Beaufort-skala

Sir Francis Beaufort

Den Beaufort skalaen ( Bft ) er en målestokk for å dele vindstyrken inn i 13 styrke i området fra 0 ( ro ) til 12 ( orkan ), som ikke er basert på nøyaktige målinger, men på de observerte effekter av vinden. Den er oppkalt etter Sir Francis Beaufort og er et mye brukt system for å beskrive vindstyrken.

historie

Ingeniøren John Smeaton utviklet en målemetode for første gang.

Beaufort-skalaen kommer ikke fra Francis Beaufort (1774–1857). Allerede hadde Tycho Brahe prøvd å kategorisere vindene. Ingeniøren John Smeaton preget dem først av deres effekt på vindmølleblad . Tabellen hans, publisert i 1759, inneholdt elleve vindstyrker (ikke medregnet vindstille), han beskrev hver vindstyrke med sin innvirkning på miljøet, for eksempel at en orkan røtter trær og ødelegger bygninger. I tillegg indikerte han vindhastighet og vindtrykk. I et manuskript fra 1790 omarbeides verdiene til Smeatons-skalaen til ni vindhastigheter, som var preget av deres effekt på en vindmølle. For eksempel ble en “bris” definert som det faktum at den kunne bevege grenene på et tre og en møllevinge gjorde seks til ni omdreininger per minutt.

Store handelsselskaper som East India Company og Kriegsmarine evaluerte systematisk loggbøkene til de returnerende kapteinene i løpet av Beauforts tid, blant annet for å innhente informasjon om gunstige vindforhold. Merknadene som var vanlige den gangen, for eksempel “moderat vind”, var ikke standardiserte og derfor ikke sammenlignbare. Problemet var at vind på sjøen - om bord på et seilskip som beveget seg med vinden - ikke kunne måles absolutt. Ulike forskere prøvde derfor å karakterisere vinden med dens effekter.

Den daværende hydrografen av "East India Company" og fra 1795 den første hydrografen av admiralitetet , Alexander Dalrymple , gjorde Smeatons skala kjent i sjøverdenen. Dalrymple-versjonen inneholdt tolv vindstyrker (igjen uten ro), fra 1 “svak bris” til 12 “storm”. Dalrymple ga ut sin egen skala, uttrykkelig beregnet for bruk i loggbøker, i en brosjyre i 1779 og i boka Practical Navigation i 1790 .

Beaufort ble sannsynligvis kjent med Dalrymple's skala fra 1779-brosjyren. Gjennom hele livet førte han en omfattende dagbok der han blant annet registrerte været. 12. eller 13. januar 1806 skrev han inn ordene: ”Fra nå av vil jeg estimere vindstyrken i henhold til følgende skala, fordi ingenting gir en mer uklar ide om vind og vær enn de gamle uttrykkene moderat og overskyet osv. osv. ”Dette følges av en skala fra 1 til 13, som spenner fra“ rolig ”til“ storm ”. 14. september 1807 opprettet han en ny dagbok der han - som vanlig - la merke til vindskalaen på løvbladet som han hadde tenkt å bruke. Kort tid etter forbedret han skalaen ved å legge til hvordan vindstyrken kunne sees på seilene til en fullrigget fregatt. For eksempel har vindstyrke 5 råd når toppseil , plateseil , kongelig, flyger og stående seil kan forbli heist, med vindstyrke 7 må de tre øverste seilene reefes.

Etter at Beaufort ble admiralitetets hydrograf i 1829, ga han sin forbedrede skala videre til alle interesserte. Den ble publisert i Admiralty's Nautical Magazine i 1832 . I 1837 var skalaen allerede i bruk i hele landmålingstjenesten, og i slutten av 1838 utstedte Admiralitetet en instruksjon som gjorde det obligatorisk. Imidlertid hadde denne skalaen ikke noe navn og ble ganske enkelt referert til som "vedlagt ordning". Også i de detaljerte nekrologene i anledning Beauforts død er det ingen omtale av en vindskala.

Først i 1906 opprettet British Meteorological Service versjonen av skalaen med 13 nivåer (inkl. 0), som har blitt kjent som Beaufort-skalaen (i tabellen nedenfor skalaen inkludert kolonnen "Effekt på land"). Her er vindkraft 0, dvs. rolig, preget av at røyk stiger vertikalt. Med vindkraft 2, en "lett bris", kan vinden føles i ansiktet og etterlater rasling. Den respektive vindhastigheten er spesifisert for dette formålet. I denne versjonen har Beaufort-skalaen blitt inkludert i en rekke ordbøker og leksikon. I 1927 omformulerte den tyske kapteinen Peter Petersen den opprinnelige Beaufort-skalaen for sjøfartsformål fordi seil ikke lenger spilte en viktig rolle i skipsfarten. Petersen Seegang-skalaen beskriver effekten av vinden på havet (i tabellen skalaen inkludert kolonnen "Effekt på havet", se også følgende bilder). Så med vindkraft 6, "sterk vind", store bølger på 2,5 til 4 meter høye form, kan du se omfattende, hvite skumrygger overalt; det er noe spray.

