Этот необычайно красивый научный термин у многих ассоциируется с романтикой, приключениями и путешествиями. Роза ветров... Что это такое, кто и когда ее придумал? Где используется эта диаграмма? И как правильно начертить розу ветров? Обо всем этом расскажет наша статья.
Одним из важнейших явлений в природе является ветер. В древности люди не могли объяснить сущность этого феномена, поэтому часто персонифицировали его в виде различных божеств. Сегодня ученые с полной ответственностью могут сказать, что такое ветер и какова его природа. Изучением данного явления занимаются представители таких наук, как физика, метеорология, география. Роза ветров как раз и помогает ученым систематизировать и представить в сжатом виде результаты длительных наблюдений за этим явлением в конкретной местности.
Еще со школьной скамьи нам известно, что ветер – это горизонтальный поток воздуха, возникающий в результате неравномерного распределения атмосферного давления и движущийся параллельно земной поверхности. Он характеризуется такими параметрами, как сила, направление и скорость. Силу и скорость ветра измеряют при помощи специального прибора – анемометра, а его направление – флюгером.
Для того чтобы определить режим ветра в конкретной местности (то есть, откуда и как часто он дует на протяжении месяца или года), придумана специальная диаграмма – роза ветров. Что это такое? И как ее правильно составить? Об этом пойдет речь далее.
На этот красивый научный термин уже давно «положили глаз» художники, поэты и даже мастера тату. Вместе с тем его изначальное значение вполне прозаично и буднично. Термин широко используется в географии, метеорологии, климатологии, ветроэнергетике, строительстве и некоторых других сферах научной и практической жизни человека. Итак, роза ветров – что это такое?
Роза ветров – это особый тип векторных диаграмм, с помощью которых дается характеристика режиму ветра в конкретной местности и за определенный период времени (месяц, год или несколько лет). Внешне такая диаграмма напоминает многоугольник, разбитый на восемь (или более) румбов – по основным сторонам света. Как выглядит классическая роза ветров? Фото ниже даст вам наглядное представление об этом.
Любая роза ветров строится на основе реальных метеорологических наблюдений. По длине лучей многоугольника можно легко определить направление господствующих ветров в той или иной местности (селе, городе, регионе). Так, например, если в поселке N 120 из 365 дней в году ветер дует с севера, то соответствующий луч на графике будет наиболее длинным.
Метеорологи придумали забавную легенду о некой девушке Розе, которая работала на метеостанции и отличалась довольно «ветреным» характером. Отсюда якобы и происходит название термина «Роза ветров».
На самом деле история этого символа уходит в глубокую древность. Изначально его использовали мореплаватели в качестве своей профессиональной эмблемы. Ветер был важным помощником любого опытного моряка. Зная его направление и сезонные особенности, капитан безошибочно корректировал курс и уверенно вел свой корабль в дальние плаванья.
Стоит отметить, что первые полноценные розы ветров начали появляться на портоланах (морских навигационных картах) XV столетия. До этого они больше напоминали стилизованные стрелки обычного компаса.
Такое понятие, как «роза ветров», существует и в геральдике. Например, этот элемент можно встретить на некоторых городских гербах, а также на эмблемах таких известных организаций, как ЦРУ или НАТО.
В последнее время изображение розы ветров весьма популярно в виде татуировки. Такой рисунок, нанесенный на кожу, считается отличным оберегом для путешественников, дальнобойщиков и, конечно же, для моряков.
Существует две основных разновидности этой математической диаграммы. Это классическая графическая и числовая роза ветров. Последняя диаграмма дополняется соответствующими числовыми значениями, указывающими на количество дней в году, в которые дул ветер определенного направления.
Чаще всего в метеорологии используются 8-лучевые или 16-лучевые диаграммы. Но иногда можно встретить и розы ветров, состоящие из 360 лучей. Многие диаграммы генерируются с помощью специальных компьютерных программ. Выглядят они примерно так.
