). See laiendatud skaala töötati välja eelmise sajandi keskel, kuid kuigi seda saab kasutada Kagu-Aasia (Taiwan, Hiina) rannikul sageli esinevate troopiliste orkaanide kirjeldamiseks, kasutatakse seda harva. Nendel eesmärkidel on ka teisi spetsiaalseid skaalasid.
Orkaanide üksikasjalikud kirjeldused on antud Saffir-Simpsoni skaalal. Selle töötas välja 1969. aastal Ameerika insener Herbert Saffir, seejärel lisas Simpson sellele üleujutuse efektid. See skaala jagab tuule kiiruse alusel kõik orkaanid 5 tasemeks. See hõlmab selle väärtuse kõiki võimalikke piire: alates 120 km / h kuni 250 km / h ja rohkem ning kirjeldab üksikasjalikult sellele skoorile iseloomulikke kahjustusi. Saffir-Simpsoni skaala on hõlpsasti tõlgitav laiendatud Beauforti skaalaks. Niisiis, 1 punkt esimese eest vastab 13 punktile teise eest, 2 punkti - 14 punkti ja nii edasi.
Teised teoreetilised vahendid orkaanide klassifitseerimiseks on Fujita ja TORRO skaala. Mõlemat skaalat kasutatakse tornaado või tornaado (teatud tüüpi orkaani) kirjeldamiseks, samas kui esimene põhineb tornaado kahjustuste klassifikatsioonil, samal ajal kui teisel on vastav matemaatiline väljend ja see põhineb tuule kiirusel tornaados.. Mõlemat skaalat kasutatakse kogu maailmas teatud tüüpi orkaani kirjeldamiseks.
