Ветер 13 км в час. Оценка погодных условий. Кто такой Фрэнсис Бофорт

Многие задаются вопросом: при какой скорости ветра не летают самолеты? Действительно, есть определенные ограничения по скорости. По сравнению со скоростью движения воздушного судна, которая достигает 250 м/c, даже сильный ветер со скоростью 20 м/c не помешает самолету во время полета. Однако боковой ветер может помешать авиалайнеру, когда тот перемещается с меньшей скоростью, а именно в момент взлета или посадки. Поэтому при таких условиях не взлетают самолеты. Воздушные потоки влияют на скорость воздушного судна, направление движения, а также на длину пробега и разбега. В атмосфере эти потоки присутствуют на всех высотах. Такое движение воздуха по отношению к летящему авиалайнеру представляет собой переносное движение. Если дует сильный ветер, направление движения авиалайнера по отношению к земле не совпадает с продольной осью воздушного судна. Сильные воздушные потоки могут сносить самолет с курса.

Авиалайнеры всегда совершают посадку и взлет против направления ветра. В случае взлета или посадки при попутном ветре длина разбега и пробега значительно увеличивается. При взлете или посадке авиалайнер проникает в нижний слой атмосферы так быстро, что летчик не успевает отреагировать на изменение ветра. Если он не будет знать о резком усилении или, наоборот, ослаблении воздушных потоков в нижних слоях атмосферы, это чревато авиакатастрофой.

Во время взлета, когда авиалайнер набирает высоту, он попадает в зону сильного встречного ветра. С набором высоты увеличивается подъемная сила воздушного судна. Причем увеличение происходит быстрее, чем это может проконтролировать летчик. Траектория полета при этом может оказаться выше расчетной. Если наблюдается резкое усиление ветра, это может стать причиной того, что авиалайнер попадет на закритический угол атаки. Это может привести к срыву воздушного потока и столкновению с поверхностью земли.

Как правило, допустимая максимальная сила ветра определяется для каждого самолета индивидуально в зависимости от специфики его конкретных характеристик и технических возможностей. Устанавливает максимальную скорость ветра, при которой можно осуществлять взлет или посадку, производитель авиалайнера. Точнее, производитель устанавливает две максимальные скорости: попутную и боковую. Попутная скорость для большинства современных авиалайнеров одинакова. При взлете и посадке попутная скорость не должна превышать 5 м/с. Что касается боковой скорости, то для каждого авиалайнера она различна:

• для самолетов ТУ-154 – 17 м/с;
• для АН-24 – 12 м/с;
• для ТУ-134 – 20 м/с.

В среднем для авиалайнеров устанавливается максимальная боковая скорость 17 м/с . При большей скорости подавляющее большинство самолетов не взлетают. Если в зоне прилета наблюдается резкое усиление ветра, скорость которого превышает допустимые показатели, самолеты не садятся в этом аэропорту, а совершают аварийную посадку на другой ВПП, где условия позволяют авиалайнеру безопасно приземлиться.

Отвечая на вопрос, при каком ветре не летают самолеты, можно с уверенностью сказать, что при скорости более 20 м/c, если ветер дует перпендикулярно ВПП, взлет не может быть осуществлен. Такой сильный ветер связан с прохождением мощных циклонов. Ниже вы можете посмотреть видео посадки самолета при сильном боковом ветре, чтобы увидеть, насколько это сложно сделать даже профессиональному опытному летчику с большим стажем. Особую опасность в данном случае представляет порывистый ветер в нижних слоях атмосферы. Он может начать дуть в самый неподходящий момент, образовав большой крен, который представляет огромную опасность для самолета.

Боковой ветер опасен тем, что требует от летчика определенных действий, которые совершить очень сложно. В авиации есть такое понятие, как «угол сноса». Этот термин означает величину угла, на который авиалайнер отклоняется от заданного направления из-за ветра. Чем сильнее ветер, тем больше этот угол. Соответственно, тем больше усилий требуется приложить пилоту, чтобы развернуть авиалайнер на этот угол в обратную сторону. Пока воздушное судно находится в полете, даже такой сильный ветер не вызывает никаких проблем. Но как только самолет соприкасается с поверхностью взлетно-посадочной полосы, авиалайнер обретает сцепление и начинает двигаться в направлении, параллельном своей оси. В этот момент летчик должен резко изменить направление движения авиалайнера, что очень непросто.

Что касается проблемы сильного попутного ветра, она легко решается сменой рабочего порога взлетно-посадочной полосы. Однако такая возможность есть не у каждого аэровокзала. Например, Сочи и Геленджик лишены такой возможности. Если сильный ветер дует в сторону моря, посадка может быть осуществлена, а вот взлет при таких условиях небезопасный. То есть посадка самолета при сильном ветре возможна, но далеко не во всех случаях.

