Бофорт шкаласы жел күшінің эмпирикалық өлшемі болып табылады, ол негізінен теңіз жағдайлары мен беткі толқындарды бақылауға негізделген. Қазір бұл желдің жылдамдығын және оның дүние жүзіндегі құрлық пен теңіз объектілеріне әсерін бағалаудың стандарты. Бұл мәселені мақалада толығырақ қарастырайық.
Френсис Бофорттың қысқаша өмірбаяны
Жел күші шкаласын ойлап тапқан Фрэнсис Бофорт 1774 жылы дүниеге келген. Ол жастайынан теңізге, кемелерге қызығушылық таныта бастады. Ұлыбритания Корольдік Әскери-теңіз күштеріне қызметке кірісіп, ол өзінің барлық күш-жігерін теңізші ретінде мансап құруға бағыттады. Нәтижесінде Бофорт Корольдік Әскери-теңіз күштерінің адмиралы дәрежесіне қол жеткізе алды.
Қызмет кезінде әскери теңіз тапсырмаларын орындап қана қоймай, көп уақытын географиялық карталарды құрастыруға және әлемнің әртүрлі бөліктерінде бақылаулар жүргізуге арнады. Бофорт қартайған шағында да қызмет етті. Ол 1857 жылы 83 жасында қайтыс болды.
Жел жылдамдығын бағалауға арналған бірінші шкала
МасштабБофор 1805 жылы ұсынылды. Осы уақытқа дейін желдің қаншалықты әлсіз немесе күшті екенін анықтайтын нақты стандарт болмады. Көптеген матростар өздерінің субъективті идеяларына негізделген.
Бастапқыда желдің күші Бофорт шкаласы бойынша 0-ден 12-ге дейінгі баға ретінде ұсынылды. Сонымен бірге әрбір нүкте ауа массаларының қозғалыс жылдамдығы туралы емес, өзін қалай ұстау керектігі туралы айтты. кемені басқару тұрғысынан. Мысалы, желкендерді қашан орнатуға болады және діңгектерді бұзбау үшін оларды қашан алып тастау керек. Яғни, түпнұсқа Бофорт жел шкаласы теңіз бизнесінде таза практикалық мақсаттарды көздеді.
Бұл шкала Британ Әскери-теңіз күштері үшін стандарт ретінде тек 1830 жылдардың аяғында ғана қабылданған.
Құрлықтағы таразыны пайдалану
1850 жылдардан бастап Бофорт шкаласы құрлықтағы мақсаттарда қолданыла бастады. Оның ұпайларын жел жылдамдығын өлшеу үшін қолданылатын физикалық шамаларға түрлендіру үшін математикалық формула әзірленді, яғни секундына метр (м/с) және секундына километр (км/с). Бұған қоса, өндірілген анемометрлер де (жел жылдамдығын өлшейтін құралдар) осы шкала бойынша калибрлене бастады.
20 ғасырдың басында метеоролог Джордж Симпсон құрлықтағы тиісті күштегі желдер туғызатын әсерлерді масштабқа қосты. 1920 жылдардан бастап шкала теңізде де, құрлықта да желге байланысты құбылыстарды сипаттау үшін бүкіл әлемде кеңінен қолданыла бастады.
Шкал нүктелері мен жел күші арасындағы байланыс
Жоғарыда атап өтілгендей, Бофорт шкаласы бойынша нүктелердегі желдің күшін пайдалануға ыңғайлы бірліктерге айналдыруға болады. Ол үшін келесі формула пайдаланылады: v=0,837B1,5 м/с, мұндағы v – секундына метрдегі жел жылдамдығы, B – Бофорт шкаласы мәні. Мысалы, қарастырылатын шкаланың «қалыпты жел» атауына сәйкес келетін 4 нүктесі үшін желдің жылдамдығы: v=0,83741,5=6,7 м/с немесе 24 болады., 1 км/сағ.
Көбінесе ауа массаларының жылдамдығын сағатына километрмен алу қажет. Осы мақсатта шкала нүктелері мен сәйкес физикалық шама арасында тағы бір математикалық байланыс алынды. Формула: v=3B1, 5 ± B, мұндағы v – желдің соғу жылдамдығы, км/сағ-пен көрсетілген. «±» белгісі көрсетілген баллға сәйкес келетін жылдамдық шектеулерін алуға мүмкіндік беретінін ескеріңіз. Сонымен, жоғарыдағы мысалда 4 баллға сәйкес келетін Бофорт шкаласы бойынша желдің жылдамдығы мынаған тең болады: v=341, 5 ± 4=24 ± 4 км/сағ немесе 20-28 км/сағ.
Мысалдан көріп отырғаныңыздай, екі формула да бірдей нәтиже береді, сондықтан оларды әртүрлі бірліктерде жел жылдамдығын анықтау үшін пайдалануға болады.
Әрі қарай мақалада бір немесе басқа күштің желінің әртүрлі табиғи объектілерге және адам құрылымдарына әсер ету салдарының сипаттамасын береміз. Осы мақсатта бүкіл Бофорт шкаласын үш бөлікке бөлуге болады: 0-4 ұпай, 5-8 ұпай және 9-12 ұпай.
0-ден 4-ке дейінгі шкала бойынша ұпайлар
Анемометр жел тұрғанын көрсетсеҚарастырылып отырған шкаланың 4 нүктесінің шегінде, содан кейін олар жеңіл жел туралы айтады:
- Тынық (0): Теңіз беті тегіс, толқынсыз; өрттен шыққан түтін тігінен көтеріледі.
