чем определить направление ветра
Направление ветра
Современные инструменты, используемые для измерения скорости и направления, называются, соответственно, анемометром и флюгером. Эти типы инструментов используются в энергетической промышленности на основе энергии ветра, и оба служат для оценки ресурсов ветра и помощи в управлении турбинами.
В примитивных ситуациях, когда недоступны эти современные инструменты, человек может использовать свой указательный палец, чтобы проверить направление ветра. Это делается путём смачивания пальца и выставления его вверх. При этом с той стороны, откуда дует ветер, палец ощущает прохладу, которая обусловлена повышенной скоростью испарения влаги с кожи пальца из-за потока проносящегося рядом воздуха. Но эта техника «измерения пальцем» направления ветра не работает в слишком влажных или очень жарких климатических условиях. Такой же принцип используется для определения точки росы (при помощи психрометра, более точного инструмента, чем человеческий палец).
Связанные понятия
Изоба́ры — изолинии величин атмосферного давления. На карте изображаются как линии, соединяющие места с одинаковым давлением. Чаще всего изобарические линии изображаются на метеорологических картах.
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Воздушные массы — большие объёмы воздуха в нижней части земной атмосферы — тропосфере, имеющие горизонтальные размеры во много сотен или несколько тысяч километров и вертикальные размеры в несколько километров, характеризующиеся примерной однородностью температуры и влагосодержания по горизонтали.
Приборы для измерения скорости и направления ветра.
Для чего используется прибор
На сегодняшний день прибор анемометр можно встретить в различных отраслях деятельности:
Это список основных направлений, где используется прибор для измерения скорости. Отдельные виды могут измерять дополнительно направление ветра в различных плоскостях, температуру воздуха. Единицы измерения скорости ветра – метры в секунду – используются в приборах всех видов.
Устройство и принцип работы
Анемометр позволяет провести измерение скорости и направление ветра. Он улавливает скорость воздушного потока, после чего обрабатывает полученную информацию и передает на регистрирующее устройство.
Основными узлами конструкции являются всего три блока:
Образуется своеобразная цепочка, на каждом из этапов которой свою роль выполняет отдельный блок.
Приборы для измерения скорости и направления ветра
Принцип действия изделия основан на преобразовании значений метеорологических параметров в электрические величины, отсчитываемые визуально по показаниям соответствующих приборов. Измеритель ветра устанавливается на надводных кораблях, а также может применяться на наземных пунктах метеослужбы. В состав изделия входят: датчик ветра, центральный прибор, репитер, построитель. Для измерения скорости и направления ветра используется зависимость между скоростью ветра и числом оборотов вертушки, между направлением ветра и положением свободно ориентирующейся флюгарки датчика ветра. Скорость и направление ветра при помощи сельсинной передачи дистанционно передаются в пульт – центральный прибор. В центральном приборе происходит осреднение величины скорости ветра при помощи программно-наборного механизма и сглаживания величины направления ветра при помощи демпфирующего механизма. Режим работы – непрерывный с дискретной выдачей данных средней скорости наблюдаемого ветра через каждые 120 с работы прибора.
Технические характеристики
Разнообразие моделей
В зависимости от принципа действия, прибор для измерения скорости ветра изготавливается в трех вариантах:
Классификация
Прибор для измерения скорости ветра в своей структуре имеет датчик, который контактирует непосредственно с воздушным потоком. В зависимости от вида данного датчика выделяют следующие типы анемометров:
Это список приборов, которые можно встретить в настоящее время.
Классификация анемометров и принцип их работы
Существует множество разновидностей анемометров, однако чаще всего для измерений используют:
Чашечный анемометр
Чашечный анемометр имеет самую простую конструкцию: подвижный элемент с четырьмя лопастями. Как только ветер на них воздействует, ось начинает вращаться и передавать данные измерительному прибору. Он фиксирует число вращений лопастей за конкретный период времени. Анемометр этого типа идеально подходит для использования на открытой местности, поэтому ценится метеорологами.
Крыльчатый анемометр
Крыльчатый анемометр наиболее распространен среди приборов, измеряющих скорость воздушных масс. Он состоит из крыльчатки, защищенной кольцом, и соединенной напрямую либо гибким проводом с измерительным прибором. Такая конструкция позволяет использовать его для регистрации скорости воздуха в труднодоступных местах.
Ультразвуковой анемометр
Ультразвуковой анемометр реже других используют для измерения скорости ветра. Как уже понятно из названия, он измеряет скорость звука в помещении, которая меняется в зависимости от направления перемещения воздушных масс.
