Winden begrijpen

De sfeer in beweging

Buena Vista-afbeeldingen / Getty-afbeeldingen

Wind kan worden geassocieerd met enkele van de meest weersomstandigheden complexe stormen , maar het begin kan niet eenvoudiger zijn.

gedefinieerd als de horizontaal luchtverplaatsing van de ene plaats naar de andere, wind wordt gecreëerd door verschillen in luchtdruk . Omdat ongelijke opwarming van het aardoppervlak deze drukverschillen veroorzaakt, is de energiebron die wind opwekt uiteindelijk de zon .

Nadat de wind is gestart, is een combinatie van drie krachten verantwoordelijk voor het regelen van de beweging - de drukgradiëntkracht, de Coriolis-kracht en wrijving.

De drukgradiëntkracht

Het is een algemene regel van de meteorologie dat lucht van gebieden met hogere druk naar gebieden met lagere druk stroomt. Terwijl dit gebeurt, bouwen luchtmoleculen op de plaats van hogere druk zich op terwijl ze zich klaarmaken om naar de lagere druk te duwen. Deze kracht die lucht van de ene locatie naar de andere duwt, staat bekend als de drukgradiëntkracht: . Het is de kracht die luchtpakketten versnelt en zo de wind doet waaien.

De sterkte van de 'duwende' kracht, of drukgradiëntkracht, hangt af van (1) hoeveel verschil er is in luchtdruk en (2) de hoeveelheid afstand tussen de drukgebieden. De kracht zal sterker zijn als het drukverschil groter is of de afstand tussen hen kleiner is, en omgekeerd.

De Coriolis-kracht

Als de aarde niet zou draaien, zou de lucht recht stromen, in een direct pad van hoge naar lage druk. Maar omdat de aarde naar het oosten draait, worden lucht (en alle andere vrij bewegende objecten) afgebogen naar rechts van hun bewegingspad op het noordelijk halfrond. (Ze zijn naar links afgebogen op het zuidelijk halfrond). Deze afwijking staat bekend als de Corioliskracht .

De Corioliskracht is recht evenredig met de windsnelheid. Dit betekent dat hoe sterker de wind waait, hoe sterker de Coriolis deze naar rechts zal afbuigen. Coriolis is ook afhankelijk van de breedtegraad. Het is het sterkst aan de polen en verzwakt naarmate men dichter bij de 0° breedtegraad (de evenaar) komt. Zodra de evenaar is bereikt, bestaat de Coriolis-kracht niet meer.

Wrijving

Pak je voet en beweeg hem over een vloerbedekking. De weerstand die je voelt wanneer je dit doet - het ene object over het andere verplaatsen - is wrijving. Hetzelfde gebeurt met wind als het blaast over het oppervlak van de grond . Wrijving van het over terrein - bomen, bergen en zelfs grond - onderbreekt de beweging van de lucht en werkt om het te vertragen. Omdat wrijving wind vermindert, kan het worden gezien als de kracht die de drukgradiëntkracht tegenwerkt.

Het is belangrijk op te merken dat wrijving alleen aanwezig is binnen een paar kilometer van het aardoppervlak. Boven deze hoogte zijn de effecten te klein om er rekening mee te houden.

Wind meten

wind is een vectorgrootheid . Dit betekent dat het twee componenten heeft: snelheid en richting .

Windsnelheid wordt gemeten met behulp van een anemometer en wordt weergegeven in mijlen per uur of knopen . De richting wordt bepaald uit a windwijzer of windzak en wordt uitgedrukt in de richting waaruit het waait . Als de wind bijvoorbeeld van het noorden naar het zuiden waait, wordt er gezegd dat noordelijk , of uit het noorden.

Windschalen

Als een manier om de windsnelheid gemakkelijker te relateren aan de waargenomen omstandigheden op land en op zee, en de verwachte stormsterkte en materiële schade, worden vaak windschalen gebruikt.

Beaufort windschaal
Uitgevonden in 1805 door Sir Francis Beaufort (een officier van de Royal Navy en admiraal), hielp de schaal van Beaufort zeilers om de windsnelheid te schatten zonder instrumenten te gebruiken. Ze deden dit door visuele waarnemingen te doen van hoe de zee zich gedroeg als er wind was. Deze waarnemingen werden vervolgens gekoppeld aan de schaalkaart van Beaufort en de bijbehorende windsnelheid kon worden geschat. In 1916 werd de schaal uitgebreid met land.
De oorspronkelijke schaal bestaat uit dertien categorieën variërend van 0 tot 12. In de jaren veertig werden er vijf extra categorieën (13 tot 17) toegevoegd. Het gebruik ervan was voorbehouden aan tropische cyclonen en orkanen. (Deze Beaufort-getallen worden zelden gebruikt omdat de Saffir-Simpson-schaal hetzelfde doel dient.)Saffir-Simpson orkaan windschaal
De Saffir-Simpson-schaal beschrijft de waarschijnlijke effecten en materiële schade door een aanlanding of passerende orkaan op basis van de sterkte van de maximale aanhoudende windsnelheid van een storm. Het scheidt orkanen in vijf categorieën, van 1 tot 5, op basis van wind.Verbeterde Fujita-schaal
De Enhanced Fujita (EF)-schaal beoordeelt de kracht van tornado's op basis van de hoeveelheid schade die hun wind kan veroorzaken. Het scheidt tornado's in zes categorieën, van 0 tot 5, op basis van wind.

Windterminologie

Deze termen worden vaak gebruikt in weersvoorspellingen om specifieke windsterkte en -duur weer te geven.

Terminologie	Gedefinieerd als...
Licht en variabel	Windsnelheden onder 7 knopen (8 mph)
Breeze	Een zachte wind van 13-22 knopen (15-25 mph)
Windvlaag	Een windstoot die ervoor zorgt dat de windsnelheid toeneemt met 10+ knopen (12+ mph) en vervolgens afneemt met 10+ knopen (12+ mph)
storm	Een gebied met aanhoudende oppervlaktewinden van 34-47 knopen (39-54 mph)
bui	Een sterke wind die met 16+ knopen (18+ mph) toeneemt en een algehele snelheid van 22+ kts (25+ mph) gedurende ten minste 1 minuut aanhoudt