مقياس بوفورت هو مقياس تجريبي لقوة الرياح ، يعتمد بشكل أساسي على ملاحظات ظروف البحر والأمواج السطحية. إنه الآن المعيار لتقييم سرعة الرياح وتأثيرها على الأجسام البرية والبحرية حول العالم. دعونا ننظر في هذه المشكلة بمزيد من التفصيل في المقالة.
سيرة مختصرة لفرانسيس بوفورت
ولد مخترع مقياس قوة الرياح ، فرانسيس بوفورت ، عام 1774. منذ سن مبكرة ، بدأ في إبداء الاهتمام بالبحر والسفن. بالتجنيد في البحرية الملكية لبريطانيا العظمى ، وجه كل جهوده لبناء مهنة بحار. نتيجة لذلك ، تمكن بوفورت من الوصول إلى رتبة أميرال في البحرية الملكية.
أثناء خدمته ، لم يقم فقط بتنفيذ مهام بحرية عسكرية ، بل كرس أيضًا الكثير من الوقت لتجميع الخرائط الجغرافية وإجراء الملاحظات في أجزاء مختلفة من العالم. خدم بوفورت حتى في سن الشيخوخة. توفي عام 1857 م عن عمر 83 عاما.
المقياس الأول لتقدير سرعة الرياح
مقياستم اقتراح بوفورت في عام 1805. حتى هذه اللحظة ، لم يكن هناك معيار محدد يمكن بموجبه الحكم على مدى ضعف أو قوة الرياح التي تهب. اعتمد العديد من البحارة أنفسهم على أفكارهم الشخصية.
في البداية ، تم تقديم قوة الرياح على مقياس بوفورت كتخرج من 0 إلى 12. في الوقت نفسه ، لم تتحدث كل نقطة عن سرعة حركة الكتل الهوائية ، ولكن عن كيفية التصرف من حيث السيطرة على السفينة. على سبيل المثال ، متى يمكن ضبط الأشرعة ومتى يلزم إزالتها لتجنب كسر الصواري. وهذا يعني أن مقياس الرياح الأصلي بوفورت سعى لتحقيق أغراض عملية بحتة في الأعمال البحرية.
تم اعتماد هذا المقياس كمعيار للبحرية البريطانية فقط في أواخر ثلاثينيات القرن التاسع عشر.
استخدام المقياس على الأرض
ابتداءً من خمسينيات القرن التاسع عشر ، بدأ استخدام مقياس بوفورت للأغراض البرية. تم تطوير معادلة رياضية لتحويل درجاتها إلى الكميات الفيزيائية المستخدمة لقياس سرعة الرياح ، أي متر في الثانية (م / ث) وكيلومتر في الثانية (كم / ث). بالإضافة إلى ذلك ، بدأت أيضًا معايرة أجهزة قياس شدة الرياح المصنعة (الأدوات التي تقيس سرعة الرياح) لهذا المقياس.
في بداية القرن العشرين ، أضاف عالم الأرصاد جورج سيمبسون إلى المقياس التأثيرات الناتجة عن الرياح ذات القوة المناسبة على الأرض. ابتداءً من عشرينيات القرن الماضي ، بدأ استخدام المقياس على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم لوصف الظواهر المتعلقة بالرياح ، سواء في البحر أو على اليابسة.
العلاقة بين نقاط المقياس وقوة الرياح
كما هو مذكور أعلاه ، يمكن تحويل قوة الرياح بالنقاط على مقياس بوفورت إلى وحدات ملائمة للاستخدام. يتم استخدام الصيغة التالية لهذا: v=0.837B1.5m / s ، حيث v هي سرعة الرياح بالأمتار في الثانية ، B هي قيمة مقياس بوفورت. على سبيل المثال ، بالنسبة إلى 4 نقاط من المقياس المدروس ، والذي يتوافق مع اسم "النسيم المعتدل" ، ستكون سرعة الرياح: v=0.83741.5=6.7 م / ث أو 24 ، 1 كم / س.
غالبًا ما يكون من الضروري معرفة سرعة الكتل الهوائية بالكيلومترات في الساعة. لهذا الغرض ، تم اشتقاق علاقة رياضية أخرى بين نقاط المقياس والكمية المادية المقابلة. الصيغة هي: v=3B1 ، 5± B ، حيث v هي السرعة التي تهب بها الرياح ، معبرًا عنها بالكيلومتر / الساعة. لاحظ أن علامة "±" تسمح لك بالحصول على حدود السرعة التي تتوافق مع الدرجة المحددة. لذلك ، في المثال أعلاه ، سرعة الرياح على مقياس بوفورت ، والتي تتوافق مع 4 نقاط ، ستكون مساوية لـ: v=341 ، 54=24 ± 4 km / h أو 20-28 km / h.
كما ترى من المثال ، تعطي كلتا الصيغتين نفس النتيجة ، لذا يمكن استخدامهما لتحديد سرعة الرياح بوحدات مختلفة.
علاوة على ذلك ، نقدم وصفًا لعواقب تأثير الرياح لقوة أو أخرى على مختلف الكائنات الطبيعية والهياكل البشرية. تحقيقا لهذه الغاية ، يمكن تقسيم مقياس بوفورت بأكمله إلى ثلاثة أجزاء: 0-4 نقاط ، 5-8 نقاط و9-12 نقطة.
عشرات على مقياس من 0 إلى 4
إذا أظهر مقياس شدة الريح أن الريح موجودةفي غضون 4 نقاط من المقياس قيد النظر ، ثم يتحدثون عن نسيم خفيف:
- هادئ (0): سطح البحر أملس بدون أمواج؛ الدخان من النار يرتفع عموديا.
