โบฟอร์ตสเกลคือการวัดความแรงลมโดยอาศัยการสังเกตสภาพทะเลและคลื่นพื้นผิวเป็นหลัก ปัจจุบันเป็นมาตรฐานสำหรับการประเมินความเร็วลมและผลกระทบต่อวัตถุบนบกและในทะเลทั่วโลก ลองพิจารณาปัญหานี้โดยละเอียดในบทความ
ชีวประวัติโดยย่อของฟรานซิส โบฟอร์ต
ฟรานซิส โบฟอร์ต ผู้ประดิษฐ์มาตราส่วนแรงลม เกิดเมื่อปี พ.ศ. 2317 ตั้งแต่อายุยังน้อย เขาเริ่มแสดงความสนใจในทะเลและเรือ เข้าเป็นทหารในราชนาวีแห่งบริเตนใหญ่ เขาได้ทุ่มเทความพยายามทั้งหมดในการสร้างอาชีพเป็นกะลาสีเรือ เป็นผลให้โบฟอร์ตสามารถบรรลุตำแหน่งพลเรือเอกของราชนาวี
ในระหว่างการรับราชการ เขาไม่เพียงทำภารกิจทางทะเลทางทหารเท่านั้น แต่ยังอุทิศเวลาอย่างมากในการรวบรวมแผนที่ทางภูมิศาสตร์และดำเนินการสังเกตการณ์ในส่วนต่างๆ ของโลกด้วย โบฟอร์ตรับใช้แม้ในวัยชราของเขา เขาเสียชีวิตในปี พ.ศ. 2400 เมื่ออายุ 83 ปี
มาตราส่วนแรกสำหรับการประมาณความเร็วลม
สเกลโบฟอร์ตถูกเสนอในปี ค.ศ. 1805 จนถึงตอนนี้ ยังไม่มีมาตรฐานเฉพาะที่จะตัดสินว่าลมพัดอ่อนหรือแรงเพียงใด กะลาสีหลายคนใช้ความคิดส่วนตัวของพวกเขาเอง
ในขั้นต้น แรงลมในระดับโบฟอร์ตแสดงเป็นระดับจาก 0 ถึง 12 ในขณะเดียวกัน แต่ละจุดไม่ได้พูดถึงความเร็วของการเคลื่อนที่ของมวลอากาศ แต่เกี่ยวกับพฤติกรรมที่ควรปฏิบัติ ในแง่ของการควบคุมเรือ ตัวอย่างเช่น สามารถตั้งค่าใบเรือได้เมื่อใดและต้องถอดเมื่อใดเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เสากระโดงหัก นั่นคือมาตราส่วนลมโบฟอร์ตดั้งเดิมได้ดำเนินการตามวัตถุประสงค์เชิงปฏิบัติอย่างแท้จริงในธุรกิจการเดินเรือ
มาตราส่วนนี้ถูกนำมาใช้เป็นมาตรฐานสำหรับกองทัพเรืออังกฤษในช่วงปลายทศวรรษ 1830 เท่านั้น
ใช้ตาชั่งบนบก
เริ่มในปี 1850 มาตราส่วนโบฟอร์ตเริ่มถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางบก สูตรทางคณิตศาสตร์ได้รับการพัฒนาเพื่อแปลงคะแนนของเธอเป็นปริมาณทางกายภาพที่ใช้ในการวัดความเร็วลม กล่าวคือ เมตรต่อวินาที (m/s) และกิโลเมตรต่อวินาที (km/s) นอกจากนี้ เครื่องวัดความเร็วลมที่ผลิตขึ้น (เครื่องมือวัดความเร็วลม) ก็ได้เริ่มปรับเทียบตามมาตราส่วนนี้แล้ว
ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 นักอุตุนิยมวิทยา George Simpson ได้เพิ่มผลกระทบที่เกิดจากลมที่มีความแรงที่เหมาะสมบนบก เริ่มต้นในปี ค.ศ. 1920 มาตราส่วนเริ่มถูกใช้อย่างกว้างขวางทั่วโลกเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับลม ทั้งในทะเลและบนบก
ความสัมพันธ์ระหว่างจุดมาตราส่วนและความแรงลม
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น แรงลมในจุดในระดับโบฟอร์ตสามารถแปลงเป็นหน่วยที่สะดวกต่อการใช้งาน สูตรต่อไปนี้ใช้สำหรับสิ่งนี้: v=0.837B1.5 m/s โดยที่ v คือความเร็วลมเป็นเมตรต่อวินาที B คือค่าของมาตราส่วนโบฟอร์ต ตัวอย่างเช่น สำหรับ 4 คะแนนของมาตราส่วนที่พิจารณา ซึ่งตรงกับชื่อ "ลมปานกลาง" ความเร็วลมจะเป็น: v=0.83741.5=6.7 m/s หรือ 24, 1 กม./ชม.