I 1935 ble Beaufort- skalaen akseptert som generelt gyldig på den første internasjonale meteorologiske konferansen i Brussel, og i 1946 ble den ved beslutning fra Den internasjonale meteorologiske organisasjonen utvidet med ytterligere 5 til totalt 18 nivåer (inkludert 0):

• Vindstyrke 12: Vindhastighet: 64–71 kn eller 118–133 km / t, i stedet for forrige> 117 km / t
• Vindstyrke 13: Vindhastighet: 72–80 kn eller 134–149 km / t
• Vindstyrke 14: Vindhastighet: 81–89 kn eller 150–166 km / t
• Vindstyrke 15: Vindhastighet: 90–99 kn eller 167–183 km / t
• Vindstyrke 16: Vindhastighet: 100–108 kn eller 184–202 km / t
• Vindstyrke 17: Vindhastighet: kn 109 kn eller ≧ 203 km / t

Etter at etterfølgerorganisasjonen, World Meteorological Organization, reduserte den utvidede Beaufort-skalaen tilbake til den tradisjonelle 12-delt skalaen i 1970, er 18-delt skalaen, som ble utvidet til å omfatte en ytterligere vindstyrke, nå bare tilgjengelig i Taiwan og på det kinesiske fastlandet, som også gjentatte ganger påvirkes av slike vindkrefter som brukes. Der er vindkraft 17 definert som en super orkan / super tyfon med 109–119 kn eller 202–220 km / t og vindhastigheter utover dette ≧ 120 kn eller ≧ 220 km / t er definert som hyper orkan / hyper Kalt tyfoner.

I 1971 publiserte Theodore Fujita ved University of Chicago Fujita-tornadoskalaen med karakterene F0 til F12, spesielt for vindhastigheter i tornadoer som går utover Beaufort-skalaen. Suge "kan. Den syv- trinns Saffir-Simpson orkanvindskalaen har også vært i bruk siden 1972 , som deler de faktiske orkanene i fem kategorier. Det japanske meteorologiske byrået og de to regionale spesialiserte meteorologiske sentrene nord og sør-vest for India bruker forskjellige syklonskalaer. For det sørlige Stillehavet og den australske regionen bruker Tropical Cyclone Warning Centers der skalaen til Australian Bureau of Meteorology , som også er basert på en utvidelse av Beaufort- skalaen .

Alt i alt er det imidlertid ingen virkelig bindende versjon av denne Beaufort-skalaen - det vil si inkludert beskrivelsen i henhold til fenomenologiske kriterier (se nedenfor) - slik at den fortsetter å bli brukt i mange forskjellige varianter. Profesjonelle meteorologer måler derfor alltid vindhastigheten direkte med et vindmåler og bruker bare Beaufort-skalaen i en nødsituasjon.