- نسيم خفيف (1): أمواج صغيرة بدون رغوة على البحر ؛ يشير الدخان إلى اتجاه هبوب الرياح.
- نسيم منخفض (2): قمم موجية شفافة مستمرة ؛ تبدأ الأوراق في التساقط من الأشجار وتتحرك ريش الطواحين
- نسيم خفيف (3): موجات صغيرة ، تبدأ قممها في الانكسار ؛ الأوراق على الشجر والأعلام تبدأ بالترنح.
- نسيم معتدل (4): كثير من "الحملان" على سطح البحر ؛ تتصاعد الأوراق والغبار من الأرض ، وتبدأ قمم الأشجار في التمايل
عشرات على مقياس من 5 إلى 8
هذه الرياح الشقارية تتسبب في تحول النسيم إلى رياح قوية. تتوافق مع الوصف التالي:
- النسيم المنعش (5): أمواج البحر متوسطة الحجم والطول ؛ تأرجح صغير في جذوع الأشجار ، ظهور تموجات على سطح البحيرات.
- نسيم قوي (6): تبدأ الموجات الكبيرة في التكون ، وتتكسر قممها باستمرار ، وتتشكل رغوة البحر ؛ تبدأ فروع الشجرة في التأرجح ، وصعوبة حمل مظلة مفتوحة.
- رياح قوية (7): يصبح سطح البحر شديد التموج و "كثيف" ، والرغوة تحملها الرياح ؛ تتحرك الأشجار الكبيرة ، ويواجه المشاة صعوبة في التحرك عكس اتجاه الريح.
- رياح قوية (8): موجات كبيرة "تنكسر" ، وظهور خطوطمن الرغوة تبدأ تيجان بعض الأشجار في الانكسار ، وحركة المشاة صعبة ، وبعض المركبات تتحرك تحت تأثير قوة الرياح.
عشرات على مقياس من 9 إلى 12
تميز آخر نقاط مقياس بوفورت بداية العاصفة والإعصار. عواقب مثل هذه الرياح موضحة أدناه:
- رياح قوية جدًا (9): موجات كبيرة جدًا بقمم مكسورة ، وانخفاض في الرؤية ؛ الأضرار التي لحقت بالأشجار ، استحالة الحركة الطبيعية للمشاة والمركبات ، بعض الهياكل الاصطناعية بدأت تتلف.
- العاصفة (10): أمواج كثيفة ، تظهر الرغوة على قممها ، يتحول لون سطح البحر إلى الأبيض ؛ اقتلاع الأشجار وإلحاق أضرار بالمباني.
- عاصفة شديدة (11): موجات كبيرة جدًا ، والبحر أبيض تمامًا ، والرؤية منخفضة جدًا ؛ تدمير الطبيعة المختلفة في كل مكان ، أمطار غزيرة ، فيضانات ، تحليق الناس وأشياء أخرى في الهواء.
- إعصار (12): أمواج ضخمة ، والبحر الأبيض ، وعدم وضوح الرؤية ؛ هروب اشخاص ومركبات واشجار واجزاء من منازل، دمار واسع النطاق، رياح سرعات تصل الى 120 كم / س.
موازين تصف الأعاصير
بطبيعة الحال ، السؤال الذي يطرح نفسه: هل هناك رياح تهب أقوى من 120 كم / ساعة على كوكب الأرض؟ بمعنى آخر ، هل هناك مقياس يصف القوة المختلفة للأعاصير؟ الجواب على هذا السؤال هو نعم يوجد مثل هذا الميزان وليس الوحيد.
ببادئ ذي بدء ، يجب القول أن مقياس بوفورت للإعصار موجود أيضًا ، ويتناسب بسهولة مع المقياس القياسي (تمت إضافة النقاط من 13 إلى 17). تم تطوير هذا المقياس الموسع في منتصف القرن الماضي ، على الرغم من أنه يمكن استخدامه لوصف الأعاصير المدارية التي تحدث غالبًا على سواحل جنوب شرق آسيا (تايوان ، الصين) ، إلا أنه نادرًا ما يستخدم. هناك موازين خاصة أخرى لهذه الأغراض
تم تقديم الأوصاف التفصيلية للأعاصير على مقياس Saffir-Simpson. تم تطويره في عام 1969 من قبل المهندس الأمريكي هربرت سافير ، ثم أضاف إليه سيمبسون تأثيرات الفيضانات. يقسم هذا المقياس جميع الأعاصير إلى 5 مستويات بناءً على سرعة الرياح. يغطي جميع الحدود الممكنة لهذه القيمة: من 120 كم / ساعة إلى 250 كم / ساعة وأكثر ، ويصف بالتفصيل خصائص الضرر لهذه النتيجة. يتم ترجمة مقياس Saffir-Simpson بسهولة إلى مقياس بوفورت الموسع. إذن ، 1 نقطة للأولى سوف تتوافق مع 13 نقطة للثانية ، 2 نقطة - 14 نقطة وهكذا.
الأدوات النظرية الأخرى لتصنيف الأعاصير هي مقياس فوجيتا ومقياس TORRO. يستخدم كلا المقياسين لوصف إعصار أو إعصار (نوع من الإعصار) ، في حين أن الأول يعتمد على تصنيف الضرر الناجم عن إعصار ، في حين أن الثاني له تعبير رياضي مطابق ويستند إلى سرعة الرياح في الإعصار. يتم استخدام كلا المقياسين حول العالم لوصف النوع المحدد من الإعصار.
