Как определить направление ветра?

Лекция 14. Ветер

Как определить направление ветра?

1.Скорость и направление ветра.

2.Силы, действующие на ветер. Теоретическиевиды ветра.

3.Режим ветра в РБ.

1. Скорость и направление ветра

Ветер– горизонтальное движение воздухаотносительно земной поверхности.

Ватмосфере наблюдаются движения различныхмасштабов – от десятков до сотен метров(местные ветры) до сотен и тысяч километров(циклоны, антициклоны, пассаты, муссоны).Воздушные течения направлены из областейвысокого давления в сторону низкогодавления. Отток воздуха идет до тех пор,пока не исчезнет разность давлений.

1.1. Скорость ветра

Ветерхарактеризуется вектором скорости.Скорость ветра можно измерять в различныхединицах: в метрах в секунду (м/с),километрах в час (км/ч), узлах (морскихмилях в час), баллах. Различают сглаженнуюскорость ветра (за некоторый промежутоквремени) и мгновенную.

Уземли скорость средняя скорость ветраобычно составляет 5–10 м/с и редкопревышает 12–15 м/с. В тропических ураганахона достигает до 60–65 м/с, в порывах –до 100 м/с; в смерчах и тромбах – 100 м/с иболее. Максимальная измеренная скорость87 м/с (Земля Адели, Антарктида).

Скоростьветра на большинстве метеостанцийизмеряют анемометры с вращающимисячашками, изобретенные в 1846 г. Кромечашечных или крыльчатых анемометровоценить скорость ветра можно при помощидоски Вильда.

Один из первых анемометровбыл изобретен в 1450 году итальянцемЛеоном Альберти. Это был рычажныйанемометр: ветер отталкивал шар илипластину в приборе, смещая их вдолькриволинейной шкалы с делениями. Чемсильнее ветер, тем сильнее смещалсяшар.

Приборы для измерения скоростиветра устанавливаются на высоте 10–12м.

1.2. Направление ветра

Направлениеветрав метеорологии – направление, откудаон дует. Его можно указать, назвав точкугоризонта, откуда дует ветер (т.е. румб)либо угол, который образует горизонтальныйвектор скорости ветра с меридианом(т.е. азимут).

Направлениеветра в высоких слоях атмосферыуказывается в градусах, а в приземных– в румбах горизонта (рисунок 54). Принаблюдениях направление ветра определяютпо 16 румбам, но при обработке обычнорезультаты наблюдений сводят к 8 румбам.

Рисунок54 – Румбы горизонта

Основныерумбы (8): север, северо-восток, восток,юго-восток, юг, юго-запад, запад,северо-запад. Промежуточные румбы (8):северо-северо-восток, восток-северо-восток,восток-юго-восток, юго-юго-восток,юго-юго-запад, запад-юго-запад,северо-северо-запад.

Международныеназвания румбов: север – N – норд; восток– Е – ост; юг – S – зюйд; запад – W –вест.

Внекоторых местах ветры носят собственныеимена по стороне, откуда они дуют. Пример:русский ветер – ветер из центральныхобластей Европейской России, на севереЕвропейской России – это южный ветер,в Сибири – западный, в Румынии –северо-восточный. В Прикаспии северныйветер называют Иван, а южный – Магомет.

Направлениеветра определяется при помощи флюгера1(от голл.vleugel–крыло) – одного из старейших метеоприборов.Флюгер состоит из флюгарки и крестарумбов. На метеостанциях частоустанавливают флюгер Вильда2.

Состоит он из металлического флажка,вращающегося вокруг вертикальной осинад крестом румбов, и доски Вильда.

Ванемографах применяется колесо Салейрона– 2 мельнички, закрепленные на подвижнойоси, и стрелка, указывающая направлениеветра.

Также как и для скорости, различают мгновенноеи сглаженное направление ветра. Мгновенныенаправления ветра значительно колеблютсяоколо некоторого среднего (сглаженного)направления, которое определяется принаблюдениях по флюгеру.

Однако исглаженное направление ветра в каждомместе Земли непрерывно меняется, вразличных местах в одно и то же времяоно также различно.

В одних местах ветрыразличных направлений имеют за длительноевремя почти равную повторяемость, вдругих – хорошо выраженное преобладаниеодних направлений ветра над другими втечение всего сезона или года. Этозависит от условий общей циркуляцииатмосферы и отчасти от местныхтопографических условий.

Приклиматологической обработке наблюденийза ветром можно для каждого данногопункта построить диаграмму, представляющуюсобой распределение повторяемостинаправлений ветра по основным румбам,в виде так называемой розы ветров(рисунок 55).