Состояние ВПП

Даже если скорость ветра позволяет совершать взлет или посадку, учитывается еще целый ряд факторов, которые могут повлиять на окончательное решение. В частности, помимо погодных условий, видимости, учитывается состояние взлетно-посадочной полосы. Если она покрылась льдом, посадка или взлет не могут быть осуществлены. В авиации есть такой термин, как «коэффициент сцепления». Если этот показатель ниже 0.3, данная взлетно-посадочная полоса не годится для осуществления посадки или взлета и нуждается в очистке. Если снижение коэффициента сцепления произошло из-за сильного снегопада, при котором очистка невозможна, закрывают весь аэропорт, пока погода не наладится. Такой перерыв в работе может длиться несколько часов.

Как принимают решение на взлет?

Такое решение должен принимать командир авиалайнера. Для этого прежде всего он должен ознакомиться с метеорологическими данными по аэроузлам вылета, посадки и запасным аэропортам. Для этого используются прогнозы METAR и TAF. Первый прогноз выпускается для всех аэропортов каждые полчаса. Второй предоставляется каждые 3-6 часов. В таких прогнозах отражается вся значимая информация, которая может оказать влияние на решение о взлете или отмене рейса. В частности, в таких прогнозах есть данные о скорости ветра и ее изменениях.

Для принятия решения все рейсы условно делятся на 2-часовые и более продолжительные. Если перелет длится менее двух часов, для взлета достаточно, чтобы фактическая погода была приемлемой (выше установленного минимума). Если полет более продолжительный, обязательно дополнительно учитывается прогноз TAF. Если в пункте назначения погодные условия не позволяют осуществить посадку, в некоторых случаях, решение о взлете может быть положительным. Например, если погодные условия в пункте назначения ниже минимума, однако, в непосредственной близости имеются два аэродрома с оптимальными погодными условиями. Но положительное решение и в этих случаях практически никогда не принимают, учитывая опасность такого полета.

Вконтакте

Каждое природное явление, имеющее разные степени выраженности, принято оценивать в соответствии с определенными критериями. Особенно если информацию о нем надо передавать быстро и точно. Для силы ветра баллы в шкале Бофорта стали единым международным ориентиром.

Разработанная британским контр-адмиралом, уроженцем Ирландии Фрэнсисом Бофортом (ударение приходится на второй слог) в 1806 году система, усовершенствованная в 1926-м добавлением информации об эквивалентности силы ветра в баллах его определенной скорости, позволяет полно и точно характеризовать данный атмосферный процесс, оставаясь актуальной и по сей день.

Что такое ветер?

Ветром называется движение воздушных масс параллельно поверхности планеты (горизонтально над ней). Этот механизм вызван разницей давления. Направление движения всегда исходит из области более высокого.

Для описания ветра принято использовать следующие характеристики:

• скорость (измеряется в метрах в секунду, километрах в час, узлах и баллах);
• сила ветра (в баллах и м. с. - метрах в секунду, соотношение примерно равно 1:2);
• направление (согласно сторонам света).

Первые два параметра тесно связаны. Они могут взаимно обозначаться единицами измерения друг друга.

Направление ветра определяют по той стороне света, откуда началось движение (с севера - северный ветер и т. п.). Скорость определяет барический градиент.

Бари́ческий градие́нт (иначе - барометрический градиент) - изменение атмосферного давления на единицу расстояния по нормали к поверхности равного давления (изобарической поверхности) в сторону убывания давления. В метеорологии обычно пользуются горизонтальным барометрическим градиентом, то есть его горизонтальной составляющей (Большая советская энциклопедия).

Скорость и силу ветра невозможно разделить. Большая разность показателей между зонами атмосферного давления порождает сильное и быстрое движение воздушных масс над поверхностью земли.

Особенности измерения ветров

Для того чтобы правильно соотнести данные метеорологических служб со своим реальным положением или корректно произвести измерение, нужно знать, какие стандартные условия используют профессионалы.

• Замер силы и скорости ветра происходит на десятиметровой высоте на открытой ровной поверхности.
• Название направлению ветра дает сторона света, откуда он дует.

Управляющие водным транспортом, а также любители проводить время на природе, часто приобретают приборы анемометры, которые определяют скорость, которую легко соотнести с силой ветра в баллах. Существуют водостойкие модели. Для удобства производятся приборы различной компактности.

В системе Бофорта описание высоты волн, соотносимых с определенной силой ветра в баллах, приводится для открытого морского пространства. Оно будет значительно меньше в мелких акваториях и прибрежных зонах.

От личного до всемирного пользования

Сэр Фрэнсис Бофорт не просто имел высокий военный чин на флоте, но и был успешным ученым-практиком, занимавшим важные посты, гидрографом и картографом, принесшим стране и миру огромную пользу. Его имя носит одно из морей в Северном Ледовитом океане, омывающее Канаду и Аляску. В честь Бофорта назван Антарктический остров.

Удобную систему оценки силы ветра в баллах, доступную для достаточно точного определения выраженности явления "на глаз", Фрэнсис Бофорт создал для собственного пользования в 1805 году. Шкала имела градацию от 0 до 12 баллов.

В 1838 году система визуальной оценки погоды и силы ветра в баллах стала официально применяться британским флотом. В 1874 году она была принята международным синоптическим сообществом.

