סולם הבופור הוא מדד אמפירי לעוצמת הרוח, המבוסס בעיקר על תצפיות על תנאי הים וגלים על פני השטח. כעת זהו התקן להערכת מהירות הרוח והשפעתה על עצמים יבשתיים וים ברחבי העולם. בוא נשקול את הנושא הזה בפירוט רב יותר במאמר.
ביוגרפיה קצרה של פרנסיס בופור
ממציא סולם כוח הרוח, פרנסיס בופור, נולד ב-1774. מגיל צעיר החל לגלות עניין בים ובספינות. לאחר שהתגייס לצי המלכותי של בריטניה, הוא הפנה את כל מאמציו לבניית קריירה של מלח. כתוצאה מכך, הצליח בופור להשיג דרגת אדמירל של הצי המלכותי.
במהלך שירותו, הוא לא רק ביצע משימות ימיות צבאיות, אלא גם הקדיש זמן רב להרכבת מפות גיאוגרפיות וביצוע תצפיות במקומות שונים בעולם. בופור שירת גם בזקנתו. הוא נפטר בשנת 1857, כשהיה בן 83.
הסקאלה הראשונה להערכת מהירות הרוח
קנה מידהבופור הוצע בשנת 1805. עד לנקודה זו, לא היה תקן ספציפי לפיו ניתן לשפוט עד כמה הרוח נושבת חלשה או חזקה. מלחים רבים התבססו על הרעיונות הסובייקטיביים שלהם.
בתחילה, עוצמת הרוח בסולם הבופור הוצגה כדרגה מ-0 עד 12. במקביל, כל נקודה דיברה לא על מהירות התנועה של מסות אוויר, אלא על איך צריך להתנהג מבחינת השליטה בספינה. למשל, מתי ניתן לכוון מפרשים ומתי יש להסירם כדי למנוע שבירת התורנים. כלומר, סולם הרוח המקורי של בופור ניסה למטרות מעשיות גרידא בעסקים ימיים.
סולם זה אומץ כתקן עבור הצי הבריטי רק בסוף שנות ה-30.
שימוש בסולם ביבשה
החל בשנות ה-50 של המאה ה-19, סולם הבופור החל לשמש למטרות יבשתיות. פותחה נוסחה מתמטית כדי להמיר את הציונים שלה לכמויות הפיזיקליות המשמשות למדידת מהירות הרוח, כלומר מטרים לשנייה (מ/ש) וק"מ לשנייה (קמ"ש). בנוסף, החלו לכייל גם מדי רוח מיוצרים (מכשירים המודדים את מהירות הרוח) לקנה מידה זה.
בתחילת המאה ה-20, המטאורולוג ג'ורג' סימפסון הוסיף לסקאלה את ההשפעות שנוצרו על ידי רוחות בעוצמה המתאימה ביבשה. החל משנות העשרים של המאה ה-20, הסולם החל להיות בשימוש נרחב ברחבי העולם לתיאור תופעות הקשורות לרוח, הן בים והן ביבשה.
קשר בין נקודות קנה מידה ועוצמת הרוח
כפי שצוין לעיל, ניתן להמיר את כוח הרוח בנקודות על סולם הבופור ליחידות נוחות לשימוש. הנוסחה הבאה משמשת לכך: v=0.837B1.5 m/s, כאשר v היא מהירות הרוח במטרים לשנייה, B הוא הערך של סולם הבופור. לדוגמה, עבור 4 נקודות של הסולם הנחשב, התואם את השם "בריזה מתונה", מהירות הרוח תהיה: v=0.83741.5=6.7 m/s או 24, 1 קמ"ש.
לעתים קרובות יש צורך לקבל את המהירות של מסות אוויר בקילומטרים לשעה. לשם כך נגזר קשר מתמטי נוסף בין נקודות הסולם לכמות הפיזיקלית המתאימה. הנוסחה היא: v=3B1, 5 ± B, כאשר v היא המהירות שבה נושבת הרוח, מבוטאת בקמ"ש. שימו לב שהסימן "±" מאפשר לקבל מגבלות מהירות התואמות לציון שצוין. אז בדוגמה למעלה, מהירות הרוח בסולם הבופור, התואמת ל-4 נקודות, תהיה שווה ל: v=341, 5 ± 4=24 ± 4 קמ"ש או 20-28 קמ"ש.
כפי שניתן לראות מהדוגמה, שתי הנוסחאות נותנות את אותה תוצאה, כך שניתן להשתמש בהן כדי לקבוע את מהירות הרוח ביחידות שונות.
בהמשך במאמר אנו נותנים תיאור של ההשלכות של השפעת הרוח של כוח זה או אחר על עצמים טבעיים ומבנים אנושיים שונים. לשם כך, ניתן לחלק את כל סולם הבופור לשלושה חלקים: 0-4 נקודות, 5-8 נקודות ו-9-12 נקודות.
ציונים בסולם מ-0 עד 4
אם מד הרוח מראה שהרוח בפניםבטווח של 4 נקודות מהסקאלה הנבדקת, אז הם מדברים על משב רוח קל:
- רגוע (0): פני הים חלקים, ללא גלים; העשן מהאש עולה אנכית.
- רוח קלה (1): גלים קטנים ללא קצף על הים; עשן מציין את כיוון הרוח נושבת.
- רוח נמוכה (2): פסגות גלים שקופים שהם רציפים; עלים מתחילים ליפול מהעצים ולהבי טחנות רוח זזים.
- רוח קלה (3): גלים קטנים, פסגותיהם מתחילות להישבר; העלים על העצים והדגלים מתחילים להתנודד.
- רוח מתונה (4): "כבשים" רבים על פני הים; ניירות ואבק עולים מהאדמה, צמרות עצים מתחילות להתנדנד.
ציונים בסולם מ-5 עד 8
רוחות הבופור הללו גורמות לבריזה להפוך לרוח חזקה. הם תואמים לתיאור הבא:
- רוח רעננה (5): גלי ים בגודל ובאורך בינוני; נדנוד קטן של גזעי עצים, הופעת אדוות על פני האגמים.
- רוח חזקה (6): גלים גדולים מתחילים להיווצר, פסגותיהם נשברים ללא הרף, נוצר קצף ים; ענפי עצים מתחילים להתנודד, מתקשים להחזיק מטריה פתוחה.
- רוח חזקה (7): פני הים נעשים גליים ו"נפחיים" במיוחד, הקצף נסחף ברוח; עצים גדולים זזים, והולכי רגל מתקשים לנוע נגד הרוח.
- רוח חזקה (8): גלים גדולים ש"נשברים", מראה של פסיםמקצף; כתרים של כמה עצים מתחילים להישבר, תנועת הולכי הרגל קשה, חלק מכלי רכב נעים בהשפעת עוצמת הרוח.
ציונים בסולם מ-9 עד 12
הנקודות האחרונות של סולם הבופור מאפיינות את תחילתה של סערה והוריקן. ההשלכות של רוחות כאלה ניתנות להלן:
- רוח חזקה מאוד (9): גלים גדולים מאוד עם פסגות שבורות, ראות מופחתת; נזק לעצים, חוסר אפשרות לתנועה רגילה של הולכי רגל וכלי רכב, כמה מבנים מלאכותיים מתחילים להינזק.
- סערה (10): גלים עבים, שעל פסגותיהם נראה קצף, צבע פני הים הופך לבן; עצים נעקרו, פוגעים במבנים.
- סופה קשה (11): גלים גדולים מאוד, הים לבן לגמרי, הראות נמוכה מאוד; הרס של טבע שונים בכל מקום, גשם חזק, שיטפונות, אנשים מעופפים וחפצים אחרים באוויר.
- הוריקן (12): גלים ענקיים, ים לבן ואפס ראות; מעוף של אנשים, כלי רכב, עצים וחלקי בתים, הרס נרחב, מהירויות רוח של עד 120 קמ"ש.
סולמות המתארים הוריקנים
כמובן, נשאלת השאלה: האם יש רוחות שנושבות חזקות מ-120 קמ ש על כדור הארץ שלנו? במילים אחרות, האם יש קנה מידה שיתאר את החוזקות השונות של הוריקנים? התשובה לשאלה זו היא כן: כן, יש סולם כזה, והוא לא היחיד.
Bקודם כל יש לומר שקיים גם סולם הוריקן בופור והוא משתלב בקלות עם הסולם הסטנדרטי (נוספות נקודות מ-13 עד 17). קנה מידה מורחב זה פותח באמצע המאה הקודמת, אולם למרות שניתן להשתמש בו כדי לתאר הוריקנים טרופיים המתרחשים לעתים קרובות בחופי דרום מזרח אסיה (טייוואן, סין), הוא משמש לעתים רחוקות. ישנם סולמות מיוחדים נוספים למטרות אלו.
תיאורים מפורטים של הוריקנים ניתנים בסולם Saffir-Simpson. הוא פותח ב-1969 על ידי המהנדס האמריקאי הרברט סאפיר, ואז סימפסון הוסיף לו השפעות שיטפון. סולם זה מחלק את כל ההוריקנים ל-5 רמות על סמך מהירות הרוח. הוא מכסה את כל הגבולות האפשריים של ערך זה: מ-120 קמ"ש עד 250 קמ"ש ויותר, ומתאר בפירוט את הנזק האופייני לציון זה. סולם Saffir-Simpson מתורגם בקלות לסולם הבופור המורחב. אז, נקודה אחת עבור הראשונה תתאים ל-13 נקודות עבור השנייה, 2 נקודות - 14 נקודות וכן הלאה.
כלים תיאורטיים נוספים לסיווג הוריקנים הם סולם פוג'יטה וסולם TORRO. שני הסולמות משמשים לתיאור סופת טורנדו או טורנדו (סוג של הוריקן), כאשר הראשון מבוסס על סיווג נזקים מטורנדו, בעוד שלשני יש ביטוי מתמטי מתאים והוא מבוסס על מהירות הרוח בטורנדו. שני הסולמות משמשים ברחבי העולם כדי לתאר את סוג ההוריקן שצוין.