ความเร็วของมวลอากาศมักจะจำเป็นเป็นกิโลเมตรต่อชั่วโมง เพื่อจุดประสงค์นี้ ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์อื่นได้มาจากจุดมาตราส่วนและปริมาณทางกายภาพที่สอดคล้องกัน สูตรคือ: v=3B1, 5 ± B โดยที่ v คือความเร็วที่ลมพัด แสดงเป็น km/h โปรดทราบว่าเครื่องหมาย "±" อนุญาตให้คุณจำกัดความเร็วที่สอดคล้องกับคะแนนที่ระบุ ดังนั้น จากตัวอย่างข้างต้น ความเร็วลมในระดับโบฟอร์ตซึ่งเท่ากับ 4 จุด จะเท่ากับ: v=341, 5 ± 4=24 ± 4 กม./ชม. หรือ 20-28 กม./ชม.
ดังที่คุณเห็นจากตัวอย่าง ทั้งสองสูตรให้ผลลัพธ์เหมือนกัน ดังนั้นจึงสามารถใช้เพื่อกำหนดความเร็วลมในหน่วยต่างๆ ได้
เพิ่มเติมในบทความ เราได้ให้คำอธิบายเกี่ยวกับผลกระทบของลมของแรงอย่างใดอย่างหนึ่งต่อวัตถุธรรมชาติต่างๆ และโครงสร้างของมนุษย์ ด้วยเหตุนี้ มาตราส่วนโบฟอร์ตทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสามส่วน: 0-4 คะแนน, 5-8 คะแนน และ 9-12 คะแนน
คะแนนจาก 0 ถึง 4
ถ้าเครื่องวัดความเร็วลมแสดงว่าลมเข้าภายใน 4 จุดของขนาดที่พิจารณา จากนั้นพวกเขาพูดถึงสายลมเบา ๆ:
- สงบ (0): ผิวน้ำทะเลเรียบไม่มีคลื่น ควันจากไฟลอยขึ้นในแนวตั้ง
- ลมเบา ๆ (1): คลื่นขนาดเล็กที่ไม่มีฟองในทะเล ควันบ่งบอกทิศทางลม
- ลมต่ำ (2): หงอนคลื่นโปร่งใสที่ต่อเนื่อง; ใบไม้เริ่มร่วงหล่นจากต้นไม้และใบพัดของกังหันลมก็เคลื่อนตัว
- ลมเบา ๆ (3): คลื่นเล็ก ๆ หงอนของมันเริ่มแตก; ใบไม้บนต้นไม้และธงเริ่มสั่นคลอน
- ลมพัดปานกลาง (4): "ลูกแกะ" จำนวนมากบนผิวทะเล กระดาษและฝุ่นผุดขึ้นจากพื้นดิน ยอดไม้เริ่มแกว่งไกว
คะแนนจาก 5 เป็น 8
ลมโบฟอร์ตเหล่านี้ทำให้ลมพัดกลายเป็นลมแรง ตรงกับคำอธิบายต่อไปนี้:
- ลมสดชื่น (5): คลื่นทะเลขนาดกลางและความยาว; ลำต้นของต้นไม้สั่นเล็กน้อย เกิดเป็นระลอกคลื่นบนผิวทะเลสาบ
- ลมแรง (6): คลื่นลูกใหญ่เริ่มก่อตัว หงอนของมันแตกอย่างต่อเนื่อง เกิดฟองทะเล กิ่งไม้เริ่มแกว่ง กางร่มลำบาก
- ลมแรง (7): พื้นผิวของทะเลกลายเป็นคลื่นมากและ "ใหญ่โต" โฟมถูกลมพัดไป ต้นไม้ใหญ่เคลื่อนตัว คนเดินถนนต้านลมลำบาก
- ลมแรง (8): คลื่นลูกใหญ่ที่ "แตก" ลักษณะเป็นลายจากโฟม มงกุฎของต้นไม้บางต้นเริ่มแตก การเคลื่อนตัวของคนเดินเท้าเป็นเรื่องยาก ยานพาหนะบางคันเคลื่อนตัวภายใต้อิทธิพลของลม
คะแนนจาก 9 ถึง 12
จุดสุดท้ายของมาตราส่วนโบฟอร์ตแสดงถึงจุดเริ่มต้นของพายุและพายุเฮอริเคน ผลที่ตามมาของลมดังกล่าวแสดงไว้ด้านล่าง:
- ลมแรงมาก (9): คลื่นขนาดใหญ่มากกับยอดหัก, ทัศนวิสัยลดลง; ความเสียหายต่อต้นไม้ การไม่สามารถเคลื่อนไหวตามปกติของคนเดินเท้าและยานพาหนะ โครงสร้างประดิษฐ์บางส่วนเริ่มได้รับความเสียหาย
- Storm (10): คลื่นหนาทึบบนยอดที่มองเห็นโฟม สีของผิวน้ำทะเลเปลี่ยนเป็นสีขาว ถอนรากถอนโคนทำลายอาคาร
- พายุรุนแรง (11): คลื่นขนาดใหญ่มาก ทะเลเป็นสีขาวสนิท ทัศนวิสัยต่ำมาก การทำลายธรรมชาติต่างๆ ทุกที่ ฝนตกหนัก น้ำท่วม ผู้คนบินและวัตถุอื่นๆ ในอากาศ
- พายุเฮอริเคน (12): คลื่นยักษ์ ทะเลสีขาว และทัศนวิสัยเป็นศูนย์ การบินของผู้คน ยานพาหนะ ต้นไม้ และส่วนต่างๆ ของบ้าน การทำลายล้างอย่างกว้างขวาง ความเร็วลมสูงถึง 120 กม./ชม.