В 20-м веке в шкалу Бофорта были внесены еще несколько усовершенствований - соотношение баллов и словесного описания проявления стихии со скоростью ветра (1926 год), а также добавлены еще пять делений - пунктов градации силы ураганов (США, 1955 год).

Критерии оценки силы ветра в баллах Бофорта

В современном виде шкала Бофорта имеет несколько характеристик, позволяющих в комплексе наиболее точно соотнести конкретное атмосферное явление с его показателями в баллах.

• Во-первых, это вербальная информация. Словесное описание погоды.
• Средний показатель скорости в метрах в секунду, километрах в час и узлах.
• Воздействие движущихся воздушных масс на характерные предметы на суше и море, определяется по типичным проявлениям.

Неопасный ветер

Безопасный ветер определяется в диапазоне от 0 до 4 баллов.

Пограничным можно назвать ветер в 5 баллов, характеризуемый как "свежий", или fresh breeze. Его скорость колеблется от 8 до 10,7 метров с секунду (29-38 км/ч, или от 17 до 21 узла). Тонкие деревья качаются вместе со стволами. Волны поднимаются до 2,5 (в среднем до двух) метров. Иногда проявляются брызги.

Ветер, приносящий неприятности

С силы ветра в 6 баллов начинаются явления сильные, способные нанести ущерб здоровью и имуществу.

Опасная сила ветра

Ветер силой от десяти до двенадцати баллов опасен и характеризуется как сильный (storm) и жестокий шторм (violent storm), а также ураган (hurricane).

Ветер вырывает деревья вместе с корнями, наносит ущерб строениям, уничтожает растительность, разрушает здания. Волны издают оглушающий шум от 9 метров и выше, длинные. На море они достигают опасной высоты даже для крупных судов - от девяти метров и выше. Пена покрывает водную поверхность, видимость - нулевая или приближенная к такому показателю.

Скорость движения воздушных масс составляет от 24,5 метров в секунду (89 км/ч) и достигает от 118 километров в час при ветре силой в 12 баллов. Жестокий шторм и ураган (ветра, равные 11 и 12 баллам) случаются очень редко.

Добавочные пять баллов к классической шкале Бофорта

Так как ураганы тоже не идентичны между собой по интенсивности и степени наносимого урона, в 1955 году в Бюро погоды Соединенных Штатов Америки было принято дополнение к стандартной классификации Бофорта в виде пяти единиц шкалы. Сила ветра от 13 до 17 баллов включительно - это уточняющие характеристики для разрушительных ураганных ветров и сопутствующих им явлений окружающей среды.

Как обезопасить себя, когда бушует стихия?

Если штормовое предупреждение МЧС застает на открытой местности, лучше последовать советам и снизить риск несчастных случаев.

Прежде всего, на предупреждения стоит обращать внимание каждый раз - нет гарантии, что атмосферный фронт придет в ту местность, где вы находитесь, но также нельзя быть уверенным, что он в очередной раз обойдет ее стороной. Все предметы стоит убрать или надежно закрепить, обезопасить домашних животных.

Если шквальный ветер застает в непрочном строении - садовый домик или другие легкие конструкции - окна со стороны движения воздуха лучше закрыть, а при необходимость укрепить ставнями или досками. С подветренной, наоборот, слегка приоткрыть и зафиксировать в таком положении. Это избавит от опасности взрывного эффекта от разницы давления.

Важно помнить, что любой сильный ветер может принести с собой нежелательные осадки - зимой это метели и пурга, летом возможны пылевые и песчаные бури. Также следует учитывать, что сильный ветер может возникнуть и в абсолютно ясную погоду.

Шкала для определения скорости, силы и названия ветра (шкала Бофорта)

Различают сглаженную скорость за некоторый небольшой промежуток времени имгновенную , скорость в данный момент времени. Скорость измеряют анемометром, с помощью доски Вильда.

Наибольшая средняя годовая скорость ветра (22 м/сек) наблюдалась на побережье Антарктиды. Средняя суточная скорость, там доходит иногда до 44 м/сек, а в отдельные моменты достигает 90 м/сек.

Скорость ветра имеет суточный ход . Он близок к суточному ходу температуры. Максимальная скорость в приземном слое (100 м – летом, 50 м – зимой) наблюдается в 13-14 часов, минимальная скорость – в ночные часы. В более высоких слоях атмосферы суточный ход скорости обратный. Это объясняется изменением интенсивности вертикального обмена в атмосфере в течение суток. Днем интенсивный вертикальный обмен затрудняет горизонтальное перемещение воздушных масс. Ночью этого препятствия нет и Вм перемещаются по направлению барического градиента.

Скорость ветра зависит от разницы давления и прямо пропорциональна ей: чем больше разность давления (горизонтальный барический градиент), тем больше скорость ветра. Средняя многолетняя скорость ветра у земной поверхности 4-9 м/с, редко более 15 м/с. В штормах и ураганах (умеренных широт) - до 30 м/с, в порывах до 60 м/с. В тропических ураганах скорости ветра доходят до 65 м/с, а в порывах могут достигать 120 м/с.

