تقاس سرعة الرياح بجهاز يسمى

مخزن

تقاس سرعة الرياح بجهاز يسمى

يهتم الخبراء دائمًا بمتابعة اتجاه وسرعة الرياح بشدة أثناء مراقبة الطقس وذلك لأنها تعد بمثابة سلاح ذو حدين، حيث من الممكن أن تكون مفيدة في بناء مشاريع الطاقة وتوليد الكهرباء، ومن الممكن أن تصبح ضارة وتؤدي إلى اقتلاع الأشجار والمباني وتدميرها، ففيما يلي سوف نشير إلى الجهاز المُستخدم في قياس سرعة الرياح:

جهاز الأنيمومتر

• يعد جهاز الأنيمومتر من أشهر أدوات قياس سرعة الرياح بل من أفضلها.
• إذ إنه يستطيع قياس سرعات الهواء العالية والتي يتراوح نطاقها من 5 إلى 100 عقدة.
• ومن أنواعه الشائعة هو جهاز الأنيمومتر الكهربائي حيث إنه يعمل عبر دوران وتحرك عدد من الكؤوس بواسطة الرياح إذ ينتج عن دورانها تشغيل مولد كهربائي يساهم في تشغيل عداد كهربائي آخر يتم ضبطه ومعايرته وفقًا لسرعة الرياح.
• ويُمكن توضيح فكرة عمل جهاز الأنيمومتر بشكل أكثر فيما يلي:
  • يتكون الأنيمومتر من 3 أو 4 أكواب متصلة بواسطة أذرع أفقية.
  • وتتصل الأذرع الأفقية معًا من خلال اتصالها بعمود.
  • حيث إنه عندما تهب الرياح تستجيب الأكواب لها وتدور، فكلما اشتدت الرياح يشتد اهتزاز الأكواب، ونتيجة لذلك يهتز العمود المتصل بها.
  • ويقيس الجهاز المتصل بالأكواب عدد الدورات التي تعمل سرعة الرياح على تحديدها، إذ يتم حساب المتوسط في فترة محددة من الزمن.
  • فالأمر يفيد في تحديد حركة الرياح بفاعلية والتنبؤ بحالات الطقس الجوية.
• ومن الجدير بالذكر أنه هناك أنماط أخرى ومختلفة من الأنيمومتر تعمل بواسطة طرق مختلفة مثل النمط الذي يعتمد على تبريد الأنيمومتر الساخن بمجرد أن تهب النسمات الباردة.

جهاز رادار دوبلر

• لقد قام العلماء في الستينات من القرن العشرين بتطوير جهاز رادار دوبلر من أجل قياس سرعة الرياح بسهولة عند حدوث العواصف.
• حيث شكّل هذا الجهاز حينها وحتى وقتنا الحالي ثورة كبيرة للغاية في علم الطقس.
• وذلك لقدرته على قياس السرعة والاتجاه لأي جسم يتحرك بسبب تأثير الرياح عليه مثل المطر.
• فهو يقيس هذا الأمر من خلال قياس التغييرات التي تطرأ على موجات الرادار المنبعثة من الجهاز نحو جسم معين لكي يتم دراسته.

جهاز الليزر

• يستخدم هذا الجهاز أشعة الليزر وذلك بدلًا من استخدام موجات الرادار العادية مثل جهاز رادار دوبلر.
• ويساهم في قياس سرعة الرياح القريبة من سطح الأرض ومعرفة مدى تأثيرها على كل من الأشجار والمباني.

من هو مخترع مقياس شدة الريح

يُطلق على جهاز الأنيمومتر اسم المرياح، حيث إن تاريخ اختراعه يعود لسنة 1846 م وذلك على يد العالم الأيرلندي روبنسون، فلقد قام بتصميم الجهاز بالشكل الآتي:

• كان شكل جهاز الأنيمومتر حينها يتكون من 3 أو 4 أقداح لهم شكل مخروطي ومغلق، حيث كان موصول في نهايته قضبان طولها يتراوح من 5 إلى 20 سم، وتتوزع الأقداح بشكل دائري.
• وتكمن آلية عمله في ضغط الرياح بقوة على القعر المغلق، حيث يتم قياس سرعة الرياح كلما زادت سرعة الدوران وذلك من خلال حساب عدد مرات دوران الأقداح في فترة زمنية محددة.

