De schaal van Beaufort is een empirische maatstaf voor windkracht, voornamelijk gebaseerd op waarnemingen van zeecondities en oppervlaktegolven. Het is nu de standaard voor het beoordelen van windsnelheid en het effect ervan op land- en zeeobjecten over de hele wereld. Laten we dit probleem in meer detail bekijken in het artikel.
Korte biografie van Francis Beaufort
De uitvinder van de windkrachtschaal, Francis Beaufort, werd geboren in 1774. Al op jonge leeftijd begon hij interesse te tonen in de zee en schepen. Hij nam dienst bij de Royal Navy van Groot-Brittannië en richtte al zijn inspanningen op het opbouwen van een carrière als zeeman. Hierdoor kon Beaufort de rang van admiraal van de Royal Navy bereiken.
Tijdens zijn diensttijd voerde hij niet alleen militaire maritieme taken uit, maar besteedde hij ook veel tijd aan het samenstellen van geografische kaarten en het uitvoeren van observaties in verschillende delen van de wereld. Beaufort diende zelfs op zijn oude dag. Hij stierf in 1857, toen hij 83 jaar oud was.
De eerste schaal voor het schatten van windsnelheid
SchaalBeaufort werd voorgesteld in 1805. Tot nu toe was er geen specifieke norm om te beoordelen hoe zwak of sterk de wind waaide. Veel zeilers baseerden zich op hun subjectieve ideeën.
Aanvankelijk werd de kracht van de wind op de schaal van Beaufort gepresenteerd als een schaalverdeling van 0 tot 12. Tegelijkertijd sprak elk punt niet over de bewegingssnelheid van luchtmassa's, maar over hoe men zich zou moeten gedragen wat betreft het besturen van het schip. Wanneer kunnen bijvoorbeeld zeilen worden gehesen en wanneer moeten ze worden verwijderd om te voorkomen dat de masten breken. Dat wil zeggen, de originele Beaufort-windschaal streefde puur praktische doeleinden na in de maritieme sector.
Deze schaal werd pas in de late jaren 1830 als standaard voor de Britse marine aangenomen.
De weegschaal op het land gebruiken
Vanaf de jaren 1850 begon de schaal van Beaufort te worden gebruikt voor doeleinden over land. Er is een wiskundige formule ontwikkeld om haar scores om te zetten in de fysieke grootheden die worden gebruikt om de windsnelheid te meten, namelijk meters per seconde (m/s) en kilometer per seconde (km/s). Bovendien zijn ook gefabriceerde anemometers (instrumenten die de windsnelheid meten) op deze schaal gekalibreerd.
Aan het begin van de 20e eeuw voegde meteoroloog George Simpson de effecten toe die worden veroorzaakt door winden van de juiste sterkte op het land. Vanaf de jaren twintig begon de schaal wereldwijd te worden gebruikt om windgerelateerde verschijnselen te beschrijven, zowel op zee als op het land.
Relatie tussen schaalpunten en windkracht
Zoals hierboven vermeld, kan de kracht van de wind in punten op de schaal van Beaufort worden omgezet in eenheden die handig zijn voor gebruik. Hiervoor wordt de volgende formule gebruikt: v=0,837B1,5 m/s, waarbij v de windsnelheid in meters per seconde is, B de waarde van de schaal van Beaufort. Bijvoorbeeld, voor 4 punten van de beschouwde schaal, wat overeenkomt met de naam "matige wind", zal de windsnelheid zijn: v=0,83741.5=6,7 m/s of 24, 1 km/u.
Het is vaak nodig om de snelheid van luchtmassa's in kilometers per uur te krijgen. Voor dit doel werd een andere wiskundige relatie afgeleid tussen de schaalpunten en de bijbehorende fysieke grootheid. De formule is: v=3B1, 5 ± B, waarbij v de snelheid is waarmee de wind waait, uitgedrukt in km/h. Merk op dat u met het "±"-teken snelheidslimieten kunt krijgen die overeenkomen met de opgegeven score. Dus in het bovenstaande voorbeeld is de windsnelheid op de schaal van Beaufort, die overeenkomt met 4 punten, gelijk aan: v=341, 5 ± 4=24 ± 4 km/u of 20-28 km/u.
Zoals je in het voorbeeld kunt zien, geven beide formules hetzelfde resultaat, dus ze kunnen worden gebruikt om de windsnelheid in verschillende eenheden te bepalen.
Verder in het artikel geven we een beschrijving van de gevolgen van de impact van de wind van een of andere kracht op verschillende natuurlijke objecten en menselijke structuren. Hiertoe kan de hele schaal van Beaufort worden onderverdeeld in drie delen: 0-4 punten, 5-8 punten en 9-12 punten.
Scores op een schaal van 0 tot 4
Als de windmeter aangeeft dat er wind isbinnen 4 punten van de schaal in kwestie, dan spreken ze van een lichte bries:
- Kalm (0): Het oppervlak van de zee is glad, zonder golven; de rook van het vuur stijgt verticaal op.