Двухкомпонентные устройства помимо скорости ветра могут определять, куда он движется в зависимости от частей света. Скорость звука в такой аппаратуре зависит от времени преодоления ультразвуковыми импульсами расстояния от излучателя до ультразвукового микрофона. Практически все анемометры работают от заряжаемых аккумуляторов или батареек.
Анемометр крыльчатый
Данный прибор способен определить скорость движения воздуха, которая находится в интервале от 0,5 до 45 м/с. Кроме того, данное устройство позволяет измерять температуру, которая находится в пределах от минус 50 до плюс 100 градусов.
Конструкция анемометра такова, что ветер воспринимается лопастной крыльчаткой. Это небольшое легкое колесико, которое от механических воздействий защищается металлическим кольцом. Принцип его работы напоминает вентилятор или мельницу. Под действием ветра крыльчатка начинает вращаться. По системе зубчатых колес ее вращение передается на стрелки счетного механизма.
Анемометр ручной устроен так, что счетный механизм расположен рядом с крыльчаткой. За счет этого создается преграда для ветра, тем самым рабочий диапазон ограничивается. Подобные приборы могут измерять скорость ветра, которая не превышает 5 м/с. Данные устройства подходят для измерения потока воздуха в вентиляционных шахтах, трубопроводах, воздуховодах и так далее.
Анемометр крыльчатый цифровой устроен таким образом, что датчик встроен внутрь прибора или является выносным. Благодаря такой конструкции никакой преграды для ветра нет. Поэтому прибор измеряет поток, скорость которого может достигать 45 м/с.
Приборы чашечного типа
Анемометр чашечный способен производить измерения только в плоскости, которая расположена перпендикулярно оси вращения. Конструкция прибора представляет собой 4 чашки в форме полусфер, которые одеты на симметричные крестообразные спицы ротора.
Появились первые варианты данного устройства еще в 1846 году. Их создателем является Джон Робинсон. Название он получил благодаря внешнему сходству лопастей с чашкой. Доктор предполагал, что на вращение чашек не оказывают влияние их размер. По его мнению, скорость вращения чашек в три раза меньше, нежели скорость движения ветра. Позднее эту теорию опровергли. Было доказано, что прибор обладает коэффициентом, который находится в пределах от 2 до 3,5.
В 1926 году Джон Паттерсон предложил ротор с тремя чашками. Им было замечено, что максимальный вращающий момент чашек достигается при их повороте на угол 45 градусов в отношении движения ветра.
В начале девяностых прошлого века Дерек Вестон усовершенствовал чашечный прибор для измерения скорости ветра. Его доработки позволили измерить дополнительно направление движения ветра. Достиг он этого простым способом – на одну из чашек установил флажок. При вращении флажок пол оборота движется по ветру, а вторую – против.
Чашечные ручные приборы подсчитывают количество оборотов, совершенных за отведенный промежуток времени. В улучшенных анемометрах ротор связывается с тахометрами различных видов. Данные приборы способны показать мгновенно скорость ветра и его изменение в реальном времени. Интервал измерения – от 0,2 до 30 м/с.
Определение скорости ветра
| Сила ветра в баллах по Бофорту | Название | Признаки для оценки | Скорость ветра в м/сек | Скорость ветра в км/час | Скорость ветра в миль/час |
| 0 | штиль | Листья на деревьях не колеблются, дым сигареты поднимается вертикально, огонь от спички не отклоняется | 0 | 0 | меньше 1 |
| 1 | тихий | Дым сигареты несколько отклоняется, но ветер не ощущается лицом | 1 | 3,6 | 1-3 |
| 2 | легкий | Ветер чувствуется лицом, листья на деревьях колышутся (шелестят) | 2-3 | 5-12 | 4-7 |
| 3 | слабый | Ветер качает мелкие ветки и колеблет флаг | 4-5 | 13-19 | 8-12 |
| 4 | умеренный | Качаются ветки средней величины, поднимается пыль | 6-8 | 20-30 | 13-18 |
| 5 | свежий | Качаются тонкие стволы деревьев и толстые ветви, образуется рябь на воде | 9-10 | 31-37 | 19-24 |
| 6 | сильный | Качаются толстые стволы деревьев, ветер «гудит» в проводах | 11-13 | 38-48 | 25-31 |
| 7 | крепкий | Качаются большие деревья, против ветра трудно идти | 14-17 | 49-63 | 32-38 |
| 8 | очень крепкий | Ветер ломает толстые стволы | 18-20 | 64-73 | 39-46 |
| 9 | шторм | Ветер сносит легкие постройки, валит заборы | 21-26 | 74-94 | 47-54 |
| 10 | сильный шторм | Деревья вырываются с корнем, сносятся более прочные постройки | 27-31 | 95-112 | 55-63 |
| 11 | жестокий шторм | Ветер производит большие разрушения, валит телеграфные столбы, вагоны и т. д. | 32-36 | 115-130 | 64-72 |
| 12 | ураган | Ураган разрушает дома, опрокидывает каменные стены | Более 36 | Более 130 | 73-82 |
Оружие > Баллистика нарезного оружия
Автор не несет никакой ответственности за любой вид ущерба, понесенного в результате использования присутствующей здесь информации. Автор оставляет на усмотрение читателя, применять полученные здесь сведения, или подвергнуть тщательной проверке в специализированных источниках.