أهمية سرعة الرياح

تُكمن أهمية معرفة سرعة الرياح في تحديد عدة أمور لا غنى عنها في الحياة وهي كالآتي:

• معرفة بداية موسم جديد.
• التنبؤ بالعوامل المختلفة للطقس.
• نقل حبوب لقاح النباتات بسهولة من مكان لآخر.

سرعة الرياح الطبيعية

يتم تصنيف قوة الرياح وسرعتها والتي تُقاس بوحدة القياس “العقدة” وبواسطة مقياس بوفورت الذي صممه العميد البحري البريطاني فرانسيس بوفورت كما هو على النحو الآتي:

الدرجة	تسمية الرياح	السرعة	الظاهرة المرافقة
0	هواء ساكن	<1 كم/ساعة	يظل كل شيء ساكن، بينما تتصاعد الأدخنة بشكل أفقي
1	هواء خفيف	1- 5	يكون اتجاه تصاعد الدخان هو اتجاه الرياح
2	نسيم خفيف	6-11 كم/ ساعة	تبدأ أوراق الأشجار بالحركة
4	نسيم معتدل	20- 25	تثور التربة والأوراق والغبار
5	نسيم عليل	29- 38	تتحرك الموجات المائية وفروع الشجيرات الصغيرة
6	نسيم قوي	39- 49	يكون هناك صوتًا للرياح كما تتحرك الأشجار الكبيرة
7	رياح عالية	50- 64	يكون المشي بعكس اتجاه الرياح صعبًا وتتحرك بقوة شديدة الأشجار
8	رياح هوجاء	65- 75	تؤدي إلى تكسّر الأغصان واقتلاع الأشجار ويكون من الصعب السير بعكس اتجاهها
9	رياح عاصفة	76- 88	تلحق الضرر بالأشجار والمنشآت الضعيفة
10	عاصفة	89- 105	مع هبوط العاصفة يتم اقتلاع الأشجار وقد يحدث الدمار بالبيوت الخشبية والجاهزة
11	عاصفة شديدة	106- 119	من النادر حدوثها، حيث تحدث في المناطق البرية وتتسبب في الدمار الكامل
12	اعصار	120 فما فوق	يؤدي إلى تدمير المنشآت والمباني لأن الرياح حينها تحمل معها الحطام

العوامل المؤثرة على سرعة الرياح

تنتقل الرياح عادةً من مراكز الضغط المرتفع إلى حيث مراكز الضغط المنخفض، وعند انتقالها تتعرض لبعض العوامل والتي تؤثر في سرعتها وقد تؤثر على اتجاهها، حيث إنه من أبرز هذه العوامل ما يلي:

منحدر الضغط الجوي

• تعتمد حركة وسرعة الرياح على تبان أقيام الضغط الجوي أي شكل منحدر الضغط الجوي.
• حيث إنها تنتقل من مناطق الضغط العالي وكما ذكرنا إلى مناطق الضغط المنخفض.
• وتكون الرياح قوية في حالة إن كان الانحدار شديًا بينما تكون الرياح ضعيفة عندما يكون الاختلاف في الضغط قليلًا.

دوران الأرض

• عندما تنتقل الرياح من الضغط العالي إلى المنخفض فإنه من المتوقع أن يكون اتجاهها عمودي وذلك على خطوط الضغط المتساوية، ولكن هذا الأمر لا يحدث نتيجة لدوران الأرض حول نفسها.
• إذ يؤدي دوران الأرض حول نفسها إلى انحراف الرياح في نصف الكرة الشمالي إلى يمين اتجاهها.
• حيث تدور حينها حول مراكز الضغط المنخفض وتكون حركتها معاكسة لحركة عقارب الساعة.
• بينما في نصف الكرة الجنوبي يحدث انحراف للرياح إلى يسار حركتها، وتدور حول مراكز الضغط المنخفض مع اتجاه عقارب الساعة.
• ومن الجدير بالذكر أنه عند الدائرة الاستوائية يكون تأثير قوة الرياح معدومًا، فهو يزداد من خلف الدائرة الاستوائية في نصفي الكرة الأرضية ويصل إلى القطبين.
• وينبغي العلم بأن تأثير قوة الرياح لا يظهر إذا كانت الرياح خفيفة أو كانت تهب على المناطق المجاورة لخط الاستواء.
• كما أن الرياح المحلية والتي لا يُمكنها التحرك سوى لمسافات محدودة كنسيم الجبل ونسيم البحر ونسيم البر والوادي لا تنحرف.
• فالرياح التي يشتد انحرافها هي تلك التي تقطع المسافات الطويلة أو تهب على الأماكن القريبة من المنطقة القطبية مثل الرياح العكسية والرياح التجارية.