Приборы, при помощи которых измеряется скорость ветра, называют анемометрами. Большинство анемометров построено по принципу ветряной мельницы. Так, например, анемометр Фусса имеет вверху четыре полушария (чашки), обращенные в одну сторону (рис. 75).

Эта система полушарий вращается около вертикальной оси, причем количество оборотов отмечается счетчиком. Прибор выставляется на ветер, и, когда «мельница из полушарий» приобретает более или менее постоянную скорость, включается счетчик на точно определенное время. По табличке, на которой указано количество оборотов для каждой скорости ветра, и по количеству найденных оборотов определяется скорость. Существуют более сложные приборы, которые имеют приспособление для автоматической записи направления и скорости ветра. Применяются также и простые приборы, по которым одновременно можно определить направление и силу ветра. Примером такого прибора может служить распространенный на всех метеорологических станциях флюгер Вильда.

Направление ветра определяется той стороной горизонта, с которой дует ветер. Для его обозначения применяется восемь основных направлений (румбов): С, СЗ, З, ЮЗ, Ю, ЮВ, В, СВ. Направление зависит от распределения давления и от отклоняющего действия вращения Земли.

Роза ветров. Ветры подобно другим явлениям в жизни атмосферы подвержены сильным изменениям. Поэтому и здесь приходится находить средние величины.

Для определения господствующих направлений ветров за тот или другой период времени поступают следующим образом. Проводят из какой-нибудь точки восемь главных направлений, или румбов, и на каждом по определенному масштабу откладывают повторяемость ветров. На полученном изображении, известном под названием розы ветров, ясно видны господствующие ветры (рис. 76).

Сила ветра зависит от его скорости и показывает, какое динамическое давление оказывает воздушный поток на какую-либо поверхность. Сила ветра измеряется в килограммах на квадратный метр (кг/м2).

Структура ветра. Ветер нельзя представить себе однородным воздушным течением, имеющим одинаковое направление и одинаковую скорость во всей своей массе. Наблюдения показывают, что ветер дует порывисто, как бы отдельными толчками, порой стихает, потом снова приобретает прежнюю скорость. При этом направление ветра тоже подвержено изменениям. Наблюдения, производимые в более высоких слоях воздуха, показывают, что порывистость с высотой уменьшается. Замечено также, что в различные времена года и даже в различные часы дня порывистость ветра неодинакова. Наибольшая порывистость наблюдается весной. В течение суток наибольшее ослабление ветра - ночью. Порывистость ветра зависит от характера земной поверхности: чем больше неровностей, тем больше порывистость и наоборот.

Причины ветров. Воздух остаётся в покое до тех пор, пока давление в данном участке атмосферы распределяется более или менее равномерно. Но стоит давлению в каком-либо участке увеличиться или уменьшиться, как воздух потечёт от места большего давления в сторону меньшего. Начавшееся перемещение масс воздуха будет продолжаться до тех пор, пока разность давлений не выравнится и не установится равновесие.

Устойчивого равновесия в атмосфере почти никогда не наблюдается, поэтому и ветры относятся к наиболее часто повторяющимся явлениям в природе.

Причин, нарушающих равновесие атмосферы, очень много. Но одной из первых причин, порождающей разность давлений, является различие температур. Разберём простейший случай.

Перед нами поверхность моря и прибрежная часть суши. Днём поверхность суши нагревается быстрее поверхности моря. Благодаря этому нижний слой воздуха над сушей расширяется больше, чем над морем (рис. 77, I). В результате вверху сейчас же создается воздушное течение от более теплой области к более холодной (рис. 77, II).

Ввиду того, что часть воздуха из теплой области перетекла (вверху) в сторону холодной, давление в пределах холодной области увеличится, а в пределах теплой области уменьшится. В результате возникает воздушное течение теперь уже в нижнем слое атмосферы от холодной области к теплой (в нашем случае от моря к суше) (рис. 77, III).

Подобные воздушные течения обычно возникают на морском побережье или по берегам больших озер и носят название бризов. В приведенном нами примере - бриз дневной. Ночью картина совершенно обратная, ибо поверхность суши, остывая быстрее поверхности моря, становится холоднее. В результате в верхних слоях атмосферы воздух будет течь в сторону суши, а в нижних слоях в сторону моря (ночной бриз).

Подъем воздуха с теплой области и опускание в холодной объединяет верхнее и нижнее течение и создает замкнутую циркуляцию (рис. 78). В этих замкнутых круговоротах вертикальные части пути обыкновенно очень малы, горизонтальные же, наоборот, могут достигать огромных размеров.

Причины различной скорости ветров. Само собой понятно, что скорость ветра должна зависеть от градиента давления (т. е. определяться прежде всего разницей в давлениях на единицу расстояния). Если бы, кроме силы, обусловленной градиентом, никаких других сил на массу воздуха не действовало, то воздух двигался бы равномерно-ускоренно. Однако этого не получается, потому что существует немало причин, которые замедляют движение воздуха. Сюда в первую очередь относится трение.