Beaufort-skala etter fenomenologiske kriterier

Vindstyrke og gjennomsnittlig vindhastighet (v)	beskrivelse		beskrivelse
	vindstyrken	av dønningen (vindhavet)	Effekt på land	Effekt på havet	bilde
0 Bft v <1 kn v <0,51 m / s v <1,85 km / t	Rolig, rolig	helt rolig, glatt hav	ingen luftbevegelse, røyk stiger vertikalt	speilglatt hav
1 Bft 1 ≦ v <4 kn 0,51 ≦ v <2,06 m / s 1,85 ≦ v <7,41 km / t	mykt trekk	rolig, krusete hav	knapt merkbar, røyk glir lett av, vindblad og vindfløyer urørlige	lette krusninger
2 Bft 4 ≦ v <7 kn 2,06 ≦ v <3,60 m / s 7,41 ≦ v <12,96 km / t	lett bris	svakt urolig sjø	Etterlater rasling, vind er påtakelig i ansiktet ditt	små, korte bølger, overflate glassaktig
3 Bft 7 ≦ v <11 kn 3,60 ≦ v <5,66 m / s 12,96 ≦ v <20,37 km / t	lett bris	svakt urolig sjø	Blader og tynne kvister beveger seg, vimpler strekkes	Begynnelsen av skumdannelse
4 Bft 11 ≦ v <16kn 5,66 ≦ v <8,23 m / s 20,37 ≦ v <29,63 km / t	moderat bris	litt urolig sjø	Grenene beveger seg, løst papir løftes fra bakken	små, lengre bølger, ganske vanlige skumhoder
5 Bft 16 ≦ v <22 kn 8,23 ≦ v <11,32 m / s 29,63 ≦ v <40,74 km / t	frisk bris, frisk vind	moderat opphisset sjø	større grener og trær beveger seg, vind høres godt	moderate bølger av stor lengde, skummende hoder overalt
6 Bft 22 ≦ v <28 kn 11,32 ≦ v <14,40 m / s 40,74 ≦ v <51,86 km / t	sterk vind	røff sjø	tykke grener beveger seg, hørbare fløyter på tauverk og telefonlinjer	større bølger med knuste hoder, hvite skumflekker overalt
7 Bft 28 ≦ v <34 kn 14.40 ≦ v <17.49 m / s 51,86 ≦ v <62,97 km / t	stiv vind	veldig grov sjø	Trær svai, motstand når man går mot vinden	hvitt skum fra de knuste bølgehodene legger seg i skumstrimler i retning mot vinden
8 Bft 34 ≦ v <41 kn 17,49 ≦ v <21,09 m / s 62,97 ≦ v <75,93 km / t	stormvind	moderat høyt hav	Store trær flyttes, skodder åpnes, grener bryter fra trær, betydelig hindring når du går	ganske høye bølgetopper hvis hoder er blåst bort, strimler av skum overalt
9 Bft 41 ≦ v <48 kn 21,09 ≦ v <24,69 m / s 75,93 ≦ v <88,90 km / t	Storm	høy sjø	Grenene går i stykker, mindre skader på hus, murstein og røykhetter løftes fra tak, hagemøbler blir slått over og blåst bort, og å gå er en betydelig hindring	høye bølger med blåst spray , brytere begynner å danne seg
10 Bft 48 ≦ v <56 kn 24,69 ≦ v <28,81 m / s 88,90 ≦ v <103,71 km / t	kraftig storm	veldig høyt hav	Trær blir rotfestet, trestammer knekker, hagemøbler blåses bort, store skader på hus; sjelden i innlandet	veldig høye bølger, hvite flekker på vannet, lange, ødelagte rygger, tunge brytere
11 Bft 56 ≦ v <64 kn 28,81 ≦ v <32,92 m / s 103,71 ≦ v <118,53 km / t	orkanlignende storm	tungt hav	voldsomme vindkast, alvorlige stormskader, alvorlig skade på skog (vind break ), er tak dekket, biler er kastet av sporet, tykke vegger er skadet, som er umulig å vandre; veldig sjelden i innlandet	Brølende sjø, vann blåses bort horisontalt, noe som reduserer synligheten
12 Bft v ≥ 64 kn v ≥ 32,92 m / s v ≥ 118,53 km / t	orkan	usedvanlig tung sjø	alvorlige stormskader og ødeleggelser; veldig sjelden i innlandet	Innsjøen er helt hvit, luft fylt med skum og spray, ikke mer synlighet

Beaufort-skala og vindhastighet

diagram

Formler

I følge revisjonen av Beaufort-skalaen i 1946 eksisterer følgende forhold mellom vindhastighet og Beaufort-styrke B [ Bft ] ( kommersielt avrundet ):${\ displaystyle v}$

${\ displaystyle v = 0 {,} 8360 \ mathrm {~ m / s} \ cdot B ^ {3/2}}$

eller løst i henhold til B:

${\ displaystyle B = \ left ({\ frac {v} {0 {,} 8360 \ mathrm {~ m / s}}} \ right) ^ {2/3}}$

hvor v er vindhastigheten 10 meter over overflaten. Den første formelen ble etablert som den nasjonale standarden av British Meteorological Service i 1913 og foreslått som den internasjonale standarden i 1914 (forslaget ble avvist). Den er basert på en studie av den fremtidige direktøren for Weather Service, Sir George Clarke Simpson, fra 1905/6, men publisert på basis av miles i timen. For andre enheter gjelder følgende omtrent:

${\ displaystyle v = 1 {,} 625 \ mathrm {~ kn} \ cdot B ^ {3/2} = {\ frac {13} {8}} \ mathrm {~ kn} \ cdot B \ cdot {\ sqrt {B}}}$

eller.

${\ displaystyle v = 3 {,} 010 \ mathrm {~ km / h} \ cdot B ^ {3/2} \ approx 3 \ mathrm {~ km / h} \ cdot B \ cdot {\ sqrt {B}} }$

Et forenklet forhold er:

${\ displaystyle B \ approx {\ frac {v + 10 {\ mbox {kn}}} {6 {\ mbox {kn}}}}}$

(Denne tilnærmingen fører til feil <0,5 Bft ved vindstyrker mellom 3 og 10 Bft. Men under praktiske forhold eller når du tar målinger med kommersielt tilgjengelige enheter, er denne feilen vanligvis ubetydelig.)