Тепловые приборы
Принцип работы подобных анемометров заключается в определении электрического сопротивления проволоки. Данное значение изменяется в зависимости от температуры, которая снижается за счет движущегося потока воздуха. Это подобно тому, как в солнечный жаркий день ветерок холодит кожу.
Конструкция анемометра представляет собой металлическую нить накаливания (из платины, нихрома, серебра, вольфрама и других металлов), которая разогревается электрическим током до температуры, превышающей температуру окружающей среды.
У приборов данного типа имеется один существенный недостаток – низкая прочность при механических воздействиях.
Ультразвуковые анемометры
Принцип работы данных приборов основан на определении скорости прохождения звука в движущемся воздушном потоке. Именно поэтому данный анемометр еще называют акустическим. При движении звука в одном направлении с воздухом его скорость увеличивается. При движении навстречу ветру скорость звука уменьшается. Благодаря этому измеряется время получения ультразвукового импульса. Устройство подключается к компьютеру для обработки полученных данных.
Датчик может выполнять несколько функций. В зависимости от их количества, можно выделить несколько видов датчиков:
Ультразвуковые приборы измеряют скорость ветра до 60 м/с.
Современные анемометры
С течением времени конструкция приборов, предназначенных для определение скорости и направления ветра, видоизменялась и улучшалась. В 1846 году ирландец Джон Робинсон создал один из типов приборов, которые до сих пор используются современными учеными, — чашечный анемометр. Он представлял собой конструкцию, имеющую четыре чаши, располагающиеся на вертикальной оси. Дующий ветер вызывал вращение чаш, а скорость этого вращения позволяла замерить скорость движения воздушного потока. Впоследствии четырехчашечная конструкция была заменена на трехчашечную, поскольку она позволяла уменьшить погрешность показаний прибора.
Еще один вид анемометра, применяющийся современными учеными — тепловой анемометр, принцип действия которого основан на изменении температуры нагретой металлической нити под воздействием воздушного потока. Степень ее охлаждения в результате такого воздействия служит основанием для осуществления измерений скорости и направления ветра.
Наконец, третий наиболее распространенный сегодня тип прибора — ультразвуковой анемометр, который в 1904 году разработал геолог Андреас Флич. Он измеряет основные параметры воздушного потока в зависимости от изменения скорости звука в текущих условиях окружающей среды. При этом ультразвуковые анемометры имеют самый большой спектр возможностей, по сравнению с другими типами приборов: они позволяют производить замеры не только скорости и направления ветра, но и его температуру, влажность и другие параметры.
Направление ветра
Для измерения направления ветра используются разнообразные инструменты, подобные ветроуказателю и флюгеру. Оба этих инструмента работают, двигаясь при малейшем дуновении ветра. Таким же образом флюгер показывает преимущественное направление ветра — его хвостовая часть направлена в сторону, в которую дует ветер.
Современные инструменты, используемые для измерения скорости и направления, называются, соответственно, анемометром и флюгером. Эти типы инструментов используются в энергетической промышленности на основе энергии ветра, и оба служат для оценки ресурсов ветра и помощи в управлении турбинами.
В примитивных ситуациях, когда недоступны эти современные инструменты, человек может использовать свой указательный палец, чтобы проверить направление ветра. Это делается путём смачивания пальца и выставления его вверх. При этом с той стороны, откуда дует ветер, палец ощущает прохладу, которая обусловлена повышенной скоростью испарения влаги с кожи пальца из-за потока проносящегося рядом воздуха. Но эта техника «измерения пальцем» направления ветра не работает в слишком влажных или очень жарких климатических условиях. Такой же принцип используется для определения точки росы (при помощи психрометра, более точного инструмента, чем человеческий палец).