Различают трение двух видов: 1) трение приземного слоя воздуха о земную поверхность и 2) трение, возникающее внутри самого движущегося воздуха.

Первое находится в прямой зависимости от характера поверхности. Так, например, водная поверхность и равнинная степь создают наименьшее трение. При этих условиях скорость ветра всегда значительно возрастает. Поверхность же, имеющая неровности, создает большие препятствия движущемуся воздуху, что приводит к уменьшению скорости ветра. Особенно сильно понижают скорость ветра городские постройки и лесные насаждения (рис. 79).

Наблюдения, произведенные в лесу, показали, что уже в 50 м от опушки скорость ветра уменьшается до 60-70% первоначальной скорости, в 100 м до 7%, в 200 м до 2-3%.

Трение, которое возникает между соседними слоями движущихся масс воздуха, называют внутренним трением. Внутреннее трение обусловливает передачу движения от одного слоя к другому. Приземный слой воздуха в результате трения о земную поверхность имеет наиболее замедленнее движение. Выше лежащий слой, соприкасаясь с движущимся нижним слоем, также замедляет свое движение, но уже в гораздо меньшей степени. Еще меньшее воздействие испытывает следующий слой и т. д. В результате скорость движения воздуха с высотой постепенно возрастает.

Направление ветров. Если главнейшей причиной ветра является разница в давлениях, то ветер должен дуть из области большего давления в область меньшего давления в направлении, перпендикулярном изобарам. Однако этого не происходит. В действительности (как это установлено наблюдениями) ветер дует главным образом вдоль изобар и только слегка отклоняется в сторону низкого давления. Это происходит вследствие отклоняющего действия вращения Земли. В свое время мы уже говорили, что всякое движущееся тело под влиянием вращения Земли отклоняется от своего первоначального пути в северном полушарии вправо, а в южном влево. Говорили также и о том, что отклоняющаяся сила по направлению от экватора к полюсам возрастает. Совершенно понятно, что движение воздуха, возникшее в силу разности давлений, сразу же начинает испытывать на себе влияние этой отклоняющей силы. Сама по себе эта сила невелика. Но благодаря непрерывности ее действия в конце концов эффект получается очень большой. Если бы не было трения и других влияний, то в результате непрерывно действующего отклонения ветер мог бы описать замкнутую кривую, близкую к окружности. На самом деле благодаря влиянию различных причин подобного отклонения не получается, но тем не менее оно все же весьма значительно. Достаточно указать хотя бы на пассаты, направление которых, при неподвижном состоянии Земли, должно бы совпадать с направлением меридиана. Между тем их направление в северном полушарии северо-восточное, в южном - юго-восточное, а в умеренных широтах, где сила отклонения еще больше, ветер, дующий с юга на север, приобретает западно-юго-западное направление (в северном полушарии).

Главнейшие системы ветров. Ветры, наблюдаемые на земной поверхности, очень разнообразны. В зависимости от причин, порождающих это разнообразие, мы разделим их на три большие группы. К первой группе отнесем ветры, причины которых зависят главным образом от местных условий, ко второй - ветры, обусловленные общей циркуляцией атмосферы, и к третьей - ветры циклонов и антициклонов. Начнем наше рассмотрение с наиболее простых ветров, причины которых зависят преимущественно от местных условий. Сюда мы относим бризы, различные горные, долинные, степные и пустынные ветры, а также и муссонные ветры, которые уже зависят не только от местных причин, но и от общей циркуляции атмосферы.

Ветры чрезвычайно разнообразны по происхождению, характеру и значению. Так, в умеренных широтах, где господствует западный перенос, преобладают ветры западных направлений (СЗ, З, ЮЗ). Эти области занимают обширные пространства - примерно от 30 до 60° в каждом полушарии. В полярных областях ветры дуют от полюсов к зонам пониженного давления умеренных широт. В этих областях преобладают северо-восточные ветры в Арктике и юго-восточные в Антарктике. При этом юго-восточные ветры Антарктики, в отличие от Арктических, более устойчивые и имеют большие скорости.

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер плотности потока водяного пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 километр в час [км/ч] = 0,277777777777778 метр в секунду [м/с]

Исходная величина

Преобразованная величина

метр в секунду метр в час метр в минуту километр в час километр в минуту километр в секунду сантиметр в час сантиметр в минуту сантиметр в секунду миллиметр в час миллиметр в минуту миллиметр в секунду фут в час фут в минуту фут в секунду ярд в час ярд в минуту ярд в секунду миля в час миля в минуту миля в секунду узел узел (брит.) скорость света в вакууме первая космическая скорость вторая космическая скорость третья космическая скорость скорость вращения Земли скорость звука в пресной воде скорость звука в морской воде (20°C, глубина 10 метров) число Маха (20°C, 1 атм) число Маха (стандарт СИ)

Подробнее о скорости

Общие сведения

Скорость - мера измерения пройденного расстояния за определенное время. Скорость может быть скалярной величиной и векторной - при этом учитывается направление движения. Скорость движения по прямой линии называется линейной, а по окружности - угловой.

