Kecepatan angin dalam skala Beaufort dan meter per detik

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Angin adalah pergerakan udara dalam arah horizontal di sepanjang permukaan bumi. Ke arah mana ia berhembus tergantung pada distribusi zona tekanan di atmosfer planet. Artikel ini membahas masalah yang berkaitan dengan kecepatan dan arah angin.

baling-baling cuaca atau anemon

Mungkin kejadian langka di alam adalah cuaca yang benar-benar tenang, karena Anda selalu dapat merasakan angin sepoi-sepoi bertiup. Sejak zaman kuno, umat manusia telah tertarik pada arah pergerakan udara, sehingga yang disebut baling-baling cuaca atau anemon diciptakan. Perangkat ini adalah panah yang berputar bebas pada sumbu vertikal di bawah pengaruh gaya angin. Dia menunjukkan arahnya. Jika Anda menentukan titik di cakrawala dari mana angin bertiup, maka garis yang ditarik antara titik ini dan pengamat akan menunjukkan arah pergerakan udara.

Agar pengamat dapat mengirimkan informasi tentang angin kepada orang lain, digunakan konsep seperti utara, selatan, timur, barat dan berbagai kombinasinya. Karena totalitas segala arah membentuk lingkaran, rumusan verbaljuga diduplikasi dengan nilai yang sesuai dalam derajat. Misalnya, angin utara berarti 0o(jarum kompas biru menunjuk ke utara).

Konsep mawar angin

Berbicara tentang arah dan kecepatan pergerakan massa udara, beberapa kata harus dikatakan tentang angin naik. Ini adalah lingkaran dengan garis-garis yang menunjukkan bagaimana udara mengalir. Penyebutan pertama simbol ini ditemukan dalam buku-buku filsuf Latin Pliny the Elder.

Seluruh lingkaran, yang mencerminkan kemungkinan arah horizontal dari pergerakan udara ke depan, dibagi menjadi 32 bagian pada mawar angin. Yang utama adalah utara (0^o atau 360^o), selatan (180^o), timur (90^o) dan Barat (270^o). Empat bagian lingkaran yang dihasilkan dibagi lagi, membentuk barat laut (315^o), timur laut (45^o), barat daya (225 o^{) dan tenggara (135}o^{). 8 bagian lingkaran yang dihasilkan dibagi lagi menjadi dua masing-masing, yang membentuk garis tambahan pada mawar angin. Karena pada akhirnya ada 32 garis, maka jarak sudut antara garis tersebut adalah 11,25}o ⁽³⁶⁰o^/32).

Perhatikan bahwa ciri khas dari mawar angin adalah gambar fleur-de-lis yang terletak di atas tanda utara (N).

Angin bertiup dari mana?

Pergerakan horizontal massa udara yang besar selalu dilakukan dari daerah bertekanan tinggi ke daerah dengan kerapatan udara lebih rendah. Pada saat yang sama, Anda dapat menjawab pertanyaan, berapa kecepatan angin, dengan mempelajarilokasi pada peta geografis isobar, yaitu garis lebar di mana tekanan udara konstan. Kecepatan dan arah pergerakan massa udara ditentukan oleh dua faktor utama:

• Angin selalu bertiup dari daerah yang terdapat antisiklon ke daerah yang tertutup oleh siklon. Anda dapat memahami ini jika Anda ingat bahwa dalam kasus pertama kita berbicara tentang zona tekanan tinggi, dan dalam kasus kedua - rendah.
• Kecepatan angin berbanding lurus dengan jarak yang memisahkan dua isobar yang berdekatan. Memang, semakin besar jarak ini, semakin lemah penurunan tekanan yang akan dirasakan (dalam matematika mereka mengatakan gradien), yang berarti bahwa gerakan maju udara akan lebih lambat daripada dalam kasus jarak kecil antara isobar dan gradien tekanan besar.

Faktor yang mempengaruhi kecepatan angin

Salah satunya dan yang paling penting telah disuarakan di atas - ini adalah gradien tekanan antara massa udara di sekitarnya.

Selain itu, kecepatan angin rata-rata tergantung pada topografi permukaan tempat angin bertiup. Setiap penyimpangan di permukaan ini secara signifikan menghambat pergerakan massa udara ke depan. Misalnya, setiap orang yang telah berada di pegunungan setidaknya sekali harus memperhatikan bahwa angin di kaki lemah. Semakin tinggi Anda mendaki lereng gunung, semakin kuat anginnya.

Untuk alasan yang sama, angin bertiup lebih kencang di permukaan laut daripada di darat. Itu sering terkikis oleh jurang, ditutupi dengan hutan, bukit dan pegunungan. Semua ketidakhomogenan ini, yang tidak berada di ataslaut dan samudera, memperlambat hembusan angin.