График розы ветров применяется в различных научных дисциплинах и сферах человеческой деятельности. Среди таковых:
Розу ветров непременно учитывают при прокладке автомобильных трасс, строительстве взлетно-посадочных полос, планировании жилых районов. Их также используют при составлении прогнозов погоды.
Для составления самой элементарной розы ветров понадобится немного: простой карандаш, линейка, данные метеонаблюдений и калькулятор для расчетов.
Для начала нужно начертить на бумаге четыре оси: две основные (север-юг и запад-восток) и две дополнительные (северо-запад – юго-восток и северо-восток – юго-запад). Далее следует выбрать для вашей будущей диаграммы подходящий масштаб и начать откладывать на каждой из осей то количество дней, в которые ветер дул в данном направлении. К примеру, если северный ветер наблюдался 15 дней в году, то на соответствующем луче диаграммы следует отметить 15 делений.
После этого можно приступать к самой приятной части работы – к построению собственно розы ветров. Для этого нужно соединить точки на всех осях диаграммы (в случае со стандартной 8-лучевой диаграммой их должно быть восемь) в единую фигуру. В конце для большей наглядности эту фигуру следует затушевать каким-либо цветом.
Очень быстро и легко построить розу ветров можно с помощью стандартной программы Microsoft Excel. Для этого нужно выбрать специальный тип диаграммы – «Лепестковую».
Роза ветров – что это такое? Теперь вы точно сможете дать развернутый ответ на данный вопрос. Это векторная диаграмма, характеризующая режим ветра для той или иной территории. Построение роз ветров активно практикуется в метеорологии, географии, экологии, агрономии, строительстве, лесном хозяйстве и т.д.
fb.ru
Красивый метеорологический термин «роза ветров» давно облюбован поэтами и художниками, которые успели сформировать вокруг него облако романтических образов. Между тем, роза ветров имеет вполне утилитарное значение для многих отраслей экономики.
Для составления розы ветров любой местности необходимы данные метеорологических наблюдений за определенный период, карандаш, линейка и калькулятор для расчетов.
Розой ветров в метеорологии и географии принято называть диаграмму направлений и силы ветров, дующих в определенном регионе. Возможно, кому-то внешний вид диаграммы напомнил цветок розы, после чего и появился на свет этот красивый, но не слишком соответствующий реальности термин.
Одним из характерных свойств ветра принято считать переменчивость и своеволие. По мнению обычного человека, ветер подчиняется только собственным капризам и меняет направление без всякой системы.
Однако изучение метеорологической статистики дает возможность понять закономерности направлений ветров и на их основании попытаться сделать прогноз погоды на ближайший период. Роза ветров наиболее наглядно показывает преобладающие направления ветров в данной местности.
Знание направления господствующих ветров является важным во многих случаях. Оно необходимо:
— для предсказания изменений погоды: зная расположение фронтов теплого и холодного воздуха, можно понять, как в ближайшие дни изменится погода, холодную или теплую воздушную массу принесет нам господствующий ветер;
— для планировки развития населенных пунктов: знание преобладающих направлений ветра помогает разместить жилые и промышленные районы таким образом, чтобы загрязненный воздух с предприятий не относило ветром в сторону жилых районов;
— для выбора ориентации стен домов, входных проемов и других архитектурных элементов: чтобы в зимнее время максимально сохранять тепло в домах, входные двери нужно ориентировать в направлении, противоположном преобладающему в розе ветров.
Можно вспомнить еще много способов использования розы ветров в различных сферах деятельности человека.
Роза ветров строится в соответствии со сторонами света. Прежде, чем начинать ее построение, нужно начертить на бумаге основные и дополнительные оси:
— вертикальную север-юг;
— горизонтальную восток-запад;
— диагональную юговосток-северозапад;
— диагональную югозапад-северовосток.