Измерение скорости

Среднюю скорость v находят, поделив общее пройденное расстояние ∆x на общее время ∆t : v = ∆x /∆t .

В системе СИ скорость измеряют в метрах в секунду. Широко используются также километры в час в метрической системе и мили в час в США и Великобритании. Когда кроме величины указано и направление, например 10 метров в секунду на север, то речь идет о векторной скорости.

Скорость движущихся с ускорением тел можно найти с помощью формул:

• a , с начальной скоростью u в течении периода ∆t , имеет конечную скорость v = u + a ×∆t .
• Тело, движущееся с постоянным ускорением a , с начальной скоростью u и конечной скоростью v , имеет среднюю скорость ∆v = (u + v )/2.

Средние скорости

Скорость света и звука

Согласно теории относительности, скорость света в вакууме - самая большая скорость, с которой может передвигаться энергия и информация. Она обозначается константой c и равна c = 299 792 458 метров в секунду. Материя не может двигаться со скоростью света, потому что для этого понадобится бесконечное количество энергии, что невозможно.

Скорость звука обычно измеряется в упругой среде, и равна 343,2 метра в секунду в сухом воздухе при температуре 20 °C. Скорость звука самая низкая в газах, а самая высокая - в твердых телах. Она зависит от плотности, упругости, и модуля сдвига вещества (который показывает степень деформации вещества при сдвиговой нагрузке). Число Маха M - это отношение скорости тела в среде жидкости или газа к скорости звука в этой среде. Его можно вычислить по формуле:

M = v /a ,

где a - это скорость звука в среде, а v - скорость тела. Число Маха обычно используется в определении скоростей, близких к скорости звука, например скоростей самолетов. Эта величина непостоянна; она зависит от состояния среды, которое, в свою очередь, зависит от давления и температуры. Сверхзвуковая скорость - скорость, превышающая 1 Мах.

Скорость транспортных средств

Ниже приведены некоторые скорости транспортных средств.

• Пассажирские самолеты с турбовентиляторными двигателями: крейсерская скорость пассажирских самолетов - от 244 до 257 метров в секунду, что соответствует 878–926 километрам в час или M = 0,83–0,87.
• Высокоскоростные поезда (как «Синкансэн» в Японии): такие поезда достигают максимальных скоростей от 36 до 122 метров в секунду, то есть от 130 до 440 километров в час.

Скорость животных

Максимальные скорости некоторых животных примерно равны:

Скорость человека

• Люди ходят со скоростью примерно 1,4 метра в секунду или 5 километров в час, и бегают со скоростью примерно до 8,3 метра в секунду, или до 30 километров в час.

Примеры разных скоростей

Четырехмерная скорость

В классической механике векторная скорость измеряется в трехмерном пространстве. Согласно специальной теории относительности, пространство - четырехмерное, и в измерении скорости также учитывается четвертое измерение - пространство-время. Такая скорость называется четырехмерной скоростью. Ее направление может изменяться, но величина постоянна и равна c , то есть скорости света. Четырехмерная скорость определяется как

U = ∂x/∂τ,

где x представляет мировую линию - кривую в пространстве-времени, по которой движется тело, а τ - «собственное время», равное интервалу вдоль мировой линии.

Групповая скорость

Групповая скорость - это скорость распространения волн, описывающая скорость распространения группы волн и определяющая скорость переноса энергии волн. Ее можно вычислить как ∂ω /∂k , где k - волновое число, а ω - угловая частота. K измеряют в радианах/метр, а скалярную частоту колебания волн ω - в радианах в секунду.

Гиперзвуковая скорость

Гиперзвуковая скорость - это скорость, превышающая 3000 метров в секунду, то есть во много раз выше скорости звука. Твердые тела, движущиеся с такой скоростью, приобретают свойства жидкостей, так как благодаря инерции, нагрузки в этом состоянии сильнее, чем силы, удерживающие вместе молекулы вещества во время столкновения с другими телами. При сверхвысоких гиперзвуковых скоростях два столкнувшихся твердых тела превращаются в газ. В космосе тела движутся именно с такой скоростью, и инженеры, проектирующие космические корабли, орбитальные станции и скафандры, должны учитывать возможность столкновения станции или космонавта с космическим мусором и другими объектами при работе в открытом космосе. При таком столкновении страдает обшивка космического корабля и скафандр. Разработчики оборудования проводят эксперименты столкновений на гиперзвуковой скорости в специальных лабораториях, чтобы определить, насколько сильные столкновения выдерживают скафандры, а также обшивка и другие части космического корабля, например топливные баки и солнечные батареи, проверяя их на прочность. Для этого скафандры и обшивку подвергают воздействию ударов разными предметами из специальной установки со сверхзвуковыми скоростями, превышающими 7500 метров в секунду.

Метеорологические опасные явления – природные процессы и явления, возникающие в атмосфере под действием различных природных факторов или их сочетаний, оказывающие или могущие оказать поражающее воздействие на людей, сельскохозяйственных животных и растений, объекты экономики и окружающую природную среду.

