Скорость ветра

Рассчитывая характеристики скорости ветра, прежде всего следует считаться с имеющейся на всех станциях неоднородностью рядов за счет изменения методики наблюдения.

В последние десятилетия двадцатого века почти на всех станциях перешли к измерению скорости ветра анеморумбометром. Этот прибор показывает скорости ветра, осредненные за 10-минутный интервал, в то время как интервал осреднения флюгера всего 2 минуты. Различия в скоростях ветра, определенных по флюгеру и анеморумбометру, связаны еще и с тем, что большие скорости флюгером завышаются вследствие нелинейности его шкалы.

Сравнением флюгерных и анемометрических данных занимались многие авторы (С.А. Кошинский, В.К. Кондратюк, Р.П. Бернгард, Л.Ф. Школяр, М.М. Борисенко), ими получены неидентичные результаты. Тем не менее сопоставление данных разных авторов, выполненное Е. В. Мастрюковой, и анализ условий сравнительных наблюдений каждого из авторов позволили принять единый коэффициент для перевода флюгерных данных в анемометрические. Ежедневные данные о скоростях ветра, измеренных флюгером, начиная с 10 м/с, умножаются на коэффициент 0,88. Исправление ежедневных флюгерных данных необходимо при расчетах максимальных скоростей ветра и повторяемости скоростей. Средняя скорость ветра может рассчитываться без введения поправок, если она не превышает 7 м/с.

Основными климатическими показателями скорости ветра служат: средняя скорость, среднее квадратическое отклонение, коэффициенты вариации, асимметрии и автокорреляционная функция скорости ветра, а также повторяемость различных градаций скорости ветра, среднее число дней с большими скоростями ветра, максимальная скорость ветра (наблюденный максимум и расчетные максимумы различной вероятности), повторяемость коэффициентов порывистости при различных скоростях ветра.

Среднюю скорость ветра следует считать по ряду данных, начинающемуся с 1936 года. До этого года средние скорости ветра занижены из-за отсутствия ночного срока, когда обычно наблюдается слабый ветер.

Среднее квадратическое отклонение, коэффициент вариации средней суточной скорости ветра также рассчитываются, начиная с 1936 года. Те же характеристики и автокорреляционная функция срочных значений определяются за более короткий период восьмисрочных наблюдений. Следует отметить, что автокорреляционная функция скорости ветра по срокам в отличие от такой же автокорреляционной функции температуры воздуха заметно различается от месяца к месяцу, в связи с чем рекомендуется не ограничивать ее расчеты центральными месяцами сезонов, как в случае температуры воздуха.

Для расчета повторяемости обычно принимаются неравные градации: 0, 1, 2-3, 4-5, 6-7..... 16-17, 18-21, 22-24, 25-28, 29-34, 35- 40, 40-45,... . Такие градации выбраны с учетом точности наблюдений, обеспечиваемой флюгером.

Скорость ветра относится к тем немногим метеорологическим величинам, повторяемость значений которой целесообразно вычислять непосредственным подсчетом по ежедневным данным. Распределение повторяемости скоростей ветра трудно аппроксимировать с достаточной точностью во всем диапазоне скоростей. Нельзя указать единого закона распределения, который являлся бы наилучшим для всей территории страны. Тем не менее максимальную скорость ветра обычно рассчитывают косвенным способом: на основе выравнивания распределения всех скоростей ветра функцией распределения Вей-бу яла или ежегодных максимумов ветра первой предельной функцией Гумбеля.

Максимумы, рассчитанные по четырехсрочным наблюдениям, следует увеличивать на 10-15%.

Наряду с расчетными максимумами скорости ветра определяют наблюденный максимум ветра, который чаще всего соответствует расчетной скорости ветра, возможной один раз в 25 лет.

Режим максимальных скоростей ветра характеризует также число дней с сильным ветром. Принято определять число дней со скоростью ветра более 15 м/с. Такая характеристика приводится в климатических справочниках. Днем с максимальной скоростью ветра называется день, когда скорость более 15 м/с, наблюдалась хотя бы один раз в срок наблюдений или между сроками. Не рекомендуется вычислять эту характеристику по ряду, в котором соединены флюгерные и анемометрические данные, так как при переходе от флюгера к анемометру изменился способ фиксации сильного ветра между сроками наблюдений.

Еще одной важной характеристикой скорости ветра является коэффициент порывистости, вычисляемый совместно со скоростью ветра, при которой он наблюдается. Коэффициентом порывистости называется отношение скорости ветра в порыве за 10-минутный интервал к средней скорости за тот же интервал. Рассчитать такой коэффициент можно только за период анемометрических наблюдений. Исходные данные для расчетов надо извлекать даже не из таблиц, а из самих первичных записей наблюдений.

По совокупности синхронных данных о порывах и скоростях ветра в срок наблюдения составляется двумерное распределение коэффициентов порывистости и скорости ветра.

Градации коэффициента порывистости обычно задают равными 0,5 в границах 0,0-0,5; 0,5-1,0 и т. д., градации скорости ветра: 0-5; 6-9; 10-13; 14-17; 18-21 и т. д.