Winde verstehen
Die Atmosphäre in Bewegung
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Wind kann mit einigen der Wetter am meisten in Verbindung gebracht werden komplexe Stürme , aber die Anfänge könnten einfacher nicht sein.
Definiert als die horizontal Bewegung der Luft von einem Ort zum anderen, Winde entstehen durch Unterschiede in Luftdruck . Denn eine ungleichmäßige Erwärmung der Erdoberfläche verursacht diese Druckunterschiede, die Energiequelle, die letztendlich Wind erzeugt Die Sonne .
Nachdem Winde gestartet wurden, ist eine Kombination aus drei Kräften für die Steuerung seiner Bewegung verantwortlich – die Druckgradientenkraft, die Corioliskraft und die Reibung.
Die Druckgradientenkraft
Es ist eine allgemeine Regel der Meteorologie, dass Luft von Bereichen mit höherem Druck zu Bereichen mit niedrigerem Druck strömt. Dabei bauen sich Luftmoleküle am Ort des höheren Drucks auf, während sie sich darauf vorbereiten, in Richtung des niedrigeren Drucks zu drängen. Diese Kraft, die Luft von einem Ort zum anderen drückt, wird als Druckgradientenkraft . Es ist die Kraft, die Luftpakete beschleunigt und damit den Wind in Gang setzt.
Die Stärke der „Schubkraft“ oder Druckgradientenkraft hängt davon ab, (1) wie groß der Luftdruckunterschied ist und (2) wie groß der Abstand zwischen den Druckbereichen ist. Die Kraft wird stärker, wenn der Druckunterschied größer oder der Abstand zwischen ihnen kleiner ist und umgekehrt.
Die Corioliskraft
Wenn sich die Erde nicht drehen würde, würde die Luft geradeaus strömen, auf direktem Weg vom hohen zum niedrigen Druck. Da sich die Erde jedoch nach Osten dreht, wird die Luft (und alle anderen frei beweglichen Objekte) auf der Nordhalbkugel von ihrer Bewegungsbahn nach rechts abgelenkt. (Sie werden auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt). Diese Abweichung wird als Corioliskraft .
Die Coriolis-Kraft ist direkt proportional zur Windgeschwindigkeit. Das bedeutet, je stärker der Wind weht, desto stärker lenkt die Coriolis ihn nach rechts ab. Coriolis ist auch vom Breitengrad abhängig. Sie ist an den Polen am stärksten und wird schwächer, je näher man dem 0° Breitengrad (dem Äquator) kommt. Sobald der Äquator erreicht ist, ist die Coriolis-Kraft nicht mehr vorhanden.
Reibung
Nimm deinen Fuß und bewege ihn über einen Teppichboden. Der Widerstand, den Sie dabei spüren – wenn Sie ein Objekt über ein anderes bewegen – ist Reibung. Dasselbe passiert mit Wind weht über die Erdoberfläche . Die Reibung, die entsteht, wenn er über Gelände streicht – Bäume, Berge und sogar Erde –, unterbricht die Bewegung der Luft und verlangsamt sie. Da Reibung den Wind reduziert, kann sie als die Kraft betrachtet werden, die der Druckgradientenkraft entgegenwirkt.
Es ist wichtig zu beachten, dass Reibung nur innerhalb weniger Kilometer von der Erdoberfläche vorhanden ist. Oberhalb dieser Höhe sind seine Auswirkungen zu gering, um berücksichtigt zu werden.
Wind messen
Wind ist ein Anzahl der Vektoren . Das heißt, es hat zwei Komponenten: Geschwindigkeit und Richtung .
Die Windgeschwindigkeit wird mit einem Anemometer gemessen und in Meilen pro Stunde oder angegeben Knoten . Seine Richtung wird bestimmt aus a Wetterfahne oder Windsack und wird in Bezug auf die Richtung ausgedrückt aus der es bläst . Wenn zum Beispiel Winde von Norden nach Süden wehen, sagt man, dass sie es sind nördlich , oder aus dem Norden.
Windwaagen
Um die Windgeschwindigkeit leichter mit den beobachteten Bedingungen an Land und auf See sowie mit der erwarteten Sturmstärke und Sachschäden in Beziehung zu setzen, werden üblicherweise Windskalen verwendet.
Die Beaufort-Skala wurde 1805 von Sir Francis Beaufort (einem Offizier und Admiral der Royal Navy) erfunden und half Seeleuten, die Windgeschwindigkeit ohne den Einsatz von Instrumenten abzuschätzen. Sie taten dies, indem sie visuell beobachteten, wie sich das Meer verhielt, wenn Wind vorhanden war. Diese Beobachtungen wurden dann mit der Beaufort-Skala abgeglichen, und die entsprechende Windgeschwindigkeit konnte abgeschätzt werden. 1916 wurde die Skala um Land erweitert.
Die ursprüngliche Skala umfasst dreizehn Kategorien von 0 bis 12. In den 1940er Jahren wurden fünf zusätzliche Kategorien (13 bis 17) hinzugefügt. Ihr Einsatz war tropischen Wirbelstürmen und Hurrikanen vorbehalten. (Diese Beaufort-Zahlen werden selten verwendet, da die Saffir-Simpson-Skala denselben Zweck erfüllt.)
Die Saffir-Simpson-Skala beschreibt die wahrscheinlichen Auswirkungen und Sachschäden durch einen landenden oder vorbeiziehenden Hurrikan basierend auf der Stärke der maximalen anhaltenden Windgeschwindigkeit eines Sturms. Es unterteilt Hurrikane in fünf Kategorien, von 1 bis 5, basierend auf Winden.
Die Enhanced Fujita (EF) Scale bewertet die Stärke von Tornados basierend auf der Menge an Schaden, die ihre Winde verursachen können. Es unterteilt Tornados in sechs Kategorien, von 0 bis 5, basierend auf Winden.
Wind-Terminologie
Diese Begriffe werden häufig in Wettervorhersagen verwendet, um eine bestimmte Windstärke und -dauer zu vermitteln.
| Terminologie | Definiert als... |
|---|---|
| Leicht und variabel | Windgeschwindigkeiten unter 7 kn (8 mph) |
| Brise | Ein leichter Wind von 13-22 kts (15-25 mph) |
| Böe | Ein Windstoß, der dazu führt, dass die Windgeschwindigkeit um 10+ kts (12+ mph) zunimmt und dann um 10+ kts (12+ mph) abnimmt |
| Sturm | Ein Bereich mit anhaltenden Oberflächenwinden von 34-47 kts (39-54 mph) |
| Bö | Ein starker Wind, der um 16+ kts (18+ mph) zunimmt und eine Gesamtgeschwindigkeit von 22+ kts (25+ mph) für mindestens 1 Minute beibehält |