Рисунок55 – Повторяемость направления ветра вг. Бресте, % (роза ветров)

Отначала полярных координат откладываютсянаправления по румбам горизонта(8 или16) отрезками, длины которых пропорциональныповторяемости ветров данного направления.Концы отрезков можно соединить ломанойлинией. Повторяемость штилей указываетсячислом в центре диаграммы (в началекоординат).

Если от центра диаграммыотложить отрезки, пропорциональныесредней скорости ветра, то получим розусредних скоростей ветра. При построениирозы ветров можно учесть одновременно2 параметра (перемножив повторяемостьнаправлений ветра и среднюю скоростьветра по каждому направлению).

Такаядиаграмма будет отражать количествовоздуха, переносимого ветрами разногонаправления.

Дляпредставления на климатических картахнаправление ветра обобщают разнымиспособами:

  1. можно нанести на карту в разных местах розы ветров;

  2. можно определить равнодействующую всех скоростей ветра (рассматриваемых как векторы) в данном месте за тот или иной календарный месяц в течение многолетнего периода и затем взять направление этой равнодействующей в качестве среднего направления ветра;

  3. наносят преобладающее направление ветра. Для этого определяется квадрат с наибольшей повторяемостью, средняя линия квадрата и есть преобладающее направление.

Источник: https://StudFiles.net/preview/5707902/

Учет ветра в полете

Как определить направление ветра?

В первую очередь необходимо определиться, что такое ветер. Ветер – это перемещение воздушных масс из одной точки в другую. Как известно, любое воздушное судно перемещается внутри воздушной массы.

А что если воздушная масса, в которой проходит полет, также перемещается относительно земли? Помимо движения с собственной скоростью относительно воздушной массы, самолет будет перемещаться еще и со скоростью движения этой воздушной массы.

Учитывая то, что скорость ветра на высотах может достигать значений более 200-300 км/ч, становится очевидно, что учет ветра в полете крайне важен.

Несложно посчитать, что если при таком ветре (предположим строго боковом) выполнять полет по трассе в течение одного часа и при этом не учитывать ветер, то в итоге через час самолет окажется в 200-300 км в стороне от трассы. В случае же, если это ветер встречный, и экипаж не учтет его на этапе подготовки к полету, может элементарно не хватить топлива до аэродрома назначения.

Истинная и путевая скорость

При учете влияния ветра на полет различают два вида скоростей: истинная воздушная скорость (обозначается Vи или по-английски TAS – true airspeed) и путевая скорость (обозначается W или по-английски GS – ground speed).

Истинная воздушная скорость – это скорость движения воздушного судна относительно воздушной массы, в которой проходит полет.

Путевая скорость – скорость воздушного судна относительно земли.

Следует запомнить, что ветер не оказывает влияния на истинную воздушную скорость. Влияние ветра сказывается только на путевой скорости.

Курс и путевой угол

По аналогии со скоростью, при учете ветра различают два направления полета воздушного судна: курс (HDG – heading) и путевой угол (обозначается ПУ, по-английски TRK — track).

Курс – это угол, заключенный между северным направлением меридиана, принятого за начало отсчета и продольной осью воздушного судна.

Путевой угол – это угол, заключенный между северным направлением меридиана, принятого за начало отсчета, и линией пути. Различают фактический путевой угол (ФПУ) и заданный путевой угол (ЗПУ).

Что касается отсчета направлений, в навигации применяются несколько меридианов начала отсчета: истинный, магнитный, опорный. При решении задач, связанных с учетом ветра, при условии, что все величины приведены к одному и тому же меридиану, неважно, какие направления применяются, истинные или магнитные.

Направление ветра

В аэронавигации различают два вида ветра: навигационный (НВ) и метеорологический, их направления различаются на 180 градусов и на магнитное склонение. Дело в том, что в основном в авиации принято все расчеты выполнять от магнитного меридиана, в то время как в метеорологии гораздо удобнее пользоваться истинным направлением меридиана начала отсчета.

Навигационный ветер – угол между северным направлением меридиана, принятого за начало отсчета и направлением, куда дует ветер.

Метеорологический ветер – угол между северным направлением меридиана, принятого за начало отсчета и направлением, откуда дует ветер.

Навигационный ветер применяется исключительно как вспомогательная величина при расчетах. Метеорологическое направление ветра – та величина, к которой привык каждый из нас. Юго-западный ветер, означает, что ветер дует с Юго-запада, или если пересчитать в градусы, то получим направление 225 градусов, именно в таком виде и применяется значение направления ветра в авиации.

Навигационный треугольник скоростей

Как известно, скорость величина векторная. Вектора воздушной скорости, ветра, и путевой скорости образуют так называемый навигационный треугольник скоростей (НТС) – основу основ аэронавигации. Применяя общие правила геометрии и тригонометрии можно вычислить все величины и углы, зная направление и величину двух векторов.