Ветер – это перемещение воздуха параллельно земной поверхности, возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и направленное из зоны высокого давления в зоною низкого давления.

Ветер характеризуется:
1. Направлением ветра - определяется азимутом стороны горизонта, откуда
он дует, и измеряется в градусах.
2. Скоростью ветра – измеряется в метрах в секунду (м/с; км/ч; милях/час)
(1 миля = 1609 км; 1 морская миля = 1853 км).
3. Силой ветра – измеряется давлением, которое он оказывает на 1 м2 поверхности. Сила ветра меняется почти пропорционального скорости,
поэтому силу ветра часто оценивают не давлением, а скоростью, что упрощает восприятие и понимание этих величин.

Для обозначения движения ветра используют много слов: смерч, буря, ураган, шторм, тайфун, циклон и множество местных названий. Чтобы их систематизировать, во всем мире пользуются шкалой Бофорта, которая позволяет весьма точно оценить силу ветра в баллах (от 0 до 12) по его действию на наземные предметы или на волнение в море. Удобна эта шкала еще и тем, что она позволяет по описанным в ней признакам довольно точно определить скорость ветра без приборов.

Шкала Бофорта (табл. 1)

Бризом (от легкого до сильного бриза) моряки называют ветер, имеющий скорость от 4 до 31 мили/час. В пересчете на километры (коэффициент 1,6) это будет 6,4-50 км/час

Скорость и направления ветра определяют погоду и климат.

Сильные ветры, значительные перепады атмосферного давления и большое количество осадков вызывают опасные атмосферные вихри (циклоны, бури, шквалы, ураганы) которые могут вызвать разрушения и человеческие жертвы.

Циклон – общее название вихрей с пониженным давлением в центре.

Антициклон – это область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре. В Северном полушарии ветры в антициклоне дуют против часовой стрелки, а в Южном – по часовой стрелке, в циклоне движение ветра обратное.

Ураган - ветер разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого равна или превышает 32,7 м/с (12 баллов по шкале Бофорта), что равнозначно 117 км/ч (табл. 1).
В половине случаев скорость ветра при урагане превышает 35 м/сек, доходя до 40-60 м/сек, а иногда и до100 м/сек.

В зависимости от скорости ветра ураганы классифицируются на три типа:
- ураган (32 м/с и более),
- сильный ураган (39,2 м/с и более)
- жестокий ураган (48,6 м/с и более).

Причиной подобных ураганных ветров является возникновение, как правило, на линии столкновения фронтов теплых и холодных воздушных масс, мощных циклонов с резким перепадом давления от периферии к центру и с созданием вихревого воздушного потока, движущегося в нижних слоях (3-5 км) по спирали к середине и вверх, в северном полушарии – против часовой стрелки.

Такие циклоны, в зависимости от места их возникновения и структуры, принято подразделять на:
- тропические циклоны встречаются над теплыми тропическими океанами, в стадии формирования обычно движется на запад, а после окончания формирования изгибаются к полюсам.
Тропический циклон, достигший необычной силы, называется ураганом, если он рождается в Атлантическом океане и примыкающих к нему морям; тайфуном – в Тихом океане или его морях; циклоном – в регионе Индийского океана.
циклоны умеренных широт могут формироваться как над сушей так и над водой. Обычно они движутся с запада на восток. Характерной особенностью таких циклонов является их большая «сухость». Количество осадков при их прохождении значительно меньше, чем в зоне тропических циклонов.
На Европейский материк воздействуют как тропические ураганы, зарождающиеся в центральной Атлантике, так и циклоны умеренных широт.
Буря – разновидность урагана, но имеет меньшую скорость ветра 15-31
м/сек.

Длительность бурь – от нескольких часов до нескольких суток, ширина от десятков до нескольких сотен километров.
Бури подразделяются:

2. Потоковые бури – это местные явления небольшого распространения. Они слабее, чем вихревые бури. Они подразделяются:
- стоковые – поток воздуха движется по склону сверху вниз.
- Струевые – характерны тем, что поток воздуха движется горизонтально или вверх по склону.
Проходят потоковые бури чаще всего между цепями гор, соединяющих долины.
В зависимости от окраски частиц, вовлеченных в движение, различают черные, красные, желто-красные и белые бури.
В зависимости от скорости ветра бури классифицируются:
- буря 20 м/сек и более
- сильная буря 26 м/ сек и более
- жесткая буря 30,5 м/сек и более.

Шквал – резкое кратковременное усиление ветра до 20–30 м/с и выше, сопровождающееся изменением его направления, связанного с конвективными процессами. Несмотря на кратковременность шквалов, они могут приводить к катастрофическим последствиям. Шквалы в большинстве случаев связаны с кучево-дождевыми (грозовыми) облаками либо местной конвекции, либо холодного фронта. Шквал обычно связан с ливневыми осадками и грозой, иногда с градом. Атмосферное давление при шквале резко повышается в связи с бурным выпадением осадков, а затем - снова падает.

По возможности ограничения зоны воздействия все перечисленные стихийные бедствия относят к нелокализуемым.

