簡介
蒲福風級(Beaufort scale)是根據風對炊煙、沙塵、地物、漁船、漁浪等的的影響程度而定出的風力等級。常用以估計風速的大小。按強弱,將風力劃為0-12級,共13個等級,即目前世界氣象組織所建議的分級。後來到1950年代,人類的測風儀器的進度,使量度到自然界的風實際上可以大大地超出了12級,於是就把風級擴展到17級,即共18個等級。不過,世界氣象組織航海氣象服務手冊採用的分級只是0至12級,擴展的13至17級並非建議分級。
發展歷程
水道測量專家弗朗西斯·蒲福海軍少將(Rear Admiral Sir Francis Beaufort, 1774—1857 )出生於愛爾蘭,1790年,他加入海軍。
1805年被任命為艦長。同 時,他還學習了水文地理學。
1806年,他發明了蒲福風級(Beaufort Scale ),是一種主觀的測量風速的方法。儘管當時羅伯特·胡克(Robert Hooke, 1635— 1703 )已經發明了風速計種測量風速的設備,但在蒲福所處的那個年代,風速計尚未得到廣泛的套用。
在南美洲沿岸指揮H .M. S.伍爾維奇號(H. M. S. Woolwich )期間,他邊做調查邊發明了蒲福風力等級和天氣符號。雖然風力等級的劃分並沒有使用任何新的術語,但是蒲福想通過他的努力創造出供科學家 們長期使用的標準符號。他做出的十分詳盡的記錄受到了上級長官的高度讚揚。
1829年,蒲福被任命為海軍水道測量專家,但是直到1838年,他使用的分級標準才被皇家海軍採用。
1848年,他被封為爵士並於1855年退休。
1850年代起,一般航海亦使用蒲福氏風級,之後並且開始改以風杯式風速計測量風速。
1874年,國際氣 象學委員會(International Meteorological Committee )對蒲福風力等級進行了修改,並增加了風對陸地和海洋產生的影響的細節描述。
1923年風速計標準化,蒲福氏風級亦略為修改以方便氣象學使用。至今航海上仍然普遍使用蒲福氏風級描述不同風速。
自1946年以來,人類的測風儀器的進度,使量度到自然界的風實際上可以大大地超出了12級,風力等級又作了擴充,增加到18個等級(0—17級)。後來到1950年代,人類的測風儀器的進度,使量度到自然界的風實際上可以大大地超出了12級,於是就把風級擴展到17級,即共18個等級。蒲福風級表最開始時只運用於海上,經改良後也可用於陸地。
1947年第12屆國際氣象台長會議上被正式承認。
2001年中國氣象局發布《颱風業務和服務規定》,以蒲福風力等級將12級以上颱風補充到17級。13-17級分別對應的是颱風的風級。
蒲福風級表
蒲福風級是一種估計及報告風速之方法。十九世紀初期由英國海軍上將蒲福(Beaufort)所發明。原系根據各種風速對於滿帆戰艦所產生之風帆推進效應測量而決定,其後曾作改進。
下圖為蒲福風級表及其續表:
蒲福風級 | 名稱 | 高出地面10公尺之相當風速 | 風壓 | 風級標準說明 | 約略波高(最大) | ||||||
中文 英文 | m/s | n mile/h | km/h | mile/h | 帕斯卡 | 海岸情形 | 海面情形 | 陸地情形 | 公尺 | 英尺 | |
0 | 無風 Calm | 0-0.2 | <1 | <1 | <1 | 0-0.025 | 風靜 | 海面如鏡 | 靜,煙直上 | ||
1 | 軟風 Light air | 0.3-1.5 | 1-3 | 1-5 | 1-3 | 0.056-0.14 | 漁舟正可操舵 | 海面有鱗狀波紋,波峰無泡沫 | 炊煙可表示風向,風標不動 | 0.1 (0.1) | 0.25 (0.25) |
2 | 輕風 Light brooze | 1.6-3.3 | 4-6 | 6-11 | 4-7 | 0.16-6.8 | 漁舟張帆時速1-2 浬 | 微波明顯,波峰光滑未破裂 | 風拂面,樹葉有聲, 普通風標轉動 | 0.2 (0.3) | 0.5 (1) |