Tinggi di atas permukaan bumi (dalam orde beberapa kilometer) tidak ada hambatan pergerakan horizontal udara, sehingga kecepatan angin di troposfer atas tinggi.

Faktor lain yang penting untuk diperhatikan ketika berbicara tentang kecepatan pergerakan massa udara adalah gaya Coriolis. Itu dihasilkan karena rotasi planet kita, dan karena atmosfer memiliki sifat inersia, setiap gerakan udara di dalamnya dibelokkan. Karena fakta bahwa Bumi berputar dari barat ke timur pada porosnya sendiri, aksi gaya Coriolis menyebabkan penyimpangan angin ke kanan di belahan bumi utara, dan ke kiri di selatan.

Anehnya, efek gaya Coriolis ini, yang dapat diabaikan di lintang rendah (tropis), memiliki pengaruh kuat pada iklim zona ini. Faktanya adalah bahwa perlambatan kecepatan angin di daerah tropis dan di khatulistiwa diimbangi oleh peningkatan aliran udara ke atas. Yang terakhir, pada gilirannya, menyebabkan pembentukan awan kumulus yang intens, yang merupakan sumber hujan tropis lebat.

Alat untuk mengukur kecepatan angin

Ini adalah anemometer, yang terdiri dari tiga cangkir yang terletak pada sudut 120o relatif satu sama lain, dan dipasang pada sumbu vertikal. Prinsip pengoperasian anemometer cukup sederhana. Ketika angin bertiup, cangkir mengalami tekanan dan mulai berputar pada porosnya. Semakin kuat tekanan udara, semakin cepat mereka berputar. Setelah diukurkecepatan rotasi ini, Anda dapat secara akurat menentukan kecepatan angin dalam m/s (meter per detik). Anemometer modern dilengkapi dengan sistem kelistrikan khusus yang secara mandiri menghitung nilai terukur.

Perangkat kecepatan angin berdasarkan rotasi cangkir bukan satu-satunya. Ada alat sederhana lain yang disebut tabung pitot. Perangkat ini mengukur tekanan angin dinamis dan statis, perbedaan di antaranya dapat secara akurat menghitung kecepatannya.

skala Beaufort

Informasi tentang kecepatan angin, dinyatakan dalam meter per detik atau kilometer per jam, bagi kebanyakan orang - dan terutama pelaut - tidak banyak bicara. Oleh karena itu, pada abad ke-19, Laksamana Inggris Francis Beaufort mengusulkan untuk menggunakan beberapa skala empiris untuk evaluasi, yang terdiri dari sistem 12 poin.

Semakin tinggi skala Beaufort, semakin kuat angin bertiup. Misalnya:

• Angka 0 sesuai dengan ketenangan mutlak. Dengan itu, angin bertiup dengan kecepatan tidak melebihi 1 mph, yaitu kurang dari 2 km / jam (kurang dari 1 m / s).
• Tengah skala (angka 6) sesuai dengan hembusan angin yang kencang, yang kecepatannya mencapai 40-50 km/jam (11-14 m/s). Angin seperti itu mampu menimbulkan gelombang besar di laut.
• Beaufort Maximum (12) adalah badai dengan kecepatan lebih dari 120 km/jam (lebih dari 30 m/s).

Angin utama di planet Bumi

Mereka biasanya diklasifikasikan di atmosfer planet kita sebagai salah satu dari empat jenis:

• Global. Terbentuksebagai akibat dari perbedaan kemampuan benua dan lautan untuk memanaskan dari sinar matahari.
• Musim. Angin ini berubah seiring musim dalam setahun, yang menentukan berapa banyak energi matahari yang diterima oleh area tertentu di planet ini.
• Lokal. Mereka terkait dengan kekhasan lokasi geografis dan topografi daerah yang bersangkutan.
• Berputar. Ini adalah pergerakan massa udara terkuat yang mengarah pada pembentukan angin topan.

Mengapa mempelajari angin itu penting?

Selain fakta bahwa informasi tentang kecepatan angin termasuk dalam ramalan cuaca, yang diperhitungkan setiap penghuni planet ini dalam hidupnya, pergerakan udara memainkan peran besar dalam sejumlah proses alam.

Jadi, dia adalah pembawa serbuk sari tanaman dan terlibat dalam distribusi benih mereka. Selain itu, angin merupakan salah satu sumber utama erosi. Efek destruktifnya paling terasa di gurun, ketika medan berubah secara dramatis di siang hari.

Kita juga tidak boleh lupa bahwa angin adalah energi yang digunakan manusia dalam kegiatan ekonomi. Menurut perkiraan umum, energi angin membentuk sekitar 2% dari semua energi matahari yang jatuh di planet kita.