- Жеңіл жел (1): теңізде көбіксіз шағын толқындар; түтін желдің бағытын көрсетеді.
- Төмен жел (2): үздіксіз мөлдір толқындар; ағаштардан жапырақтар түсе бастайды және жел диірмендерінің қалақтары қозғалады.
- Жеңіл жел (3): шағын толқындар, олардың шыңдары бұзыла бастайды; ағаштардағы жапырақтар мен жалаулар тербеле бастайды.
- Қоршаған жел (4): теңіз бетінде көптеген «қозылар»; жерден қағаздар мен шаң көтеріліп, ағаштардың шыңдары тербеле бастайды.
5-тен 8-ге дейінгі шкала бойынша ұпайлар
Бұл Бофорт желдері желдің қатты желге айналуына себеп болады. Олар келесі сипаттамаға сәйкес келеді:
- Жаңа жел (5): орташа өлшемді және ұзындықтағы теңіз толқындары; ағаш діңдерінің аздап тербелуі, көлдер бетінде толқындардың пайда болуы.
- Қатты жел (6): үлкен толқындар қалыптаса бастайды, олардың шыңдары үзіліссіз бұзылады, теңіз көбігі пайда болады; ағаш бұтақтары тербеле бастайды, ашық қолшатырды ұстау қиынға соғады.
- Қатты жел (7): теңіз беті өте толқынды және «көлемді» болады, көбік желмен әкетіледі; үлкен ағаштар қозғалады, ал жаяу жүргіншілерге желге қарсы қозғалу қиын.
- Қатты жел (8): «сындыратын» үлкен толқындар, жолақтардың пайда болуыкөбіктен; кейбір ағаштардың тәждері үзіле бастайды, жаяу жүргіншілердің қозғалысы қиындайды, кейбір көліктер желдің күші әсерінен қозғалады.
9-12 шкала бойынша ұпайлар
Бофорт шкаласы бойынша соңғы нүктелер дауыл мен дауылдың басталуын сипаттайды. Мұндай желдердің салдары төменде келтірілген:
- Өте күшті жел (9): шыңдары сынған өте үлкен толқындар, көру мүмкіндігін азайту; ағаштардың зақымдануы, жаяу жүргіншілер мен көліктердің қалыпты қозғалысының мүмкін еместігі, кейбір жасанды құрылыстар зақымдана бастады.
- Дауыл (10): төбесінде көбік көрінетін қалың толқындар, теңіз бетінің түсі аққа айналады; ағаштар тамырымен жұлынып, ғимараттарға зақым келтіруде.
- Қатты дауыл (11): өте үлкен толқындар, теңіз толығымен ақ, көру мүмкіндігі өте төмен; барлық жерде әртүрлі табиғаттың бұзылуы, қатты жаңбыр, су тасқыны, ұшатын адамдар және ауадағы басқа заттар.
- Дауыл (12): үлкен толқындар, ақ теңіз және нөлдік көріну; адамдардың, көліктердің, ағаштардың және үйлердің бөліктерінің ұшуы, жаппай қирау, желдің жылдамдығы 120 км/сағ.
Дауылдарды сипаттайтын таразылар
Табиғи сұрақ туындайды: Жерде 120 км/сағ-тан күшті желдер бар ма? Басқаша айтқанда, дауылдардың әртүрлі күштілігін сипаттайтын шкала бар ма? Бұл сұрақтың жауабы иә: иә, мұндай шкала бар және ол жалғыз емес.
БЕң алдымен, Бофорт дауыл шкаласы да бар екенін айту керек және ол стандартты шкаламен оңай сәйкес келеді (13-тен 17-ге дейінгі ұпайлар қосылады). Бұл кеңейтілген шкала өткен ғасырдың ортасында әзірленді, дегенмен оны Оңтүстік-Шығыс Азия (Тайвань, Қытай) жағалауларында жиі болатын тропикалық дауылдарды сипаттау үшін қолдануға болатынына қарамастан, ол сирек қолданылады. Бұл мақсаттар үшін басқа арнайы таразылар бар.
Дауылдардың толық сипаттамасы Саффир-Симпсон шкаласы бойынша берілген. Оны 1969 жылы американдық инженер Герберт Саффир әзірледі, содан кейін Симпсон оған тасқын әсерлерін қосты. Бұл шкала барлық дауылдарды жел жылдамдығына қарай 5 деңгейге бөледі. Ол осы мәннің барлық мүмкін болатын шектерін қамтиды: 120 км/сағ-тан 250 км/сағ дейін және одан да көп және осы баллға тән зақымдануды егжей-тегжейлі сипаттайды. Саффир-Симпсон шкаласы ұзартылған Бофорт шкаласына оңай аударылады. Сонымен, біріншіге 1 ұпай екіншіге 13 ұпайға, 2 ұпай - 14 ұпайға және т.б. сәйкес келеді.
Дауылдарды жіктеуге арналған басқа теориялық құралдар - Фудзита шкаласы және TORRO шкаласы. Екі шкала да торнадо немесе торнадо (дауыл түрі) сипаттау үшін пайдаланылады, ал біріншісі торнадодан келтірілген залалдың жіктелуіне негізделген, ал екіншісі сәйкес математикалық өрнекке ие және торнадодағы жел жылдамдығына негізделген.. Екі шкала да дауылдың белгілі түрін сипаттау үшін бүкіл әлемде қолданылады.