เครื่องชั่งน้ำหนักอธิบายพายุเฮอริเคน
โดยธรรมชาติแล้ว คำถามที่เกิดขึ้น: มีลมที่พัดแรงกว่า 120 กม./ชม. บนโลกของเราหรือไม่? กล่าวอีกนัยหนึ่งมีมาตราส่วนที่จะอธิบายจุดแข็งที่แตกต่างกันของพายุเฮอริเคนหรือไม่? คำตอบสำหรับคำถามนี้คือ ใช่ ใช่ มีมาตราส่วนดังกล่าว และไม่ใช่เพียงส่วนเดียว
Bประการแรก ควรจะกล่าวว่ามาตราส่วนเฮอริเคนโบฟอร์ตยังมีอยู่ และมันพอดีกับมาตราส่วนมาตรฐานอย่างง่ายดาย (เพิ่มคะแนนจาก 13 ถึง 17) มาตราส่วนขยายนี้ได้รับการพัฒนาในช่วงกลางของศตวรรษที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะสามารถใช้อธิบายพายุเฮอริเคนเขตร้อนที่มักเกิดขึ้นบนชายฝั่งของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ (ไต้หวัน จีน) ได้ แต่ก็ไม่ค่อยได้ใช้ มีเครื่องชั่งพิเศษอื่นๆ สำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้
คำอธิบายโดยละเอียดของพายุเฮอริเคนมีให้ในระดับแซฟเฟอร์-ซิมป์สัน ได้รับการพัฒนาในปี 1969 โดยวิศวกรชาวอเมริกัน เฮอร์เบิร์ต แซฟเฟอร์ จากนั้นซิมป์สันได้เพิ่มผลกระทบจากน้ำท่วมเข้าไป มาตราส่วนนี้แบ่งพายุเฮอริเคนทั้งหมดออกเป็น 5 ระดับตามความเร็วลม ครอบคลุมขีดจำกัดที่เป็นไปได้ทั้งหมดของค่านี้: ตั้งแต่ 120 กม./ชม. ถึง 250 กม./ชม. และอื่นๆ และอธิบายรายละเอียดลักษณะความเสียหายของคะแนนนี้ มาตราส่วน Saffir-Simpson สามารถแปลเป็นมาตราส่วน Beaufort แบบขยายได้อย่างง่ายดาย ดังนั้น 1 คะแนนสำหรับครั้งแรกจะตรงกับ 13 คะแนนสำหรับวินาที 2 คะแนน - 14 คะแนนเป็นต้น
เครื่องมือทางทฤษฎีอื่นๆ สำหรับการจำแนกพายุเฮอริเคนคือมาตราส่วนฟูจิตะและมาตราส่วน TORRO มาตราส่วนทั้งสองใช้เพื่ออธิบายพายุทอร์นาโดหรือพายุทอร์นาโด (พายุเฮอริเคนชนิดหนึ่ง) ในขณะที่ระดับแรกอิงจากการจำแนกประเภทความเสียหายจากพายุทอร์นาโด ในขณะที่ระดับที่สองมีนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ที่สอดคล้องกันและขึ้นอยู่กับความเร็วลมในพายุทอร์นาโด. เครื่องชั่งทั้งสองถูกใช้ทั่วโลกเพื่ออธิบายประเภทของพายุเฮอริเคนที่ระบุ