¿Cómo se determina el nivel de viento?
En el pronóstico del tiempo emitido por la estación meteorológica, a menudo escuchamos que el viento gira de norte a sur, con fuerza de viento del nivel 2 al nivel 3. "Nivel" aquí significa velocidad del viento.
La velocidad del viento es la velocidad de avance del viento. Cuanto mayor es la diferencia de presión del aire entre dos lugares adyacentes, más rápido es el flujo de aire, mayor es la velocidad del viento y mayor es la fuerza del viento. Por tanto, la magnitud del viento suele expresarse en términos de fuerza del viento. La velocidad del viento se mide en metros por segundo o kilómetros por hora. Cuando se emiten previsiones meteorológicas, se utilizan principalmente los niveles de viento.
¿Cómo se determina el nivel de energía eólica?
Hace más de 1.000 años, durante la dinastía Tang en China, la gente registraba fenómenos meteorológicos como el sol, la lluvia y la nieve, y también medía la magnitud del viento. A principios de la dinastía Tang, aún no se habían inventado instrumentos precisos para medir la velocidad del viento, pero en ese momento, la velocidad de movimiento del viento se podía calcular basándose en las características del viento sobre los objetos y se podía determinar el nivel del viento. Hay un registro de este tipo en "Phenomena Opera Zhan" de Li: "Las hojas en movimiento están a diez millas de distancia, el canto está a cientos de millas de distancia, las ramas tiemblan a doscientas millas de distancia, las hojas caídas están a trescientas millas de distancia, los muertos Las ramas están a cuatrocientas millas de distancia, las ramas grandes están a quinientas millas de distancia, los guijarros están a miles de millas de distancia y las raíces grandes están a tres mil millas de distancia. Esta es una estimación de la velocidad del viento basada en su efecto sobre árboles. "Las hojas se mueven diez millas" significa que las hojas se agitan ligeramente y la velocidad del viento es de diez millas por día; el "canto" es el susurro de las hojas, y la velocidad del viento en este momento es de cientos de millas por día; Además, algunos niveles de viento se determinan en función de los síntomas del árbol, como "Nivel 1 hojas en movimiento, Nivel 2 canto, Nivel 3 sacudiendo ramas, Nivel 4 hojas caídas, Nivel 5 ramas rotas, Nivel 6 ramas rotas, Nivel 7 Los árboles rotos. La arena y las piedras voladoras desarraigarán a las personas del octavo nivel”. Estos ocho niveles de viento, más los dos niveles de "sin viento" y "viento suave" (cuando llega el viento, es fresco y suave, y no lleva polvo, por eso se le llama viento suave), se pueden combinar en nivel diez. El nivel de estos vientos no difiere mucho del importado del extranjero. Se puede decir que este es el nivel de viento más temprano del mundo.
Hace más de 200 años no existían instrumentos para medir la energía eólica, ni tampoco una normativa unificada. Cada país lo expresa a su manera. En ese momento, había un hombre llamado Beaufort en Inglaterra. Observó cuidadosamente las condiciones de varios objetos en tierra y mar con diferentes vientos, y acumuló 50 años de experiencia antes de clasificar los vientos en 13 niveles en 1805. Más tarde, después de la investigación y la complementación, la explicación original se explicó con mayor claridad y se aumentó la velocidad de cada nivel del viento. Esta se ha convertido en la "jerga" para predecir la energía eólica ahora. En algunos lugares, el contenido de los niveles de viento se recopila en canciones para la memoria:
Nivel 0 humo sin viento; Nivel 1 brisa suave con humo ligeramente inclinado
Nivel 2 brisa con el; sonido de hojas; nivel 3 brisa meciendo ramas; nivel 4 viento fuerte y polvo; nivel 5 brisa y olas de agua
nivel 6 viento fuerte sacude los árboles; difícil;
Las ramas de los árboles fueron rotas por vientos de categoría 8; las chimeneas fueron destruidas por vendavales de categoría 9;
Las raíces fueron arrancadas por vientos de categoría 10 en tierra con once tormentas;
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Hay terribles peligros en ola de huracanes categoría 12.
La distancia que se mueve el viento por segundo - velocidad del viento, su fórmula es "desde todo el camino hasta nueve, multiplicado por dos". Significado: desde el nivel 1 hasta el nivel 9 de viento, multiplique cada nivel por 2 para obtener aproximadamente la velocidad máxima del viento. Por ejemplo, la velocidad máxima del viento de categoría 1 es de 2 metros por segundo, el viento de categoría 2 es de 4 metros por segundo, el viento de categoría 3 es de 6 metros por segundo, y así sucesivamente. También hay números de transición entre varios niveles de viento, como viento de primer nivel de 1 a 2 metros por segundo, viento de segundo nivel de 2 a 4 metros por segundo, viento de tercer nivel de 4 a 6 metros por segundo, etc. A continuación se muestra una clasificación de viento.
Nivel del viento
Altura del mar en calma (metros) Superficie del mar y señales de barcos pesqueros Señales de objetos en la superficie terrestre Velocidad equivalente del viento (m/s)
Generalmente la más alta rango Valor medio*
0-Tranquilo y quieto, el humo se eleva hacia arriba 0,0 ~ 0,20
1 0,1 0,1 El humo del microondas puede indicar la dirección del viento y las hojas tiemblan ligeramente 0,3 ~ 1.5 1.
2 0.2 0.3 Hay pequeñas ondas, los barcos de pesca sacuden la cara de la gente para sentir el viento, las hojas hacen un ligero sonido, las banderas comienzan a ondear, y la hierba alta y los cultivos comienzan a temblar 1.6 ~ 3.32.
