在氣象臺站發(fā)布的天氣預報中,我們常會聽到這樣的說法:風向北轉(zhuǎn)南,風力2到3級。這里的級是表示風速大小的。
風速就是風的前進速度。相鄰兩地間的氣壓差愈大,空氣流動越快,風速越大,風的力量自然也就大。所以通常都是以風力來表示風的大小。風速的單位用每秒多少米或每小時多少公里來表示。而發(fā)布天氣預報時,大都用得是風力等級。
風力的級數(shù)是怎樣定出來的呢?
一千多年以前的我國唐代,人們除了記載晴陰雨雪等天氣現(xiàn)象之外,也有了對風力大小的測定。唐朝初期還沒有發(fā)明測定風速的精確儀器,但那時已能根據(jù)風對物體征狀,計算出風的移動速度并訂出風力等級。李淳風的《現(xiàn)象玩占》里就有這樣的記載:動葉十里,鳴條百里,搖枝二百里,落葉三百里,折小枝四百里,折大枝五百里,走石千里,拔大根三千里。這就是根據(jù)風對樹產(chǎn)生的作用來估計風的速度,動葉十里就是說樹葉微微飄動,風的速度就是日行十里;鳴條就是樹葉沙沙作響,這時的風速是日行百里。另外,還根據(jù)樹的征狀定出來的一些風級,如《乙已占》中所說,一級動葉,二級鳴條,三級搖枝,四級墜葉,五級折小枝,六級折大枝,七級折木,飛沙石,八級拔大樹及根。這八級風,再加上無風、和風(風來時清涼,溫和,塵埃不起,叫和風)兩個級,可合十級。這些風的等級與國外傳入的等級相比較,相差不大。這可以說是世界上最早的風力等級。
兩百多年以前,風力大小仍沒有測量的儀器,也沒有統(tǒng)一規(guī)定,各國都按自己的方法來表示。當時英國有一個叫蒲福的人,他仔細觀察了陸地和海洋上各種物體在大小不同的風里的情況,積累了五十年的經(jīng)驗,才在1805年把風劃成了13個等級。后來,又經(jīng)過研究補充,才把原來的說明解釋得更清楚了,并且增添了每級風的速度,便成了現(xiàn)在預報風力的行話。有些地方還把風力等級的內(nèi)容編成了歌謠,以便記憶:
零級無風炊煙上;一級軟風煙稍斜;
二級輕風樹葉響;三級微風樹枝晃;
四級和風灰塵起;五級清風水起波;
六級強風大樹搖;七級疾風步難行;
八級大風樹枝折;九級烈風煙囪毀;
十級狂風樹根拔;十一級暴風陸罕見;
十二級颶風浪滔天。
風在每秒鐘內(nèi)所移動的距離--風速,其口訣是從一直到九,乘2各級有。意思是:從一級到九級風,各級分別乘2,就大致可得出該風的最大速度。譬如一級風的最大速度是每秒2米,2級風是每秒4米,3級風是每秒6米依此類推。各級風之間還有過渡數(shù)字,比如一級風是每秒1-2米,2級風是每秒2-4米,3級風是每秒4-6米,諸此類推。下面是一張風力等級表。
風力等級表
風力等級 | 海面浪高 (米) | 海面和漁船征象 | 陸上地面物征象 | 相當風速 (米/秒) | ||
一般 | 最高 | 范圍 | 中數(shù)* | |||
0 | - | - | 平靜 | 靜煙直上 | 0.0~0.2 | 0 |
1 | 0.1 | 0.1 | 有微波 | 煙能表示風向,樹葉略有搖動 | 0.3~1.5 | 1 |
2 | 0.2 | 0.3 | 有小波紋,漁船搖動 | 人面感覺有風,樹葉有微響,旗子開始飄動,高的草和莊稼開始搖動 | 1.6~3.3 | 2 |
3 | 0.6 | 1.0 | 有小浪,漁船漸覺簸動 | 樹葉及小枝搖動不息,旗子展開,高的草和莊稼搖動不息 | 3.4~5.4 | 4 |
4 | 1.0 | 1.5 | 浪頂有些白色泡沫,漁船滿帆時,可使船身傾于一側(cè) | 能吹起地面灰塵和紙張,樹枝搖動,高的草和莊稼波浪起伏 | 5.5~7.9 | 7 |
5 | 2.0 | 2.5 | 浪頂白色泡沫較多,漁船收去帆之一部 | 樹葉及小枝搖擺,內(nèi)陸的水面有小波,高的草和莊稼波浪起伏明顯 | 8.0~10.7 | 9 |