Примечания
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Направление ветра» в других словарях:
НАПРАВЛЕНИЕ ВЕТРА — (Direction of the wind, wind s eye) см. Ветер. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 Направление ветра направление, откуда … Морской словарь
направление ветра — Направление, откуда дует ветер. [ГОСТ Р 53389 2009] Тематики защита морской среды EN wind direction … Справочник технического переводчика
направление ветра — Направление, откуда дует ветер … Словарь по географии
НАПРАВЛЕНИЕ ВЕТРА — направление откуда дует ветер. Выражается в румбах горизонта или в угловых градусах. См. Ветер … Словарь ветров
Курс относительно ветра — Левый галс румбы градусы курс 1 0 Левентик 2 … Википедия
Курс судна относительно ветра — Курс судна относительно ветра угол между направлением ветра и диаметральной плоскостью судна, то есть курсовой угол на точку горизонта, откуда дует ветер, выражающийся в угловых градусах или румбах. В зависимости от величины этого угла курсы… … Википедия
СУТОЧНЫЙ ХОД ВЕТРА — изменение скорости и направления ветра в течение суток. Обычно ветер усиливается днем, когда в результате дневного прогрева увеличивается турбулентность. Направление ветра в ясный день стремится следовать „за солнцем (см. Солнечный ветер). С… … Словарь ветров
КУРСЫ КОРАБЛЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ВЕТРА — угол между направлением ветра и диаметральной плоскостью корабля называют курсом корабля относительно ветра. Этот курс измеряется соответствующею дугою горизонта и выражается обычно в румбах. В зависимости от величины этого угла курсы корабля… … Морской словарь
Фактор ветра — встречный или попутный ветер во время соревнований легкоатлетов, способствующий ухудшению или улучшению результатов. Определение скорости и направление ветра является одним из важнейших условий в случае установления мирового рекорда. Наибольшим… … Википедия
СТРОЕНИЕ ВЕТРА — Строение воздушных потоков, как и потоков воды, может быть двояким. При ламинарном строении воздушные струи перемещаются отдельными струями, которые между собою не пересекаются. Такое С. В. наблюдается крайне редко у очень слабых ветров и притом… … Морской словарь
Видеообзор флюгера и ветрового рукава. Рассказываем детям о направлении и силе ветра
Ветер — тот еще проныра. Помните у А. С. Пушкина? Именно Ветер помог Елисею отыскать спящую царевну там, куда не проникал даже солнечный или лунный свет. По-научному, ветер — это поток атмосферных газов. Он обдувает каждый уголок на нашей планете. Ветер есть даже в космосе! Самые сильные ветры регистрируют на Сатурне и Нептуне. А еще существуют Солнечный ветер и планетарный. Все они отличаются составом движущихся газов.
На Земле ветер представляет собой потоки воздуха, чаще горизонтальные. Его классификацию чаще всего проводят по: масштабам, скорости, источнику, месту и воздействию на окружающую среду.
Ветер дает о себе знать, развевая одежду и волосы, покачивая ветви деревьев, гоняя волны. Уже по этим явлениям мы можем поверхностно судить о силе и направлении ветра. Однако для прогнозирования погоды нужны точные данные. В этом человеку помогают флюгер и ветровой рукав. Это метеоприборы, которые устанавливают на профессиональных метеорологических станциях и детских метеоплощадках. А флюгер есть даже на многих домах. С него и начнем.
Флюгер. Наблюдаем за направлением ветра
Флюгер изобрели больше 2 тыс. лет назад. Человек заметил закономерности в характере поведения воздушных масс и последующих изменениях погоды. И что, зная направление ветра, можно прогнозировать погоду и быть готовым к предстоящим ливням, похолоданию или к засухе.
Флюгарка на нашем флюгере выполнена в виде алого петушка на стреле. В англоязычных странах флюгер так и называют «weather cock», что буквально означает «погодный петух». Петух традиционно считали символом бдительности. Своим криком петух не только возвещал о наступлении нового дня, но и, по народным поверьям, предупреждал болезни и пожары, отваживал от дома воров и служил оберегом от нечистой силы.
Флюгер состоит из:
Интересно! Один из самых древних и известных флюгеров был установлен на 120-метровом Александрийском маяке в египетской Александрии (243 г. до н. э.). А на колокольне Петропавловского собора в Санкт-Петербурге (1732 год строительства) возвышается огромный флюгер-ангел. Его высота составляет 3,2 м, а размах крыльев — 3,8 м!