Как видно из рисунка, полет самолета проходит по определенной траектории – линии заданного пути, которая соответствует вектору путевой скорости, однако продольная ось самолета отвернута на ветер для компенсации сноса, как мы помним, продольная ось соответствует вектору воздушной скорости.

Таким образом, мы получили угол, на который нужно отвернуть на ветер, чтобы полет проходил по трассе, это и есть угол сноса – УС (по-английски WCA – wind correction angle или drift angle).

Другими словами, это угол, заключенный между векторам воздушной и путевой скоростей. Отсчитывается угол сноса всегда от вектора воздушной скорости по часовой стрелке (как в нашем случае) со знаком плюс, против часовой – со знаком минус.

Чтобы вычислить скорректированный на ветер курс полета, необходимо из путевого угла вычесть угол сноса со своим знаком.

Расчет угла сноса и путевой скорости

Для вычисления угла сноса и путевой скорости, необходимо вычислить вспомогательную величину, которая называется угол ветра (УВ) – угол, заключенный между вектором путевой скорости и вектором ветра, то есть, это направление ветра с привязкой к направлению движения воздушного судна.

Напомним, что навигационный ветер (НВ) отличается от метеорологического на 180 градусов и, как правило, на величину магнитного склонения.

С помощью теоремы синусов получаем и формулу угла сноса:

Эту формулу легко упростить, выразив угловые величины в радианах:

U – скорость ветра, Vи – истинная воздушная скорость. Для корректного расчета обе этих величины должны быть приведены к одной единице измерения, например к узлам или метрам в секунду. На практике вместо постоянного значения 57,3 применяют 60, что дает минимальную ошибку, но значительно упрощает вычисление угла сноса в уме.

Формула путевой скорости выводится методом проецирования векторов воздушной скорости и ветра на соответствующую ось и выглядит следующим образом:

При небольших значениях угла сноса можно использовать упрощенную формулу:

Если в России традиционно угол сноса принято вычислять со знаком плюс или минус, то на западе пилотов учат несколько по-другому: сам угол вычисляется как модульная величина, к которой добавляется буквы R или L, R означает, что ось самолета нужно развернуть против ветра вправо, то есть прибавить угол сноса к путевому углу, а L – наоборот влево, то есть угол сноса вычитается из путевого угла. Кроме того, вычисление угла сноса и путевой скорости в основном производится не по формулам, а с помощью механического компьютера E6B и его аналогов.

Источник: http://skynav.ru/likbez/wind/

Ветер. Направление и скорость ветра

Как определить направление ветра?

Определение. Причины ветра

Ветер – движение воздуха в горизонтальном направлении.

причина образования ветра – разница в атмосферном давлении: ветер дует из области высокого давления в область низкого, и чем больше эта разница, тем сильнее ветер.

Виды ветров:

1. Постоянные (пассаты, западные)

2. Переменные (бризы, муссоны)

3. Местные (бора, фен, сирокко)

Бриз, муссон

Бриз – ветер на берегах морей, крупных озер и водохранилищ, меняющий направление на противоположное дважды в сутки.

Днем бриз дует с более холодной воды на нагретую сушу, компенсируя восходящие потоки над более теплой поверхностью.

Ночью восходящие потоки формируются над более теплой водой, и с суши на воду устремляется компенсирующий поток воздуха. Таким образом, бриз возникает из-за разницы температур и давления.

Рис. 1. Бриз

Бризы ощущаются на значительном расстоянии от берега, иногда до нескольких десятков километров. Особенно они развиты летом.

Рис. 2. Схема движения бриза

Муссоныустойчивые сезонные переносы воздуха у земной поверхности и в нижней части тропосферы. Характеризуются резкими изменениями направления от зимы к лету и от лета к зиме, проявляющимися над обширными районами Земли.

В каждом из сезонов одно направление ветра заметно преобладает над другими, а при смене сезона меняется на 120-180 градусов. Муссоны вызывают резкую смену погоды (с сухой, малооблачной на влажную, дождливую или наоборот). Например, над Индией отмечается летний (влажный) юго-западный муссон.

В северном полушарии муссоны дуют летом-осенью с океана на сушу, принося дожди, зимой – с суши на море, в южном полушарии всё наоборот.

Рис. 3. Схема движения муссона

Муссоны характерны для стран, имеющих выход к Тихому океану (Китай, Япония, Филиппины, Вьетнам и др.), и стран юго-восточной части Индийского океана (Индия, Таиланд, Бангладеш). Муссоны играют большую роль при формировании климата, в жизнедеятельности и хозяйстве людей. Во многих странах выделяют два сезона: сухой (когда муссоны дуют с суши) и влажный (когда муссоны дуют с океана).