6 | 3.0 | 4.0 | 白色泡沫開始被風吹離浪頂,漁船縮帆大部分 | 大樹枝搖動,電線呼呼有聲,撐傘困難,高的草和莊稼不時傾伏于地 | 10.8~13.8 | 12 |
7 | 4.0 | 5.5 | 白色泡沫離開浪頂,被吹成條紋狀 | 全樹搖動,大樹枝彎下來,迎風步行感覺不便 | 13.9~17.1 | 16 |
8 | 5.5 | 7.5 | 白色泡沫被吹成明顯的條紋狀 | 折毀小樹枝,人迎風前行感覺阻力甚力 | 17.2~20.7 | 19 |
9 | 7.0 | 10.0 | 被風吹起的浪花使水平能見度減小,機帆船航行困難 | 草房遭受破壞,房瓦被掀起,大樹枝可折斷 | 20.8~24.4 | 23 |
10 | 9.0 | 12.5 | 被風吹起的浪花使水平能見度明顯減小,機帆船航行頗危險 | 樹木可被吹倒,一般建筑物遭破壞 | 24.5~28.4 | 26 |
11 | 11.5 | 16.0 | 被風吹起的浪花使水平能見度明顯減小,機帆船遇之極危險 | 大樹可被吹例,一般建筑物遭嚴重破壞 | 28.5~32.6 | 31 |
12 | 14.0 | - | 海浪滔天 | 陸上少見,其摧毀力極大 | 32.6 | 31 |
其實,在自然界,風力有時是會超過12級的。象強臺風中心的風力,或龍卷風的風力,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(guī)定級數(shù)了。
為了更準確的測量風力大小,人們在野外常用輕便風速表測風。這種輕便風速表,一般由感應(yīng)部分和計數(shù)器所組成(見左圖)。感應(yīng)部分由三個風杯(也有四個風杯)裝于十字架上,風杯在軸承上可以自由轉(zhuǎn)動,外用小框保護風杯。中軸下部與計數(shù)器相接,風杯轉(zhuǎn)動,也使計數(shù)器隨之轉(zhuǎn)動。所以計數(shù)器是記錄風杯轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)的。計數(shù)器通常有兩個或三個記數(shù)盤,大指針指示個位和十位數(shù),兩個小記數(shù)盤上的指針分別指示百位數(shù)和個位數(shù)。儀器的下部有一開關(guān)(啟動桿),將它推上去,可使計數(shù)器與感應(yīng)部分接合,計數(shù)器開始工作。把啟動桿拉下來計數(shù)器則與感應(yīng)部分離開,計數(shù)器停止工作。當儀器置于高處,用手直接開動不便時,可用小繩連接開關(guān)。觀測時拉動小繩即可啟閉。輕便風速表一般安置在四周開闊、無高大障礙物的地方,表身垂直。觀測前關(guān)閉開關(guān),記下指針的示數(shù)。等一兩分鐘后,打開開關(guān),同時開動秒表記錄時間。此時,觀測員迅速離開風速表,站在儀器的下風方向。開動儀器后將近100秒鐘時,觀測員迅速走近儀器,在正100秒時關(guān)閉開關(guān),記下第二次指針示數(shù)。根據(jù)前后兩次讀數(shù)算出其差數(shù),此差數(shù)表示風速表指針在觀測時間內(nèi)所走的刻度數(shù),記入記錄表內(nèi)。將此差數(shù)除以觀測時間,就得出風速表每秒鐘內(nèi)所走的刻度數(shù),取一位小數(shù)。再根據(jù)每秒所走的刻度數(shù),從該風速表的檢定證上查出平均風速(單位:米/秒),取一位小數(shù)。
最好連續(xù)觀測兩次,取其平均值,以消除儀器本身及人為的誤差。
有些輕便的測風器,除具有上面講的風速表的構(gòu)造性能外,還在軸上裝有風向標,用以指示風向,稱為風速風向儀。
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