Tuesday, 9 July 2024

การทำความเข้าใจอัตราเร็วลม: ปัจจัยสำคัญและเทคนิคการวัด

อัตราเร็วลม

คำจำกัดความของอัตราเร็วลม

อัตราเร็วลมเกิดจากอากาศในบรรยากาศมีการเคลื่อนจากความกดอากาศสูงไปต่ำเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ สิ่งสำคัญคือต้องทราบความแตกต่างระหว่างอัตราเร็วลมและลมกระโชก(ซึ่งเป็นความเร็วลมที่เร่งขึ้นสูงสุด 20–30 วินาที

มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความเร็วลมและลมกระโชก เช่น การไล่ระดับความกดอากาศ คลื่นรอสบี (Rossby Wave: เป็นคลื่นแนวโค้งขนาดยักษ์ของลมระดับสูง) ลมกรด และสภาพอากาศในท้องถิ่น นอกจากนี้ยังมีความเชื่อมโยงที่แข็งแกร่งระหว่างอัตราเร็วลมและทิศทางลม

อัตราเร็วลมส่งผลต่อการบิน การก่อสร้าง ตลอดจนกีฬาและกิจกรรมกลางแจ้งหลายประเภท ดังนั้นก่อนจะเล่นกิจกรรมเหล่านี้ต้องตรวจสอบพยากรณ์ลมก่อน

หน่วยวัดอัตราเร็วลม

โดยทั่วไปจะวัดเป็นเมตรต่อวินาที (m/s) ไมล์ต่อชั่วโมง (mph) และกิโลเมตรต่อชั่วโมง (km/h) หน่วย m/s แนะนำโดยองค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO) สำหรับการวัดลม โดยทั่วไปหน่วยนี้ถูกใช้เกือบทุกที่ ยกเว้นสหรัฐอเมริกา ซึ่งใช้ mph ในการวัด นอกจากนี้ยังมีหน่วยวัดทั่วไปอีกสองหน่วยคือ นอต (ไมล์ทะเลต่อชั่วโมง) และโบฟอร์ต

นอตมักใช้ในทะเลโดยกะลาสีเรือและชาวประมง และก่อนที่จะมีเครื่องวัด ความเร็วลมถูกวัดโดยใช้มาตราส่วนโบฟอร์ตซึ่งสัมพันธ์กับความเร็วลมกับสภาวะที่สังเกตได้ในทะเลและบนบกโดยสังเกตด้วยตาของมนุษย์ซึ่งมาตราส่วนนี้ถูกสร้างขึ้นในปี 1805 โดยฟรานซิส โบฟอร์ต เป็นนักอุทกศาสตร์ นักอุตุนิยมวิทยา และเจ้าหน้าที่กองทัพเรือไอริช (ต่อมาเป็นพลเรือตรี)

อัตราเร็วลมเป็นองค์ประกอบสำคัญของสภาพอากาศ และภูมิอากาศ ซึ่งมีอิทธิพลต่อปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น การกระจายความร้อน หยาดน้ำฟ้า และการหมุนเวียนของบรรยากาศ และอิทธิพลของฤดูกาล

เนื่องจากหน่วยวัดมีหลายหน่วยหากสนใจสามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ เข้าใจหน่วยวัดความเร็วลมอย่างง่าย และ CFM CMM: หน่วยวัดกระแสลมที่สำคัญ

ปัจจัยที่ทำให้เกิดอัตราเร็วลม

  • การไล่ระดับความดัน
  • ความแตกต่างของอุณหภูมิ
  • การหมุนของโลก
โดยจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ ช่วงเวลาของปี และภูมิประเทศในท้องถิ่น การทำความเข้าใจอัตราเร็วลมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานต่างๆ รวมถึงการพยากรณ์อากาศ การบิน การนำทางทางทะเล การผลิตพลังงานทดแทน (เช่น กังหันลม) และการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม

ปัจจัยที่มีผลวัดอัตราเร็วลมที่ต่างกันในเหตุการณ์เดียวกัน

ไม่ใช่อัตราเร็วลมทั้งหมดจะเหมือนกันหมดต้องแน่ใจว่าใช้มาตรฐานเดียวกันในการวัด โดยปัจจัยที่เข้ามามีผลให้การวัดอัตราเร็วลมที่แตกต่างกันมากในเหตุการณ์เดียวกัน คือ

  • ความสูงของการวัด: โดยทั่วไปอัตราเร็วลมเฉลี่ยจะเพิ่มขึ้นเมื่ออยู่สูงขึ้นเหนือพื้นดิน แอนนิโมมิเตอร์ในสนามบินส่วนใหญ่ที่ความสูง 10 เมตร (33 ฟุต) ได้กลายเป็นมาตรฐานไปแล้ว แต่แอนนิโมมิเตอร์ส่วนตัวสามารถตั้งได้ทุกที่
  • ความถี่ในการวัด: การวัดความเร็วลมที่ต่างเวลากันอาจทำให้เกิดอัตราเร็วลมที่ต่างกันได้ สิ่งสำคัญคือ ต้องทราบอย่างแน่ชัดว่ามีการวัดเวลาใดไม่ใช่แค่สถิติโดยเฉลี่ย
  • สภาพแวดล้อม: แอนนิโมมิเตอร์ที่ตั้งอยู่ใจกลางเมืองมีอัตราเร็วลมที่ต่างจากที่ท่าเรือ แม้ว่าจะเกิดในช่วงเวลาเดียวกันก็ตาม การรู้สภาพแวดล้อมโดยรอบส่งผลต่อลมเป็นสิ่งสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบการวัดที่แตกต่างกันของพายุลูกเดียวกัน
  • เวลาเฉลี่ย: เป็นช่วงเวลาการวัดที่สั้นที่สุดกที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาจำกัด โดยนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรใช้ความลมไมล์ที่เร็วที่สุด แต่ในปัจจุบันผู้เชี่ยวชาญด้านลมส่วนใหญ่ใช้ความเร็วลมกระโชกสูงสุด 3 วินาทีเพื่อกำหนดแรงลม ซึ่งเป็นความเร็วเฉลี่ยสูงสุดที่วัดในช่วงเวลาสามวินาที และความเร็วลมเฉลี่ยรายชั่วโมงมีประโยชน์ในการระบุลักษณะสภาพอากาศโดยทั่วไปของสถานที่

อัตราเร็วลมสูงคืออะไร?

โดยทั่วไป ความเร็วลมที่สูงสำหรับคนเดินจะอยู่ที่ 11 ถึง 13.8 เมตร/วินาที (25 ถึง 31 ไมล์ต่อชั่วโมง) สภาพลมเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่า “ลมแรง”  ซึ่งทำให้กิ่งบนต้นไม้เคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง ได้ยินเสียงผิวปากของสายไฟและสายโทรศัพท์เหนือศีรษะหรือใกล้เคียง ใช้ร่มได้ยากลำบาก
ดังนั้น ลมที่มีความเร็วต่ำกว่าจะถือว่าลมไม่เร็วหรือแรง โดยมีความเร็วลมเบามากที่ความเร็ว 1-3 ไมล์ต่อชั่วโมง (0.4 ถึง 1.3 m/s) และไม่มีลม (สงบ)

อัตราเร็วลมใดที่เป็นอันตราย?

ความเร็วลมที่เป็นอันตรายจะอยู่ในช่วง “Near Gale” หรือ 14.3-16 เมตร/วินาที และเร็วกว่านั้น ในสภาพลมเช่นนี้ต้นไม้โยกทั้งต้น เดินต้านลมได้ลำบาก ทำให้กิ่งก้านและกิ่งเล็กหัก ต้นไม้เล็กๆปลิวทั้งรากถอนโคนได้ ทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงยิ่งขึ้น

หากสนใจเครื่องวัดความเร็วลมและวิธีการเลือกซื้อสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่ ประเภทของ Anemometerและหลักการทำงาน และ วิธีในการเลือกแอนนิโมมิเตอร์