Beaufortin asteikko on empiirinen tuulen voimakkuuden mitta, joka perustuu ensisijaisesti meriolosuhteiden ja pinta-a altojen havaintoihin. Se on nyt standardi tuulen nopeuden ja sen vaikutuksen maa- ja meriobjekteihin arvioinnissa ympäri maailmaa. Pohditaan tätä asiaa yksityiskohtaisemmin artikkelissa.
Francis Beaufortin lyhyt elämäkerta
Tuulivoima-asteikon keksijä Francis Beaufort syntyi vuonna 1774. Varhaisesta iästä lähtien hän alkoi olla kiinnostunut merestä ja laivoista. Ison-Britannian kuninkaalliseen laivastoon värvättyään hän suuntasi kaikki ponnistelunsa merimiehen uran rakentamiseen. Tämän seurauksena Beaufort pystyi saavuttamaan kuninkaallisen laivaston amiraalin arvoarvon.
Palvelunsa aikana hän ei vain suorittanut sotilaallisia merenkulun tehtäviä, vaan hän käytti myös paljon aikaa maantieteellisten karttojen laatimiseen ja havaintojen tekemiseen eri puolilla maailmaa. Beaufort palveli jopa vanhana. Hän kuoli vuonna 1857 ollessaan 83-vuotias.
Ensimmäinen asteikko tuulen nopeuden arvioimiseksi
AsteikkoBeaufortia ehdotettiin vuonna 1805. Tähän mennessä ei ollut olemassa erityistä standardia, jonka perusteella voitaisiin arvioida, kuinka heikko tai voimakas tuuli puhalsi. Monet merimiehet perustivat itsensä subjektiivisiin ajatuksiinsa.
Alunperin tuulen voima Beaufortin asteikolla esitettiin asteikolla 0-12. Samanaikaisesti jokainen piste ei puhunut ilmamassojen liikkumisnopeudesta, vaan siitä, miten pitäisi käyttäytyä aluksen hallinnan kann alta. Esimerkiksi milloin purjeet voidaan laskea ja milloin ne on poistettava, jotta mastot eivät katkea. Toisin sanoen alkuperäinen Beaufortin tuuliasteikko pyrki puhtaasti käytännön tarkoituksiin merenkulkualalla.
Tämä asteikko otettiin käyttöön Britannian laivaston standardina vasta 1830-luvun lopulla.
Asteikon käyttäminen maalla
1850-luvulta lähtien Beaufort-asteikkoa alettiin käyttää maanpäällisiin tarkoituksiin. Matemaattinen kaava kehitettiin hänen pistemääränsä muuntamiseksi tuulen nopeuden mittaamiseen käytetyiksi fyysisiksi suureiksi eli metreiksi sekunnissa (m/s) ja kilometreiksi sekunnissa (km/s). Lisäksi valmistettuja tuulimittareita (tuulen nopeutta mittaavia laitteita) on alettu kalibroida tälle asteikolle.
1900-luvun alussa meteorologi George Simpson lisäsi mittakaavaan sopivan voimakkaiden tuulien maalla aiheuttamat vaikutukset. 1920-luvulta alkaen asteikkoa alettiin käyttää laaj alti eri puolilla maailmaa kuvaamaan tuuliin liittyviä ilmiöitä sekä merellä että maalla.
Skaalauspisteiden ja tuulen voimakkuuden välinen suhde
Kuten edellä todettiin, tuulen voima Beaufortin asteikon pisteinä voidaan muuntaa käyttökelpoisiksi yksiköiksi. Tätä varten käytetään seuraavaa kaavaa: v=0,837B1,5 m/s, missä v on tuulen nopeus metreinä sekunnissa, B on Beaufortin asteikon arvo. Esimerkiksi tarkastellun asteikon 4 pisteellä, joka vastaa nimeä "kohtalainen tuuli", tuulen nopeus on: v=0,83741,5=6,7 m/s tai 24, 1 km/h.
Ilmamassojen nopeus on usein tarpeen saada kilometreinä tunnissa. Tätä tarkoitusta varten asteikkopisteiden ja vastaavan fyysisen suuren välille johdettiin toinen matemaattinen suhde. Kaava on: v=3B1, 5 ± B, missä v on tuulen nopeus, ilmaistuna km/h. Huomaa, että "±"-merkin avulla voit saada nopeusrajoituksia, jotka vastaavat määritettyä pistemäärää. Joten yllä olevassa esimerkissä tuulen nopeus Beaufortin asteikolla, joka vastaa 4 pistettä, on yhtä suuri kuin: v=341, 5 ± 4=24 ± 4 km/h tai 20-28 km/h.
Kuten esimerkistä näkyy, molemmat kaavat antavat saman tuloksen, joten niitä voidaan käyttää tuulen nopeuden määrittämiseen eri yksiköissä.
Jatkossa artikkelissa kuvataan yhden tai toisen tuulen vaikutuksen seurauksia erilaisiin luonnon esineisiin ja ihmisen rakenteisiin. Tätä varten koko Beaufort-asteikko voidaan jakaa kolmeen osaan: 0-4 pistettä, 5-8 pistettä ja 9-12 pistettä.
Pistemäärät asteikolla 0–4
Jos tuulimittari näyttää, että tuuli on sisällä4 pisteen sisällä tarkasteltavasta asteikosta, silloin he puhuvat kevyestä tuulesta:
- Rauhallinen (0): Meren pinta on sileä, ilman a altoja; tulen savu nousee pystysuunnassa.