Опасные последствия ураганов и бурь.

Ураганы являются одной из самых мощных сил стихии и по своему пагубному воздействию не уступают таким страшным стихийным бедствиям, как землетрясения. Это объясняется тем, что ураганы несут в себе колоссальную энергию. Ее количество, выделяемое средним по мощности ураганом в течение 1 ч, равно энергии ядерного взрыва в 36 Мт. За один день выделяется количество энергии, которой хватило бы для полугодового обеспечения электричеством такой страны, как США. А за две недели (средняя продолжительность существования урагана) такой ураган выделяет энергию, равную энергии Братской ГЭС, которую она может выработать за 26 тыс. лет. Очень высоким является и давление в зоне урагана. Оно достигает нескольких сот килограммов на квадратный метр неподвижной поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению движения ветра.

Ураганный ветер разрушает прочные и сносит легкие строения, опустошает засеянные поля, обрывает провода и валит столбы линий электропередачи и связи, повреждает транспортные магистрали и мосты, ломает и вырывает с корнями деревья, повреждает и топит суда, вызывает аварии на коммунально-энергетических сетях, в производстве. Известны случаи, когда ураганный ветер разрушал дамбы и плотины, что приводило к большим наводнениям, сбрасывал с рельсов поезда, срывал с опоры мосты, валил фабричные трубы, выбрасывал на сушу корабли. Часто ураганы сопровождают сильные ливни, которые опаснее самого урагана, так как являются причиной селевых потоков и оползней.

Размеры ураганов различны. Обычно за ширину урагана принимают ширину зоны катастрофических разрушений. Часто к этой зоне прибавляют территорию ветров штормовой силы со сравнительно небольшими разрушениями. Тогда ширина урагана измеряется сотнями километров, достигая иногда 1000 км. Для тайфунов полоса разрушений обычно составляет 15-45 км. Средняя продолжительность урагана – 9-12 суток. Ураганы возникают в любое время года, но наиболее часто с июля по октябрь. В остальные 8 месяцев они редки, пути их коротки.

Ущерб, причиняемый ураганом, определяется целым комплексом различных факторов, в том числе рельефом местности, степенью застройки и прочностью строений, характером растительности, присутствием в зоне его действия населения и животных, временем года, проведенными профилактическими мероприятиями и рядом других обстоятельств, главным из которых является скоростной напор воздушного потока q, пропорциональный произведению плотности атмосферного воздуха на квадрат скорости воздушного потока q = 0,5pv 2 .

Согласно строительным нормам и правилам максимальное нормативное значение ветрового давления составляет q = 0,85 кПа, что при плотности воздуха r = 1,22 кг/м3 соответствует скорости ветра.

Для сравнения можно привести расчетные значения скоростного напора, использованные для проектирования атомных станций для района Карибского бассейна: для сооружений I категории – 3,44 кПа, II и III – 1,75 кПа и для открытых установок – 1,15 кПа.

Ежегодно около ста мощных ураганов шествуют по земному шару, вызывая разрушения и нередко унося человеческие жизни (табл. 2). 23 июня 1997 года над большей частью Брестской и Минской областей пронесся ураган, в результате которого 4 человека погибли, 50 – были ранены. В Брестской области было обесточено 229 населенных пунктов, выведена из строя 1071 подстанция, сорваны крыши с 10-80 % жилых домов в более чем в 100 населенных пунктах, разрушено до 60 % зданий сельскохозяйственного производства. В Минской области было обесточено 1410 населенных пунктов, повреждены сотни домов. Поломаны и вывернуты с корнями деревья в лесах и лесопарках. В конце декабря 1999 года от ураганного ветра, пронесшегося по Европе, пострадала и Беларусь. Были порваны линии электропередачи, многие населенные пункты обесточены. Всего от урагана пострадали 70 районов и более 1500 населенных пунктов. Только в Гродненской области вышли из строя 325 трансформаторных подстанций, в Могилевской еще больше – 665.

Таблица 2
Последствия воздействия некоторых ураганов

Смерч (торнадо) – вихревое движение воздуха, распространяющегося в виде гигантского черного столба диаметром до сотен метров, внутри которого наблюдается разряжение воздуха, куда затягиваются различные предметы.

Смерчи возникают как над водной поверхность, так и над сушей, значительно чаще, чем ураганы. Очень часто они сопровождаются грозами, градом и ливнями. Скорость вращения воздуха в пылевом столбе достигает 50-300 м/сек и более. За время своего существования он может пройти путь до 600 км - по полосе местности шириной в несколько сотен метров, а иногда и до нескольких километров, где и возникают разрушения. Воздух в столбе поднимается по спирали и затягивает в себя пыль, воду, предметы, людей.
Опасные факторы: попавшие в смерч постройки из-за разряжения в столбе воздуха разрушаются от напора воздуха изнутри. Он вырывает деревья с корнями, опрокидывает автомобили, поезда, поднимает в воздух дома и т. д.

Смерчи в РБ возникали в 1859, 1927 и 1956 годах.