Siden det er uvanlig å arbeide med brøkdeler eller desimalbrøk av vindstyrker, er det viktig å beregne nedre og øvre grenser for heltallvindstyrken i henhold til en av formlene nevnt. Grenseverdiene i enhetene knop, km / t og mph avrundes til hele tall og verdiene i m / s til nøyaktig en desimal. Øvre grenser reduseres, nedre grenser avrundes oppover. Vindstyrke 9 Bft, dvs. B mellom 8,5 og 9,4, tilsvarer en vindhastighet mellom 20,7 og 24,4 m / s, 10 Bft tilsvarer 24,5 til 28,4 m / s etc.

Faktisk representerer beregningsformelen bare den "laveste fellesnevneren" i forsøk på en rekke internasjonale meteorologiske og geofysiske konferanser mellom 1914 (i Roma) og 1970 for å skape et felles grunnlag for en enhetlig værmelding , siden hver sjøfartsnasjon siden forliset av den Titanic var forpliktet til å formidle aktuelle værmeldinger av sine kyster. I tillegg til selve grenseverditabellene, var gjenstand for forhandlingene den respektive målemetoden, endring av målehøyder eller målingstider og andre formaliteter. Avtalen ble først nådd i 1926 med Wien-skalaen , som ble beregnet ut fra de aritmetiske middelverdiene til den britiske Simpsons-skalaen og den eldre internasjonale skalaen til Deutsche Seewarte Hamburg . I 1946 ble Simpsons- skalaen fra 1906 og 1913 vedtatt som den såkalte Paris-skalaen , for å utvide den i 1947 i henhold til beregningsformelen opp til vindkraft 17 for beskrivelsen av orkaner. Dette ble deretter bekreftet som Washington-koden i 1949 med bestemmelsen om at vindhastighet skulle måles i knop . I 1960 ble utvidelsen til 17 (til tider til og med uoffisielt til 23 vindhastigheter) trukket tilbake, fordi luftfarten hadde falt helt ut av Beaufort-skalaen, meteorologi utviklet sine egne orkanvekter og sjøfart kom seg med 12 vindhastigheter.

I ekstreme tilfeller eller for storm på andre planeter, for eksempel Mars , blir vindhastigheten gitt direkte i en passende enhet.

De vind øker med kvadratet av vindhastigheten og dermed med tredje potens av vindstyrken Beaufort. Siden Beaufort-skalaen bare tar hensyn til hastigheten og ikke lufttettheten , som er avhengig av høyde og temperatur , er tildelingen av Beaufort vindstyrke og vindtrykk imidlertid ikke klar. En storm med z. B. Beaufort 11 på et 6000 meter høyt fjell utvikler bare omtrent halvparten av vindtrykket som en storm med samme Beaufort-styrke på havnivå.

På jakt etter hvilken tredje kraft av formelen for en praktisk betydning i tillegg til firkanten for det dynamiske trykket, kommer man over snittmodulen i tverrsnittet av stenger under bøyningsspenning. Den endrer seg med den tredje kraften av diameteren for runde eller radius av gyration for ethvert tverrsnitt. I betydningen Beaufort fører dette til den praktiske og beskrivende uttalelsen som også kan overføres til landgjenstander, riktignok forkortet av ytterligere forhold: Med de samme seilene bryter dobbelt vindstyrken dobbelt mastdiameteren.

Se også

• Fujita skala

litteratur

• Alfred Friendly: Beaufort of the Admiralty. Livet til Sir Francis Beaufort 1774-1857. Random House, New York 1977, ISBN 0-394-41760-7 .
• Nicholas Courtney: Gale Force Ten. Livet og arven til admiral Beaufort, 1774-1857. Review, London 2002, ISBN 0-7472-7210-7 .
• Scott Huler: The Language of the Wind. Hvordan en admiral fra 1800-tallet gjorde vitenskap til poesi. mareverlag, Hamburg 2009, ISBN 978-3-86648-114-5 .

weblenker

Wiktionary: Beaufort-skala  - forklaringer på betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser

Individuelle bevis

1. ^ Walter J. Saucier: Prinsipper for meteorologisk analyse . University of Chicago Press, 1955, ISBN 0-486-65979-8 .
2. ↑ 昨日 实行 新 标准 "珍珠" 属 强 台风 _ 新闻 中心 _ 新浪 网
3. ↑ Vær og klima - Tysk værtjeneste - Ordliste - B - Beaufort-skala. Hentet 14. november 2017 . 
4. ↑ Katalog med spørsmål og svar til den offisielle sportsbåtlisenssjøen , spørsmål 269
5. ↑ Tom Beer: Miljø Oceanography . CRC Press, 1997, ISBN 0-8493-8425-7 .