Сила вітру

Коли говорять про швидкість вітру, мають на увазі тільки числове її значення, т. Е. Шлях, прохідний індивідуальним об'ємом повітря за одиницю часу відносно земної поверхні.
Напрямок вектора швидкості називається напрямком вітру. За напрям вітру приймається азимут точки, звідки дме вітер, відлічуваний від точки півночі через схід. Швидкість вітру виражається в метрах в секунду (м / с). При обслуговуванні авіації швидкість вітру висловлюють в кілометрах в годину (км / год), а при обслуговуванні морського флоту - в вузлах, т. Е. В морських милях на годину. Щоб перевести швидкість вітру з метрів в секунду в вузли, досить помножити число метрів в секунду на 2.
Розрізняють згладжену швидкість вітру, т. Е. Деяку середню величину швидкості за певний, зазвичай невеликий, проміжок часу, протягом якого виробляються спостереження, і миттєву швидкість вітру в даний момент (вимірювану дуже малоінерційним приладом). Миттєва швидкість вітру зазначає пориви і раптове ослаблення вітру. Вона дуже сильно коливається близько згладженої швидкості, часом може бути значно менше або більше її. На метеорологічних станціях зазвичай вимірюють згладжену швидкість вітру, і надалі мова буде про неї.
Про короткочасних змінах швидкості вітру - шквали - можна прочитати тут.
Середні швидкості вітру біля земної поверхні близькі до 5 - 10 м / с. і рідко перевищують 12 - 15 м / с. У сильних атмосферних вихорах і штормах помірних широт швидкості можуть перевищувати 30м / с, а в окремих поривах досягати 60 м / с. У тропічних ураганах швидкості вітру доходять до 65 м / с, а окремі пориви, судячи з руйнувань, перевищує 100м / с. У дрібномасштабних вихорах (смерчі, торнадо) можливі швидкості і більш 100м / с. У верхній тропосфері в так званих струменевих течіях середня швидкість вітру на великих просторах може доходити до 70 - 100м / с.
Для атмосферних рухів характерна квазігорізонтальность. Це означає, що швидкості горизонтального переносу в 100 - 1000 разів перевищують вертикальні швидкості. Тільки в особливих умовах інтенсивно розвиненою конвекції і на обмежених територіях вертикальні складові швидкості руху повітря можуть досягати декількох метрів в секунду, т. Е. Близько горизонтальних швидкостей. Швидкість вітру в земної поверхні вимірюється анемометрами різної конструкції або флюгером Вільда. Найбільшого поширення набули анемометри з прийомними частинами у вигляді вертушок (чашковий анемометр, млиновий анемометр), які обертаються з більшою або меншою швидкістю в залежності від тиску на них вітру. У флюгер Вільда ​​тиск, який чиниться вітром, відхиляє від положення рівноваги вертикально висить металеву дошку. За швидкістю обертання вертушки або за відхиленням дошки можна визначити швидкість вітру. Є конструкції, засновані на манометричному принципі (трубка Піто) або на вимірюванні величини охолодження нагрітого тіла під дією вітру (термоанемометр). Є ряд конструкцій самописних приладів - анемографов і (якщо вимірюється також напрямок вітру) анеморумбограф. Прилади для вимірювання вітру на наземних метеорологічних станціях встановлюються на висоті 10 - 12 м над земною поверхнею. Виміряний ними вітер і називається вітром у земної поверхні.

( "Метеорологія і кліматологія" С.П.Хромов, М.А.Петросянц)

Анемометр -
прилад для вимірювання швидкості вітру.

Перший анемометр сконструював Леон Баттіста Альберті, який використовував маленьку дошку, прикріплену до флюгеру. Чим сильніше був вітер, тим на більший кут відхилялася ця дошка. Протягом вісімнадцятого століття з'явилася величезна кількість модифікацій цього приладу. Ну, а в наш час швидкість вітру зазвичай вимірюється за допомогою чашкового анемометра. Він являє собою тахометр, що вимірює швидкість обертання вертушки і відградуйовану (зазвичай) в м / с.

Найбільш поширений ручний чашковий анемометр, який вимірює середню швидкість вітру. Горизонтальна хрестовина з 4 порожніми півкулями (чашками) обертається під дією вітру. На циферблаті стрілками вказується не швидкість обертання чашок, а швидкість обертального їх вітру. Залежність швидкості обертання чашок від швидкості вітру може бути досить складним і вже у всякому разі різної для різних моделей анемометрів.

На малюнку зображений "пластинчастий анемометр", або "щітка", так як раніше традиційно в ньому використовувалися пір'я. Прилад являє собою раму з вигнутою шкалою. Тонкі пластинки відхиляються від вертикального положення на різний кут в залежності від інтенсивності вітру. Ця модель анемометра винайдена Леонардо да Вінчі в XV столітті.

Іноді анемометр по виконанню суміщений з покажчиком напряму вітру. В цьому випадку його називають анеморумбометром.
На фотографії зліва видно тільки та частина приладу, яка вказує напрямок вітру.

Сучасний електронний анемометр для метеорологічних досліджень на суші і на морі. Як чутливий елемент використовується знімний зонд-крильчатка. Прилад дозволяє отримати усереднене значення швидкості вітру за період часу від 10 секунд до години.