- Lichte bries (1): kleine golven zonder schuim op de zee; rook geeft de richting aan waarin de wind waait.
- Lage wind (2): transparante golftoppen die continu zijn; bladeren beginnen van de bomen te vallen en de wieken van windmolens bewegen.
- Lichte bries (3): kleine golven, hun toppen beginnen te breken; de bladeren aan de bomen en de vlaggen beginnen te wankelen.
- Gematigde bries (4): veel "lammeren" op het oppervlak van de zee; papier en stof stijgen op uit de grond, boomtoppen beginnen te wiegen.
Scores op een schaal van 5 tot 8
Deze wind van Beaufort zorgt ervoor dat een briesje verandert in een sterke wind. Ze komen overeen met de volgende beschrijving:
- Frisse bries (5): zeegolven van gemiddelde grootte en lengte; kleine schommelingen van boomstammen, het verschijnen van rimpelingen op het oppervlak van meren.
- Sterke bries (6): grote golven beginnen zich te vormen, hun toppen breken voortdurend, zeeschuim vormt zich; boomtakken beginnen te zwaaien, moeite met het vasthouden van een open paraplu.
- Sterke wind (7): het oppervlak van de zee wordt extreem golvend en "volumineus", het schuim wordt door de wind meegevoerd; grote bomen bewegen en voetgangers kunnen moeilijk tegen de wind in bewegen.
- Sterke wind (8): grote golven die "breken", het uiterlijk van strepenvan schuim; de kruinen van sommige bomen beginnen te breken, de beweging van voetgangers is moeilijk, sommige voertuigen bewegen onder invloed van de kracht van de wind.
Scores op een schaal van 9 tot 12
De laatste punten van de schaal van Beaufort kenmerken het begin van een storm en een orkaan. De gevolgen van dergelijke winden worden hieronder gegeven:
- Zeer sterke wind (9): zeer grote golven met gebroken kammen, verminderd zicht; schade aan bomen, onmogelijkheid van normale beweging van voetgangers en voertuigen, sommige kunstmatige constructies beginnen beschadigd te raken.
- Storm (10): dikke golven, op de toppen waarvan schuim zichtbaar is, de kleur van het zeeoppervlak wordt wit; bomen ontworteld, schade aan gebouwen.
- Zware storm (11): zeer grote golven, de zee is helemaal wit, het zicht is erg laag; vernietiging van verschillende natuur overal, zware regenval, overstromingen, vliegende mensen en andere objecten in de lucht.
- Orkaan (12): enorme golven, witte zee en nul zicht; de vlucht van mensen, voertuigen, bomen en delen van huizen, wijdverbreide vernietiging, windsnelheden tot 120 km/u.
Schalen die orkanen beschrijven
Natuurlijk rijst de vraag: zijn er winden die harder waaien dan 120 km/u op onze aarde? Met andere woorden, is er een schaal die de verschillende sterktes van orkanen zou beschrijven? Het antwoord op deze vraag is ja: ja, er is zo'n schaal, en het is niet de enige.
BAllereerst moet worden gezegd dat de orkaanschaal van Beaufort ook bestaat, en deze past gemakkelijk bij de standaardschaal (punten van 13 tot 17 zijn toegevoegd). Deze uitgebreide schaal is ontwikkeld in het midden van de vorige eeuw, hoewel hij kan worden gebruikt om tropische orkanen te beschrijven die vaak voorkomen aan de kusten van Zuidoost-Azië (Taiwan, China), maar wordt zelden gebruikt. Er zijn andere speciale schalen voor deze doeleinden.
Gedetailleerde beschrijvingen van orkanen worden gegeven op de schaal van Saffir-Simpson. Het werd in 1969 ontwikkeld door de Amerikaanse ingenieur Herbert Saffir, waarna Simpson er overstromingseffecten aan toevoegde. Deze schaal verdeelt alle orkanen in 5 niveaus op basis van windsnelheid. Het dekt alle mogelijke limieten van deze waarde: van 120 km/u tot 250 km/u en meer, en beschrijft in detail de schadekarakteristiek van deze score. De schaal van Saffir-Simpson is eenvoudig te vertalen in de uitgebreide schaal van Beaufort. Dus 1 punt voor de eerste komt overeen met 13 punten voor de tweede, 2 punten - 14 punten enzovoort.
Andere theoretische hulpmiddelen voor het classificeren van orkanen zijn de Fujita-schaal en de TORRO-schaal. Beide schalen worden gebruikt om een tornado of een tornado (een soort orkaan) te beschrijven, terwijl de eerste is gebaseerd op de classificatie van schade door een tornado, terwijl de tweede een overeenkomstige wiskundige uitdrukking heeft en is gebaseerd op de windsnelheid in een tornado. Beide schalen worden over de hele wereld gebruikt om het gespecificeerde type orkaan te beschrijven.