Пассат, западный, бора, фен, сирокко

Пассаты – постоянные ветры, дующие от тропиков к экватору.Над тропиками высокое давление, поэтому ветры дуют из этих областей в сторону низкого давления.

Рис. 4. Схема движения пассатов

Западный ветер – постоянный ветер, дующий в западном направлении в умеренных широтах.

Рис. 5. Схема основных видов ветра

Бора – это резкий, сильный ветер, направление которого также подобно фену. Он дует с гор на побережье.

Рис. 6. Схема движения боры

Фён – легкий ветер, который характерен для гористой местности. Дует этот ветер, как правило, с гор на равнину.

Сирокко – сильный южный ветер, который характерен для Северной Африки, а также близлежащих регионов. Этот вид ветра зарождается в пустыне Сахара. Он несет очень жаркий и сухой воздух.

Значение и изучение ветра

Значение ветра:

1. Перемешивает атмосферы

2. Образует волны и течения

3. Улучшает экологическую ситуацию

4. Переносит вещества и частицы

5. Используется человеком в хозяйственной деятельности

Ветер может стать и причиной бедствий. Сильные разрушения наносят ураганы на суше, штормы в море. Разрушительное действие урагана связывают, прежде всего, с ветром, но следующие за ним фазы ливней и наводнений значительно более опасны. Эти явления могут приводить к катастрофическим последствиям, иногда – в масштабах нескольких государств.

Человек с давних пор изучает ветер. Силу ветра измеряют в баллах по 12-балльной шкале, а его скорость – в метрах в секунду (м/c). Скорость ветра измеряют с помощью анемометра. Отсутствие ветра – штиль.

Рис. 7. Анемометр 

Сила и скорость ветра

Силу ветра измеряют в баллах по 12-балльной шкале, а его скорость – в метрах в секунду (м/c). Для измерения силы ветра используют шкалу Бофорта.

Рис. 8. Шкала Бофорта и ее характеристика

Если о господствующих температурах можно судить по кривой графика хода температуры в местности, то о господствующих ветрах можно судить по графику, который называют Розой ветров.

Способ построения розы ветров за месяц

График, характеризующий режим ветра в конкретной местности, строящийся на основе длительных наблюдений, называют Розой ветров.  

Строится данный график следующим образом.Сначала вычерчивают линии: вертикальную линию Север – Юг,  горизонтальную линию Запад – Восток, а также линии Северо-запад – Юго-восток и Северо-восток – Юго-запад.

Условно принимают, что одному дню на графике соответствует один отрезок с заданной величиной. Величина отрезка может быть различна, например, 0,5 см. Далее на производится подсчет – сколько дней на протяжении месяца ветер дул с каждого из направлений. На линиях, соответствующих направлениям, отмечают, начиная от центра графика, число дней, в течение которых дул ветер.

Например, если северный ветер дул в течение четырех дней, то на линии  Севера отмечают 2 см (0,5 см. умноженные на 4 дня). Северо-восточный ветер дул шесть дней – на линии Северо-восточного ветра отмечают 3 см. Восточный ветер дул  4 дня – отмечают 2 см. Юго-восточный ветер дул три дня – на линии Юго-восток отмечают 1,5 см. И так далее.

Точки, отмеченные на линиях, последовательно соединяют.Далее в центре графика размещают круг, в котором указывают количество дней, во время которые ветра не было. Например, при построении Розы ветров за месяц, в котором 30 дней, и вычислив, что ветренных дней в месяце было 29, мы получаем один безветренный день и указываем единицу в центре Розы ветров.

Таким образом, мы получаем график ветра за месяц, называемый Розой ветров.

Рис. 9. Роза ветров

Заключение

Итак, мы изучили что такое ветер и что является причиной его образования. А также какие на планете встречаются ветры и с помощью какого графика можно определить господствующие ветры той или иной местности.

Список литературы

Основная

1. Начальный курс географии: учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. – 10-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 176 с.

2. География. 6 кл.: атлас. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа; ДИК, 2011. – 32 с.

3. География. 6 кл.: атлас. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, ДИК, 2013. – 32 с.

4. География. 6 кл.: конт. карты: М.: ДИК, Дрофа, 2012. – 16 с.

Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники

1. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин. – М.: Росмэн-Пресс, 2006. – 624 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1.Федеральный институт педагогических измерений (Источник).

2. Русское географическое общество (Источник).

3.Geografia.ru (Источник).

4. Яндекс (Источник).

5. Оtvetim.info (Источник).

6. Академик (Источник).

7. Мир путешествий и приключений (Источник).

Источник: http://projecteducation.ru/explore/6-klas/item/75-veter-napravlenie-i-skorost-vetra

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.