- Kevyt tuuli (1): pienet aallot ilman vaahtoa merellä; savu osoittaa tuulen suunnan.
- Matala tuulta (2): läpinäkyvät aallonharjat, jotka ovat jatkuvia; lehdet alkavat pudota puista ja tuulimyllyjen terät liikkuvat.
- Kevyt tuuli (3): pienet aallot, niiden harjat alkavat murtua; puiden lehdet ja liput alkavat heilua.
- Kova tuuli (4): monta "lammasta" meren pinnalla; paperit ja pöly nousevat maasta, puiden latvat alkavat huojua.
Pistemäärät asteikolla 5–8
Nämä Beaufort-tuulet saavat tuulen muuttumaan voimakkaaksi tuuleksi. Ne vastaavat seuraavaa kuvausta:
- Raikas tuuli (5): keskikokoiset ja -pituiset meren aallot; puunrunkojen pieni heiluminen, a altoilu järvien pinnalle.
- Voimakas tuuli (6): suuria a altoja alkaa muodostua, niiden harjat katkeavat jatkuvasti, merivaahtoa muodostuu; puun oksat alkavat huojua, avointa sateenvarjoa on vaikea pitää.
- Voima tuuli (7): meren pinta tulee erittäin a altoilevaksi ja "volyymiksi", tuuli kuljettaa vaahtoa pois; suuret puut liikkuvat ja jalankulkijoiden on vaikea liikkua tuulta vastaan.
- Voima tuuli (8): suuret aallot, jotka "murtavat", raitojen esiintyminenvaahdosta; joidenkin puiden latvut alkavat murtua, jalankulkijoiden liikkuminen on vaikeaa, osa ajoneuvoista liikkuu tuulen voiman vaikutuksesta.
Pistemäärät asteikolla 9-12
Beaufortin asteikon viimeiset pisteet kuvaavat myrskyn ja hurrikaanin alkua. Tällaisten tuulien seuraukset on esitetty alla:
- Erittäin voimakas tuuli (9): erittäin suuret aallot rikkoutuneilla harjanneilla, heikentynyt näkyvyys; puiden vaurioituminen, jalankulkijoiden ja ajoneuvojen normaalin liikkumisen mahdottomuus, jotkut keinotekoiset rakenteet alkavat vaurioitua.
- Myrsky (10): paksut aallot, joiden harjalla näkyy vaahtoa, merenpinnan väri muuttuu valkoiseksi; puita kaadettuna, vahingoittaen rakennuksia.
- Ankara myrsky (11): erittäin suuret aallot, meri on täysin valkoinen, näkyvyys on erittäin heikko; erilaisten luonnon tuhoamista kaikkialla, rankkasateita, tulvia, lentäviä ihmisiä ja muita esineitä ilmassa.
- Hurrikaani (12): v altavat aallot, valkoinen meri ja nolla näkyvyys; ihmisten, ajoneuvojen, puiden ja talojen osien lento, laaja tuho, tuulen nopeus jopa 120 km/h.
Hurrikaaneja kuvaavat asteikot
Luonnollisesti herää kysymys: puh altaako tuulia voimakkaammin kuin 120 km/h maapallollamme? Toisin sanoen, onko olemassa asteikkoa, joka kuvaa hurrikaanien eri vahvuuksia? Vastaus tähän kysymykseen on kyllä: kyllä, sellainen asteikko on olemassa, eikä se ole ainoa.
BEnsinnäkin on sanottava, että Beaufortin hurrikaaniasteikko on myös olemassa ja se sopii helposti vakioasteikon kanssa (pisteet 13-17 lisätään). Tämä laajennettu mittakaava kehitettiin viime vuosisadan puolivälissä, mutta vaikka sitä voidaan käyttää kuvaamaan trooppisia hurrikaaneja, joita esiintyy usein Kaakkois-Aasian rannikolla (Taiwan, Kiina), sitä käytetään harvoin. Näitä tarkoituksia varten on muitakin erikoisvaakoja.
Yksityiskohtaiset kuvaukset hurrikaaneista on annettu Saffir-Simpsonin asteikolla. Sen kehitti vuonna 1969 amerikkalainen insinööri Herbert Saffir, minkä jälkeen Simpson lisäsi siihen tulvaefektejä. Tämä asteikko jakaa kaikki hurrikaanit viiteen tasoon tuulen nopeuden perusteella. Se kattaa kaikki tämän arvon mahdolliset rajat: 120 km/h - 250 km/h ja enemmän, ja kuvaa yksityiskohtaisesti tälle pisteelle ominaista vahinkoa. Saffir-Simpsonin asteikko on helppo kääntää laajennetuksi Beaufortin asteikoksi. Joten 1 piste ensimmäisestä vastaa 13 pistettä toisesta, 2 pistettä - 14 pistettä ja niin edelleen.
Muita teoreettisia työkaluja hurrikaanien luokitteluun ovat Fujita-asteikko ja TORRO-asteikko. Molempia asteikkoja käytetään kuvaamaan tornado tai tornado (eräänlainen hurrikaani), kun taas ensimmäinen perustuu tornadon aiheuttamien vahinkojen luokitteluun, kun taas toisella on vastaava matemaattinen lauseke ja se perustuu tuulen nopeuteen tornadossa.. Molempia asteikkoja käytetään kaikkialla maailmassa kuvaamaan tietyntyyppistä hurrikaania.