По этим осям необходимо отмечать направления и силу ветров, которые наблюдались в вашем регионе за определенный период – скажем, в течение трех летних месяцев. Эту информацию можно взять из метеорологического календаря в интернете или любого другого достоверного источника.
Необходимо правильно выбрать масштаб будущей диаграммы, чтобы роза ветров получилась наглядной, достаточно крупной, но не чрезмерной. На каждой оси откладываются деления, соответствующие количеству дней в рассматриваемом периоде.
Так, если вы строите розу ветров летнего периода, длина каждой из осей может составлять 9 сантиметров, где одна миллиметровая отметка будет соответствовать одному дню лета.
Далее следует изучить результаты наблюдений за ветром и подсчитать, сколько дней ветер дул в каждом из направлений. К примеру, южный ветер дул 34 дня, северо-восточный 12 дней, северный 8 дней и т.д.
После этого можно приступать к построению розы ветров. На каждой из осей следует отметить отрезок, длина которого будет соответствовать числу дней, в течение которых дул ветер этого направления. Так, на южной оси отмечаем 34 миллиметра, на северо-восточной 12 миллиметров.
Если в какие-то дни была безветренная погода, их количество отмечается точкой в центре диаграммы с написанным числом тихих дней.
После того, как все точки, соответствующие ветрам, отмечены на осях, остается последний этап – последовательное соединение этих точек между собой отрезками.
В результате должен получиться неправильный многоугольник. Если в каком-то из направлений ветер в течение всего рассматриваемого периода не дул вообще, на соответствующей оси не будет никаких отметок, а значит, с этой стороны многоугольник остается незамкнутым.
Внутреннюю часть многоугольника можно заштриховать. Наиболее длинные лучи розы ветров покажут преобладающие направления ветров в вашем регионе.
www.vseznaika.org
Рис. 1. РумбыЧастота ветра в данной местности имеет большое значение при определении зоны влияния источника техногенных выбросов в атмосферу. При планировании размещения населенных пунктов относительно промышленных объектов. Графическое изображение частоты (повторяемости) ветра по румбам носит название розы ветров.
Роза ветров строится на основе наблюдений за повторяемостью ветра определенного направления (румба) в течение не менее года
Рассмотрим пример составления розы ветров по следующим данным. П р и м е р : Наблюдения за направлением ветра производились через один день в течение високосного года, т. е. 183 раза за год. Из этих 183 раз ветры дули с севера 15 раз. с северо-востока - 30 раз. с востока - 8 раз. с юго-востока - 14 раз. с юга - 4 раза, с юго-запада - 19 раз, с запада - 28 раз. с северо-запада - 60 раз, 5 раз был отмечен штиль.
Составление графика. Из центра проводят восемь линий (румбов) и на каждой из них откладывают число повторяемости ветров в год в каждом направлении; безветренные дни отмечают окружностью, причем радиус должен соответствовать числу дней штиля (рис. 2).
Рис. 2. Роза ветров с северо-западным господствующим ветром
Зона влияния точечного источника техногенных атмосферных
выбросов.
Цель работы:Продолжить исследование вопроса о рассеивании вредных веществ из точечного отдельно стоящего источника выбросов в соответствии с ОНД-86. Определить размеры санитарно-защитной зоны по заданным исходным данным.Зона влияния отдельного источника представляет собой круг, радиус которого оценивается как наибольшее из двух расстояний от источника: Х\ и Х2, где Х = 10Xм, Хм- расстояние от источника в зоне выброса, на котором регистрируется максимальная концентрация вредного вещества, Х2 -расстояние от источника, начиная с которого концентрация вредного вещества в зоне выброса С < 0,05 ПДКСС.
Размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) устанавливаются в соответствии с классом вредности предприятия по СанПиН 2.2.1/2.2.1984-00:
-предприятие первого класса 1000м
-предприятие второго класса 500м
-предприятие третьего класса 300м
-предприятие четвертого класса 100м
-предприятие пятого класса 50м
Если на нормируемой границе С > ПДКСС, то положение внешней границы СЗЗ определяется расчетным путем. Иначе говоря, возможность размещения населенного пункта вблизи источника выброса определяется условием
С = Св + Сф<пдксс,
где Св - концентрация вредного вещества, создаваемая источником выбросов; С - фоновая концентрация вредного вещества в атмосфере.
Общие принципы расчета расстояния от центра санитарно-защитной зоны (СЗЗ) до ее внешней границы в заданном направлении:
1. Определяется расстояние от центра выброса l0, на котором С -ПДКСС;2. Расстояние от центра выброса до внешней границы СЗЗкорректируется в соответствии с вытянутостью розы ветров врассматриваемом направлении по формулегде Р(%) — среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба;
P(%) - повторяемость направлений ветров одного румба при круговой зоне ветров, при восьмирумбовой розе ветров 100/8 = 12,5%.
Роза ветров может быть построена в относительных единицах, когда ее вытянутость определяется отношением P/P0. В розе ветров вытянутость означает направление от стороны света. При расчете границы СЗЗ ее вытянутость считается от центра СЗЗ,
По описанному выше принципу строятся изолинии любых концентраций.
Построение изолинии концентрации.
Концентрация диоксида серы в приземном слое воздуха, равная ПДКСС, наблюдается на расстоянии 1050 м от источника выброса, концентрация 0,8 ПДКСС - на расстоянии 1200 м, а концентрация 0,5 ПДКСС - на расстоянии 1700 м (табл. 1). В табл. 1 приведена также повторяемость ветра по румбам.
Проведем расчет изолинии концентраций диоксида серы с учетом розы ветров.
Таблица 1
Построение изолиний концентраций (в долях ПДКСС) с учетом вытянутости среднегодовой розы ветров
| Исходные данные | С1=1ПДК | С2=0,8ПДК | С3=0,5ПДК | |||||||
| Расстояние l0 , на котором С=х долей ПДКСС составляет (м) | 1050 | 1200 | 1700 | |||||||
| Доля одного румба в 8-ми румбовой розе ветров Р0(%) | 12,5 | |||||||||
| Направление ветра | С | СВ | В | ЮВ | Ю | ЮЗ | З | СЗ | ||
| Повторяемость ветра Р(%) | 23 | 12 | 18 | 15 | 10 | 6 | 5 | 11 | ||
Таблица 2 (результаты расчетов)
Расстояние от источника выброса до изолиний 1 ПДК; 0,8 ПДК; 0,5 ПДК
по сторонам света
| Результаты расчетов | С | СВ | В | ЮВ | Ю | ЮЗ | 3 | СЗ |
| Вытянутость розы ветров. Р/Р0 | 1,84 | 0,96 | 1,44 | 1,2 | 0,8 | 0,48 | 0,4 | 0,88 |
| С1 = 1 ПДК | 840 | 504 | 420 | 924 | 1932 | 1008 | 1512 | 1260 |
| С2 = 0,8 ПДК | 960 | 576 | 480 | 1056 | 2208 | 1152 | 1728 | 2448 |
| С3 = 0,5 ПДК | 1360 | 816 | 680 | 1496 | 3128 | 1632 | 2448 | 2040 |
Рис. 3 Роза ветров в относительных единицах
Рис. 4. Изолинии концентрации С1 - 1 ПДК; С2 - 0.8 ПДК: С3 - 0.5 ПДКВывод: На основе исходных данных о техногенных выбросах точечного источника сделаны расчеты изолиний концентраций диоксида серы с учетом вытянутости розы ветров. Размещение населенного пункта относительно источника выбросов возможно вне зоны, очерченной изолинией С1 = 1 ПДКСС. Определены также изолинии концентраций С2= 0,8 ПДКСС и С3= 0,5 ПДКСС, имеющие значение для санитарно-гигиенических оценок экологической ситуации в районе выбросов.
www.coolreferat.com