قوة الاحتكاك

• تتأثر حركة الرياح بشكل مباشر بسطح الأرض وخشونته.
• فعند احتكاك الهواء بسطح الأرض تقل سرعة الرياح، لذا ومن هذا المنطلق تعد الطبقة السفلى من الغلاف الجوي والتي تلتصق بسطح الأرض بمثابة طبقة راكدة تمامًا.
• حيث إنه في الطبقات التي تليها تزداد سرعة الرياح، فتأثير عامل الاحتكاك يقل بالارتفاع إلى أعلى تدريجيًا حتى ينعدم عند ارتفاع 4 كيلومترات.
• وبالنسبة للرياح السطحية فإنه يتم التأثير في سرعتها واتجاهها بواسطة قوة الاحتكاك والتي تعد قوة ثالثة، حيث يكون التأثير عليها معاكسًا لانحدار الضغط الجوي.
• لذلك فإن اتجاه الريح يُعتبر محصلة 3 قوى تتمثل في قوة كوريولوس والانحدار في الضغط الجوي والاحتكاك.

التغير اليومي في سرعة الرياح

إن سرعة الرياح تتغير يوميًا بسبب تأثرها بالدورة اليومية لدرجة الحرارة كالآتي:

• تكون الرياح السطحية في الليل هادئة تمامًا ثم تزداد عند شروق الشمس لتصل إلى أقصاها مع بداية فترة الظهيرة، ثم تتناقص تدريجيًا إلى أن تبلغ أدنى حد لها مرة أخرى قبل شروق الشمس، علمًا بأن اتجاهها يكون أكثر انتظامًا وأقل تقلبًا في فترة النهار مقارنةً بفترة الليل.
• وبالنسبة للرياح الواقعة على ارتفاعات أعلى تكون أقوى في الليل ومع ذلك أكثر ثباتًا حيث إنها في النهار تكون متقطعة وبطيئة.
• ويعزى السبب وراء تغير سرعة واتجاه الرياح إلى تأثير درجة حرارة السطح على استقرار الهواء.
• إذ إن ارتفاع درجة الحرارة يؤدي إلى جعل الهواء القريب من سطح الأرض خفيفًا نسبيًا حيث يندفع إلى الأعلى بسهولة ليحل محله من طبقات الجو الواقعة فوقه هواء آخر أقل حرارة.
• لذا ومن هذا المنطلق فإنه قد يتكوّن في النهار فوق سطح الأرض طبقة من الهواء المضطرب تؤدي إلى ارتفاع الهواء الساخن إلى أعلى ونزول الهواء البارد. لأسفل.
• ونظرًا لهبوط الهواء من مستويات تكون سرعة الرياح فيها أعلى إلى مستويات تكون فيها سرعة الرياح أقوى فإنه ينقل معه قوة دفع تتسم بكونها كبيرة وتجعل الرياح خفيفة.
• ففي حالة إن كان هذا الهواء محافظًا على قوة دفعه الأساسية فمن المتوقع أن يحدث ركودًا في سرعة الرياح وذلك في طبقات الهواء التي يصلها.
• أما بالنسبة لفترة الليل فإن درجات الحرارة تنخفض ويصبح الهواء القريب من سطح الأرض مستقرًا.
• إذ لا يأتي هواء من الأعلى إلى الأسفل ولا يصعد من الأسفل إلى الأعلى، وهو ما يؤدي إلى توقف قوة الدفع التي كانت منتشرة في النهار ويجعل الرياح السفلى بطيئة في حين أن الرياح العليا تكون أكثر سرعة وأكثر ثباتًا من حيث الاتجاه.

أسئلة شائعة