Ветровой рукав. Куда и как сильно дует ветер?
Он же ветряной рукав или ветроуказатель. Это все один метеорологический прибор, с помощью которого определяют направление и приблизительную силу ветра. Как и флюгер, ветровой рукав изобрели больше 2 тысяч лет назад. Предпосылки для применения были те же: отслеживая направление и силу ветра, люди «предсказывали» погоду, предупреждали нежелательные последствия от обильных дождей, внезапных заморозков, продолжительной засухи и других неблагоприятных погодных явлений.
Основная деталь ветрового рукава — тканевый усеченный конус полосатой расцветки, напоминающий рукав одежды. Широкая пройма прикреплена к металлическому кольцу на вершине столба-опоры для хорошего обдувания ветром. Сам рукав свободно свисает.
Направление и силу ветра определяют только в ветренную погоду. Рукав вытягивается в направлении, обратном метеорологическому направлению ветра. То есть, если рукав направлен на север, направление ветра определяют как южное.
В зависимости от силы и направления потока воздушных масс рукав колеблется, развевается или вытягивается по ветру. При низкой скорости ветра часть рукава «провисает», при высокой скорости ветра всё полотнище расположено горизонтально:
Занятия по теме «Какой бывает ветер?» в детском саду
Для проведения занятий Вам понадобятся флюгер и ветровой рукав, как на метеоплощадке в видеообзоре. С такими приборами изучать ветер можно даже из окна уютной группы в самую ненастную погоду.
Занятие 1. Знакомство с флюгером
Ребята, а вы знаете, на нашей метеоплощадке есть петушок, который обожает играть. Смотрите, вон он сидит — на высоком шесте, красивый такой. Представляете, наш петушок и шест, и стрелочка под ним — это все один метеорологический прибор. И называется он «Флюгер». Давайте повторим: «Флюгер». Молодцы!
Как мы уже знаем, наш петушок любит играть. А сидит он так высоко, что дружит с ветром! Подскажите мне, как они играют? (ответы) Петушок-флюгер угадывает направление, с какой стороны на него дует ветер. Вот ветер подует с одной стороны — петушок тут же повернется к нему клювом. Ветер изменится — подует с другой стороны — петушок тут же развернется навстречу.
Ветер рассказал нашему петушку-флюгеру о четырех сторонах света — о четырех направлениях. Да-да, существует 4 стороны света:
Дети, сегодня мы познакомились с петушком-флюгером, который играет с ветром и всегда показывает его правильное направление! А еще мы теперь знаем главные стороны света. Давайте повторим их: Север, Юг, Запад и Восток. Молодцы, ребята! (Вопросы от детей, воспитателя; игра на определение направления ветра.)
Занятие 2. Знакомство с ветровым рукавом
Ребята, вы уже знакомы с прибором, который подсказывает нам направления ветра. Вспомните, как он называется? (ответы) Правильно, флюгер. Флюгер подсказывает нам, откуда дует ветер. Скажите, дети, а флюгер может нам подсказать, какой сегодня ветер — сильный или слабый? Нет, не может. Но на нашей метеоплощадке есть ветровой рукав, который знает силу ветра. Он ее даже показывает! Хотите посмотреть?
Смотрите, ребята! Правда, похож на настоящий рукав, только очень большой, яркий и полосатый. Он сшит из ткани. А металлическое кольцо нужно для того, чтобы ветру удобно было залетать в рукав. Ветер пролетает через ветровой рукав точно так же, как ваша рука проходит в рукав кофты: залетает в широкое кольцо и вылетает через узкое.
Дети, как вы думаете, если рукав висит и «не шевелится», ветер есть или его нет? (ответы) Правильно! А если поднимается и вытягивается вдоль горизонта (другой горизонтальный ориентир) (ответы) Умнички! Конечно же, сильный. Какой мы можем сделать вывод? Чем сильнее ветер, тем выше вытягивается наш ветровой рукав.
Молодцы, ребята! Теперь вы умеете определять силу ветра с помощью ветрового рукава — вы настоящие метеорологи! (Вопросы от детей, воспитателя; игра на определение силы ветра.)
Если флюгера и ветроуказателя пока нет…
А пока Вы можете изучать ветер в детском саду, беседуя с малышами на не менее значимые или интригующие темы. Список ориентировочный. Вы сами можете добавлять и раскрывать темы, которые считаете интересными и важными для расширения кругозора дошкольников.
Тема «Ветер и человек»:
Тема «Ветер и природа»:
Тема «Ветер в космосе»: