在氣象臺站發布的天氣預報中,我們常會聽到這樣的說法:風向北轉南,風力2到3級。這裏的“級”是表示風速大小的。
風速就是風的前進速度。相鄰兩地間的氣壓差愈大,空氣流動越快,風速越大,風的力量自然也就大。所以通常都是以風力來表示風的大小。風速的單位用每秒多少米或每小時多少公裏來表示。而發布天氣預報時,大都用得是風力等級。
風力的級數是怎樣定出來的呢?
壹千多年以前的我國唐代,人們除了記載晴陰雨雪等天氣現象之外,也有了對風力大小的測定。唐朝初期還沒有發明測定風速的精確儀器,但那時已能根據風對物體征狀,計算出風的移動速度並訂出風力等級。李淳風的《現象玩占》裏就有這樣的記載:“動葉十裏,鳴條百裏,搖枝二百裏,落葉三百裏,折小枝四百裏,折大枝五百裏,走石千裏,拔大根三千裏。”這就是根據風對樹產生的作用來估計風的速度,“動葉十裏”就是說樹葉微微飄動,風的速度就是日行十裏;“鳴條”就是樹葉沙沙作響,這時的風速是日行百裏。另外,還根據樹的征狀定出來的壹些風級,如《乙已占》中所說,“壹級動葉,二級鳴條,三級搖枝,四級墜葉,五級折小枝,六級折大枝,七級折木,飛沙石,八級拔大樹及根”。這八級風,再加上“無風”、“和風”(風來時清涼,溫和,塵埃不起,叫和風)兩個級,可合十級。這些風的等級與國外傳入的等級相比較,相差不大。這可以說是世界上最早的風力等級。
兩百多年以前,風力大小仍沒有測量的儀器,也沒有統壹規定,各國都按自己的方法來表示。當時英國有壹個叫蒲福的人,他仔細觀察了陸地和海洋上各種物體在大小不同的風裏的情況,積累了五十年的經驗,才在1805年把風劃成了13個等級。後來,又經過研究補充,才把原來的說明解釋得更清楚了,並且增添了每級風的速度,便成了現在預報風力的“行話”。有些地方還把風力等級的內容編成了歌謠,以便記憶:
零級無風炊煙上;壹級軟風煙稍斜;
二級輕風樹葉響;三級微風樹枝晃;
四級和風灰塵起;五級清風水起波;
六級強風大樹搖;七級疾風步難行;
八級大風樹枝折;九級烈風煙囪毀;
十級狂風樹根拔;十壹級暴風陸罕見;
十二級颶風浪滔天。
風在每秒鐘內所移動的距離--風速,其口訣是“從壹直到九,乘2各級有”。意思是:從壹級到九級風,各級分別乘2,就大致可得出該風的最大速度。譬如壹級風的最大速度是每秒2米,2級風是每秒4米,3級風是每秒6米……依此類推。各級風之間還有過渡數字,比如壹級風是每秒1-2米,2級風是每秒2-4米,3級風是每秒4-6米,諸此類推。下面是壹張風力等級表。
風力等級表
風力等級 海面浪高(米) 海面和漁船征象 陸上地面物征象 相當風速(米/秒)
壹般 最高 範圍 中數*
0 - - 平靜 靜煙直上 0.0~0.2 0
1 0.1 0.1 有微波 煙能表示風向,樹葉略有搖動 0.3~1.5 1
2 0.2 0.3 有小波紋,漁船搖動 人面感覺有風,樹葉有微響,旗子開始飄動,高的草和莊稼開始搖動 1.6~3.3 2
3 0.6 1.0 有小浪,漁船漸覺簸動 樹葉及小枝搖動不息,旗子展開,高的草和莊稼搖動不息 3.4~5.4 4
4 1.0 1.5 浪頂有些白色泡沫,漁船滿帆時,可使船身傾於壹側 能吹起地面灰塵和紙張,樹枝搖動,高的草和莊稼波浪起伏 5.5~7.9 7
5 2.0 2.5 浪頂白色泡沫較多,漁船收去帆之壹部 樹葉及小枝搖擺,內陸的水面有小波,高的草和莊稼波浪起伏明顯 8.0~10.7 9
6 3.0 4.0 白色泡沫開始被風吹離浪頂,漁船縮帆大部分 大樹枝搖動,電線呼呼有聲,撐傘困難,高的草和莊稼不時傾伏於地 10.8~13.8 12
7 4.0 5.5 白色泡沫離開浪頂,被吹成條紋狀 全樹搖動,大樹枝彎下來,迎風步行感覺不便 13.9~17.1 16
8 5.5 7.5 白色泡沫被吹成明顯的條紋狀 折毀小樹枝,人迎風前行感覺阻力甚力 17.2~20.7 19
9 7.0 10.0 被風吹起的浪花使水平能見度減小,機帆船航行困難 草房遭受破壞,房瓦被掀起,大樹枝可折斷 20.8~24.4 23
10 9.0 12.5 被風吹起的浪花使水平能見度明顯減小,機帆船航行頗危險 樹木可被吹倒,壹般建築物遭破壞 24.5~28.4 26
11 11.5 16.0 被風吹起的浪花使水平能見度明顯減小,機帆船遇之極危險 大樹可被吹例,壹般建築物遭嚴重破壞 28.5~32.6 31
12 14.0 - 海浪滔天 陸上少見,其摧毀力極大 >32.6 >31
其實,在自然界,風力有時是會超過12級的。象強臺風中心的風力,或龍卷風的風力,都可能比12級大得多,只是12級以上的大風比較少見,壹般就不具體規定級數了。
為了更準確的測量風力大小,人們在野外常用輕便風速表測風。這種輕便風速表,壹般由感應部分和計數器所組成(見左圖)。感應部分由三個風杯(也有四個風杯)裝於十字架上,風杯在軸承上可以自由轉動,外用小框保護風杯。中軸下部與計數器相接,風杯轉動,也使計數器隨之轉動。所以計數器是記錄風杯轉動的轉數的。計數器通常有兩個或三個記數盤,大指針指示個位和十位數,兩個小記數盤上的指針分別指示百位數和個位數。儀器的下部有壹開關(啟動桿),將它推上去,可使計數器與感應部分接合,計數器開始工作。把啟動桿拉下來計數器則與感應部分離開,計數器停止工作。當儀器置於高處,用手直接開動不便時,可用小繩連接開關。觀測時拉動小繩即可啟閉。輕便風速表壹般安置在四周開闊、無高大障礙物的地方,表身垂直。觀測前關閉開關,記下指針的示數。等壹兩分鐘後,打開開關,同時開動秒表記錄時間。此時,觀測員迅速離開風速表,站在儀器的下風方向。開動儀器後將近100秒鐘時,觀測員迅速走近儀器,在正100秒時關閉開關,記下第二次指針示數。根據前後兩次讀數算出其差數,此差數表示風速表指針在觀測時間內所走的刻度數,記入記錄表內。將此差數除以觀測時間,就得出風速表每秒鐘內所走的刻度數,取壹位小數。再根據每秒所走的刻度數,從該風速表的檢定證上查出平均風速(單位:米/秒),取壹位小數。
最好連續觀測兩次,取其平均值,以消除儀器本身及人為的誤差。
有些輕便的測風器,除具有上面講的風速表的構造性能外,還在軸上裝有風向標,用以指示風向,稱為風速風向儀。