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風速

空氣的相對運動

風速是指空氣相對於地球某一固定地點的運動速率,風的級別是根據風對地面物體的影響程度而確定的,風速的常用單位是m/s ,1m/s = 3.6 km/h。風速沒有等級,風力才有等級,風速是風力等級劃分的依據。一般來講,風速越大,風力等級越高,風的破壞性越大。

簡述


風速計風速計風既有大小,又有方向,因此,風的預報包括風速和風向兩項。風速的大小常用幾級風來表示。
風的級別是根據風對地面物體的影響程度而確定的。在氣象上,目前一般按風力大小劃分為十二個等級。在天氣預報中,常聽到如“北風4到5級”之類的用語,此時所指的風力是平均風力;如聽到“陣風7級”之類的用語,其陣風是指風速忽大忽小的風,此時的風力是指大時的風力。
在自然界,風力有時是會超過12級的。象強颱風中心的風力,或龍捲風的風力,都可能比12級大得多,只是12級以上的大風比較少見,一般就不具體規定級數了。
風速
風速

量度


量化的量度,我們可以利用風速計。一般來說,風速計都採用節(kn)來作量度單位,但亦有採用米每秒或公里每小時的;在沒有風速計時,我們亦可透過觀察來推斷處身環境的風速。一般來說,都會採用蒲福氏風級來作參考指標。

單位


風速的常用單位是m/s ,1m/s = 3.6 km/h
風向以10°作為一個單位,用電碼01、02、…36來表示,以正北為基準,順時針方向旋轉。
當風向儀器精度較低時,一般用16個方位表示,用英文縮寫符號記錄。

與風力轉換


風力等級風的名稱風速(m/s)風速(km/h)海岸漁船象徵陸地狀況海面狀況
無風0~0.2小於1靜,煙直上平靜無感
1軟風0.3~1.51~5尋常漁船略覺搖動煙能表示風向,但風向標不能轉動微浪
2輕風1.6~3.36~11漁船張帆時,可隨風移行每小時2~3km人面感覺有風,樹葉有微響,風向標能轉動小浪
3微風3.4~5.412~19漁船漸覺簸動,可隨風移行每小時5~6km樹葉及微枝擺動不息,旗幟展開小浪
4和風5.5~7.920~28漁船滿帆時,傾於一方能吹起地麵灰塵和紙張,樹的小枝微動輕浪
5清勁風8.0~10.729~38漁船縮帆(即收去帆之一部)有葉的小樹枝搖擺,內陸水面有小波中浪
6強風10.8~13.839~49漁船加倍縮帆,捕魚需注意風險大樹枝擺動,電線呼呼有聲,舉傘困難大浪
7疾風13.9~17.150~61漁船停息港中,在海上下錨全樹搖動,迎風步行感覺不便巨浪
8大風17.2~20.762~74進港的漁船皆停留不出微枝折毀,人向前行感覺阻力甚大猛浪
9烈風20.8~24.475~88汽船航行困難建築物有損壞(煙囪頂部及屋頂瓦片移動)狂濤
10狂風24.5~28.489~102汽船航行頗危險陸上少見,見時可使樹木拔起將建築物損壞嚴重狂濤
11暴風28.5~32.6103~117汽船遇之極危險陸上很少,有則必有重大損毀非凡現象
12颶風32.7~36.9118~133海浪滔天陸上絕少,其摧毀力極大非凡現象
13颶風37.0~41.4134~149-陸上絕少,其摧毀力極大非凡現象
14颶風41.5~46.1150~166-陸上絕少,其摧毀力極大非凡現象
15颶風46.2~50.9167~183-陸上絕少,其摧毀力極大非凡現象
16颶風51.0~56.0184~201-陸上絕少,其摧毀力極大非凡現象
17颶風56.1`61.2202~220-陸上絕少,其摧毀力極大非凡現象
表中最大風速是從熱帶颶風中測到的(風速達200km/h並不算例外),發生在南緯45°附近,稱之為咆哮西風。 
測量儀器
風速測量儀器種類
①風杯風速計。它是最常見的一種風速計。 轉杯式風速計最早由英國 J.T.R.魯賓孫發明(1846),當時是四杯,後來改用三杯。三個互成120度固定在架上的拋物形或半球形的空杯都順一面,整個架子連同風杯裝在一個可以自由轉動的軸上。在風力的作用下風杯繞軸旋轉,其轉速正比於風速。轉速可以用電觸點、測速發電機或光電計數器等記錄。
②螺旋槳式風速計。它是一組三葉或四葉螺旋槳繞水平軸旋轉的風速計。螺旋槳裝在一個風標的前部,使其旋轉平面始終正對風的來向,它的轉速正比於風速。
③熱線風速計。一根被電流加熱的金屬絲,流動的空氣使它散熱,利用散熱速率和風速的平方根成線性關係,再通過電子線路線性化(以便於刻度和讀數),即可製成熱線風速計。熱線風速計分旁熱式和直熱式兩種。旁熱式的熱線一般為錳銅絲,其電阻溫度係數近於零,它的表面另置有測溫元件。直熱式的熱線多為鉑絲,在測量風速的同時可以直接測定熱線本身的溫度。熱線風速計在小風速時靈敏度較高,適用於對小風速測量。它的時間常數只有百分之幾秒,是大氣湍流和農業氣象測量的重要工具。
④聲學風速計。在聲波傳播方向的風速分量將增加(或減低)聲波傳播速度,利用這種特性製作的聲學風速計可用來測量風速分量。聲學風速計至少有兩對感應元件,每對包括發聲器和接收器各一個。使兩個發聲器的聲波傳播方向相反,如果一組聲波順著風速分量傳播,另一組恰好逆風傳播,則兩個接收器收到聲脈衝的時間差值將與風速分量成正比。如果同時在水平和鉛直方向各裝上兩對元件,就可以分別計算出水平風速、風向和鉛直風速。由於超聲波具有抗干擾、方向性好的優點,聲學風速計發射的聲波頻率多在超聲波段。 
不同種類的風速計可以應用到不同的場合,用得比較多的是葉輪式風速計和熱式風速計。
風速
風速

