•  

Tuul ja selle keskmine kiirus  (21.11.2009 00:00)

Autor: Jüri Kamenik

Ilm.ee-lt küsiti: "Kui öeldakse "keskmine tuule kiirus on 15 m/s", siis millise aja keskmist mõeldakse? Näiteks antud minuti keskmine?"

Vastus:

Kui räägitakse lühikestest ajavahemikest, siis  keskmiseks tuule kiiruseks loetakse 10 minuti tuule kiiruse (aritmeetilist) keskmist.

Tuulest ja selle keskmisest kiirusest lähemalt:

Tuul on õhuosakeste liikumine atmosfääris. Sealjuures võib tuult mõista laiemalt ehk tuul võib olla nii õhu vertikaalne kui horisontaalne liikumine. Tavaliselt käsitletakse tuult siiski kitsamas mõttes ehk õhu horisontaalse liikumisena ning vertikaalseid õhuliikumisi nimetatakse konvektsioonivooludeks, mis võivad olla nii tõusvad kui laskuvad.

Tuul on väga mitmekesine nii aspektide kui ruumiliste mastaapide poolest, näiteks passaadid ja mussoonid võrrelduna briiside, linnatuultega ja üksikute tuulepuhangutega.

Tuule  põhjuseks on õhurõhkude erinevus, mis püüab erineva rõhuga piirkondi võrdsustada. Õhurõhkude erinevus tuleneb aga päikesekiirguse (soojuse) ebaühtlasest jaotusest Maal. Lisaks on oluline tegur veel Coriolisi jõud, mis tekib Maa pöörlemise tõttu ja kallutab liikuvaid objekte põhjapoolkeral esialgsest liikumissuunast paremale ja lõunapoolkeral vasakule. See on ka põhjuseks, miks vahel võib näha, et pilved liiguvad nurga all võrreldes maapinnalähedase tuule suunaga.

Tuult iseloomustab suund ja kiirus. Tuule suuna all mõistetakse nurka põhjasuuna (0 kraadi) ja tuule vektori vahel ehk tegemist on asimuudiga. Seejuures tuleb rõhutada, et tuulesuund on õhu liikumine nö kompassi sisse, st et näiteks lõunatuul puhub põhjasuunas ehk siis, kui vaatleja on näoga lõuna suunas ja tuul puhub talle näkku. Hoovustega on vastupidi – lõunahoovus liigub lõuna suunas ehk kui vaatleja on näoga lõuna suunas, siis lõunahoovus liigub otse „selga“.

Tavaliselt ei saa suunda väga täpselt määrata, sest tuul on tavaliselt puhanguline ja suund hüplik ebaühtlase reljeefi tõttu. Väga liigestatud reljeefi või objektpinna (linn) puhul võib-olla isegi võimatu ligilähedast suunda määrata. Kõige selle tõttu ei ole mõtet tuule suunda anda 1 kraadise täpsusega, vaid piisab, kui täpsus jääb 5-10 kraadi piiresse. Tuule suuna tähistamisel kasutatakse ilmakaare mõistet, mis tähendab, et täisring (360 kraadi) on jaotatud võrdse suurusega sektoriteks ja igale sektorile on antud nimi (näiteks lääs, loe jne). Tavaliselt kasutatakse 4 (põhiilmakaared), 8 või 16 (rumbid) gradatsiooni. Suuna määramisel tehakse kindlaks see sektor, millesse tuul puhub (vaatleja suunas). Suuremates kõrgustes, kus on tegemist juba vaba atmosfääriga, st aluspinna mõju puudub, saab tuule suunda märksa täpsemalt määrata. Ka suurematel veekogudel saab vee suurema tasasuse tõttu tuule suunda täpsemalt määrata.

Tuule kiirus väljendab summaarset õhuosakeste kineetilist energiat. Mida suurem on tuule kiirus (mida tugevam on tuul), seda suurem on tuule kineetiline energia ja seetõttu tekitab torm kahju. Tuule kiirust määratakse meetrites sekundis (m/s), kilomeetrites tunnis (km/h) või sõlmedes. Kasutusel on ka bofoorid ehk pallid (admiral Beaufort võttis skaala kasutusele). Seda on täiendatud, et likvideerida purjelaevakesksust ja niisiis hinnatakse tuule mõju esemetele. See on kahjuks siiski väga subjektiivne. Beaufort´i skaala on 18- astmeline (12-17 kasutatakse vaid erijuhtudel). Meteoroloogias kasutatakse tavaliselt tuule kiiruse väljendamisel meetreid sekundis.

Probleeme võib olla mõiste ´keskmine tuule kiirus´ ulatuse määratlemisel. Võib rääkida nii aasta, kuu kui ka päeva keskmisest tuule kiirusest. Kui räägitakse lühikestest ajavahemikest, siis  keskmiseks tuule kiiruseks loetakse 10 minuti tuule kiiruse (aritmeetilist) keskmist. Kahetsusväärselt ei täpsustata enamasti, millisest keskmisest räägitakse. Kuigi 10 minutit on sageli vaikimisi võetud keskmise määramisel ajavahemikuks, ei saa alati olla kindel. 

Selle mõõtmiseks on kaks võimalust: käsianemomeetriga, mida hoitakse käes või paigutatakse statiivile. Sel anemomeetril ehk tuulemõõdikul on tiivik ja selle pöörete loendur. Keskmise tuule kiiruse leidmiseks hoitakse anemomeeter horisontaalselt, pannakse kirja algnäit, lastakse vabalt anemomeetril olla 10 min tuule käes ning siis pannakse kirja lõppnäit (pöörete arvud loendas loendur ära). Seejärel lahutatakse lõppnäidust algnäit, tulemus jagatakse sekundite arvuga vahemikus (10 min on 600 sekundit, seega antud juhul 600-ga) ja tuleb veel kasutada vastavat kaliibrimisgraafikut, kust loetakse keskminev tuule kiirus.

Teine võimalus on induktsioonanemomeeter, mis mõõdab sisuliselt küll puhanguid, kuid saab ka tuule keskmist kiirust leida, kui näidud panna kirja näiteks iga 15 sekundi järel 10 min jooksul ja siis leida aritmeetiline keskmine.

Eelmised artiklid:

Telefon: 6 610 845

E-post: ilm@ilm.ee

Rohkem: Kontakt | Reklaam