3 0,6 1,0 Hay pequeñas olas y el barco pesquero siente gradualmente que las hojas y las ramitas se balancean, las banderas se despliegan y la hierba alta y los cultivos se balancean 3,4 ~ 5,44.
4 1,0 1,5 Hay algo de espuma blanca en la parte superior de la ola. Cuando el barco pesquero está a toda vela, puede inclinar el casco hacia un lado, levantando polvo y papel en el suelo, sacudiendo ramas y levantando hierba alta y cultivos 5,5 ~ 7,97.
5 2,0 2,5 Hay más espuma blanca en la cresta de la ola, algunas hojas y ramitas de los barcos de pesca se balancean, hay olas en la superficie del agua interior y las olas de hierba alta y cultivos son obvias 8,0 ~ 10,79.
63. 04. 0 La espuma blanca empezó a ser arrastrada desde la cresta de la ola por el fuerte viento, la mayoría de las ramas del barco pesquero estaban rotas, los cables zumbaban y era difícil sujetarse. un paraguas. La hierba alta y los cultivos caían al suelo de vez en cuando.
7 4.0 5.5 La espuma blanca salió de la cresta de la ola y se formó en franjas. Todo el árbol se balanceaba, las ramas grandes se doblaban y era incómodo caminar con el viento 13,9 ~ 17,16.
8 5,5 7,5 La espuma blanca se voló en franjas obvias y pequeñas ramas se rompieron. Al ir contra el viento, la gente sintió mucha resistencia, que oscilaba entre 17,2 y 20,7 19.
9 7,0 10,0 La visibilidad horizontal se reduce por el oleaje arrastrado por el viento, y las chozas con techo de paja se dañan por la dificultad de navegación de los motores y los veleros se levantan las tejas y se pueden romper ramas 20,8. ~ 24,4 23.
10 9,0 12,5 Las olas traidas por el viento redujeron notablemente la visibilidad horizontal, haciendo bastante peligrosa la navegación en lanchas a motor. Los árboles pueden ser derribados y el daño general a los edificios es de 24,5 ~ 28,426.
1111,5 16,0 Las olas impulsadas por el viento reducen significativamente la visibilidad horizontal. Los árboles extremadamente peligrosos que encuentran las lanchas a motor pueden volar y los edificios en general resultan gravemente dañados 28,5 ~ 32,6 31.
12 14.0 - Las olas son raras en tierra y extremadamente destructivas>; 32.6 >31
De hecho, en la naturaleza, los vientos a veces superan los 12. Por ejemplo, la fuerza del viento central de un tifón o tornado fuerte puede ser mucho mayor que la magnitud 12, pero los vientos fuertes por encima de la magnitud 12 son relativamente raros, por lo que la magnitud generalmente no se especifica.
Para medir el viento con mayor precisión, la gente suele utilizar anemómetros portátiles para medir el viento en la naturaleza. Este tipo de anemómetro portátil generalmente consta de una parte sensora y un contador (ver imagen de la izquierda). La parte de inducción consta de tres ventosas (también hay cuatro) montadas en cruz. Las ventosas pueden girar libremente sobre cojinetes y están protegidas por un pequeño marco. La parte inferior del eje central está conectada al contador y la rotación de la copa de aire también hace que el contador gire. Entonces el contador registra el número de revoluciones de la copa de aire. Los contadores suelen tener dos o tres discos de conteo. El puntero grande indica las unidades y las decenas, y los punteros de los dos contadores pequeños indican las centenas y las unidades respectivamente. Hay un interruptor (palanca de arranque) en la parte inferior del instrumento. Empujar hacia arriba puede enganchar el contador con la parte sensora y el contador comienza a funcionar. Cuando se baja la palanca de arranque, el contador se separa de la parte sensora y el contador deja de funcionar. Cuando el instrumento se coloca en un lugar alto y es inconveniente encenderlo directamente con la mano, se puede usar una pequeña cuerda para conectar el interruptor. Al observar, puedes tirar de la cuerda para abrir y cerrar. Los anemómetros portátiles generalmente se colocan en áreas abiertas, sin obstáculos altos y el cuerpo en posición vertical. Apague el interruptor antes de observar y observe la indicación del puntero. Después de uno o dos minutos, encienda el interruptor y ponga en marcha el cronómetro para registrar el tiempo. En este punto, el observador abandona rápidamente el anemómetro y se sitúa a sotavento del instrumento. Casi 100 segundos después de encender el instrumento, el observador se acercó rápidamente al instrumento, apagó el interruptor exactamente 100 segundos y registró la indicación del segundero. Con base en las dos lecturas antes y después, calcule la diferencia, que representa el número de escalas del puntero del anemómetro durante el período de observación, y regístrelo en la tabla de registro. Divida esta diferencia por el tiempo de observación para obtener el número de tics por segundo del anemómetro, redondeado a un decimal. Luego, de acuerdo con el número de escalas por segundo, encuentre la velocidad promedio del viento (unidad: metros/segundo) en el certificado de calibración del anemómetro y tome un decimal.
Lo mejor es observar dos veces seguidas y tomar el valor promedio para eliminar el propio instrumento y el error humano.
Además de tener las propiedades estructurales del anemómetro mencionadas anteriormente, algunos anemómetros portátiles también tienen una veleta en el eje para indicar la dirección del viento. Este tipo de anemómetro se llama anemómetro.