風級歌


零級煙柱直衝天,一級青煙隨風偏;
二級輕風吹臉面,三級葉動紅旗展;
四級枝搖飛紙片,五級帶葉小樹搖;
六級舉傘步行艱,七級迎風走不便;
八級風吹樹枝斷,九級屋頂飛瓦片;
十級拔樹又倒屋,十一二級陸上很少見。

紀錄最高


颶風約翰是中太平洋有紀錄以來的第三個五級颶風,並創下該海域最高的風速紀錄,達280公里/小時。自1994年起,只有颶風伊歐凱在中太平洋達到五級颶風的強度,它與吉爾瑪一樣,擁有比約翰更低的氣壓但較慢的風速。颱風溫黛橫過本港時的強度相當於美國國家颶風中心熱帶氣旋分級中的二級颱風,當時維多利亞港一度錄得的平均風力達133公里/小時,最高陣風259公里/小時,而大老山亦錄得時速284公里/小時的陣風紀錄。颱風泰培是地球紀錄上最強的熱帶氣旋颱風。最高風速的熱帶氣旋是2013年西北太平洋的颱風海燕,平均風速達每小時315公里。地球表面最快的“正常的”風速達到372公里/小時,這是1934年4月12日在美國新罕布爾什州的華盛頓山記錄的,但是1999年5月在俄克拉荷馬州發生的一次龍捲風中,研究人員測到的最快風速達到了513公里/小時。

世界紀錄


有記載的最快風速:1996年4月10日,澳大利亞西部巴羅島的一個氣象站在熱帶風暴“奧利維亞”肆虐期間記錄下了速度為408千米/小時的瞬時風速。這是風速計測量到的除颶風外最強的地面風。(吉尼斯世界紀錄)
最快的風速:1999年5月3日,俄克拉荷馬大學的科學家記錄下了最快的風速。一股龍捲風襲擊了美國俄克拉荷馬州的橋溪附近,根據車載多普勒移動天氣觀測站的記錄,它的最高速度為486千米/小時,誤差小於32千米/小時。(吉尼斯世界紀錄)

熱帶氣旋分級


熱帶低氣壓風速11.4米/秒至17.2米/秒41—62公里/每小時6-7級
熱帶風暴風速17.5米/秒至24.2米/秒63—87公里/每小時8-9級
強熱帶風暴風速24.5米/秒至32.5米/秒88—117公里/每小時10-11級
颱風風速32.8米/秒至41.4米/秒118—149公里/每小時12-13級
強颱風風速41.7米/秒至51.1米/秒150—184公里/每小時14-15級
超強颱風風速51.4米/秒以上185公里/每小時以上16級以上v