3 | 微風 Gentle breeze | 3.4-5.4 | 7-10 | 12-19 | 8-12 | 7.2-18.2 | 漁舟漸傾側時速3-4 浬 | 小波,波峰開始破裂,泡沫如珠,波峰偶泛白沫 | 樹葉及小枝搖動,旌旗招展 | 0.6 (1) | 2 (3) |
4 | 和風 Moderate breeze | 5.5-7.9 | 11-16 | 20-28 | 13-18 | 18.9-39 | 漁舟滿帆時傾於一方捕魚好風 | 小波漸高,波峰白沫漸多 | 塵沙飛揚,紙片飛舞,小樹幹搖動 | 1 (1.5) | 3.5 (5) |
5 | 清風 Fresh breeze | 8.0-10.7 | 17-21 | 29-38 | 19-24 | 40-71.6 | 漁舟縮帆 | 中浪漸高,波峰泛白沫,偶起浪花 | 有葉之小樹搖擺,內陸水面有小波 | 2 (2.5) | 6 (8.5) |
6 | 強風 Strong breeze | 10.8-13.8 | 22-27 | 39-49 | 25-31 | 72.9-119 | 漁舟張半帆,捕魚須注意風險 | 大浪形成,白沫範圍增大,漸起浪花 | 大樹枝搖動,電線呼呼有聲,舉傘困難 | 3 (4) | 9.5 (13) |
7 | 疾風 Near gale | 13.9-17.1 | 28-33 | 50-61 | 32-38 | 120.8-182.8 | 漁舟停息港內,海上需船頭向風減速 | 海面涌突,浪花白沫沿風成條吹起 | 全樹搖動,迎風步行有阻力 | 4 (5.5) | 13.5(19) |
8 | 大風 Gale | 17.2-20.7 | 34-40 | 62-74 | 39-46 | 184.9-267.8 | 漁舟在港內避風 | 巨浪漸升,波峰破裂,浪花明顯成條沿風吹起 | 小枝吹折,逆風前進困難 | 5.5 (7.5) | 18 (25) |
9 | 烈風 Steong gale | 20.8-24.4 | 41-47 | 75-88 | 47-54 | 270.4-372.1 | 機帆船行駛困難 | 猛浪驚濤,海面漸呈洶湧,浪花白沫增濃,減低能見度 | 煙突屋瓦等將被吹損 | 7 (10) | 23 (32) |
10 | 暴風 Storm | 24.5-28.4 | 48-55 | 89-102 | 55-63 | 375.2-504.1 | 機帆船航行極危險 | 猛浪翻騰波峰高聳,浪花白沫堆集,海面一片白浪,能見度減低 | 陸上不常見,見則拔樹倒屋或有其它損毀 | 9 (12.5) | 29 (41) |
11 | 狂風 Violent storm | 28.5-32.6 | 56-63 | 103-117 | 64-72 | 507.7-664.2 | 機帆船無法航行 | 狂濤高可掩蔽中小海輪,海面全為白浪掩蓋,能見度大減 | 陸上絕少,有則必有重大災害 | 11.5(16) | 37 (52) |
12 | 颶風 Hurricane | 32.7-36.9 | 64-71 | 118-133 | 73-82 | 664.2-851 | 駭浪滔天 | 空中充滿浪花白沫,能見度惡劣 | 陸上幾乎不可見,有則必造成大量人員傷亡 | 14 (-) | 45 (-) |
續表
風力 級數 | 高出地面10公尺之相當風速 | ||
mile/h | m/s | km/h | |
13 | 72~80 | 37.0~41.4 | 134~149 |
14 | 81~89 | 41.5~46.1 | 150~166 |
15 | 90~99 | 46.2~50.9 | 167~183 |
16 | 100~108 | 51.0~56.0 | 184~201 |
17 | 109~118 | 56.1~61.2 | 202~220 |
註:n mile為度量單位,海里的意思,1 n mile=1852m(只適用於航程)
風速與風力
風速與風力的折合關係式為:
風速(米/秒)=0.835*F^(1.5),式中F為風力等級數。風速為該風等級的中數(取整數),指相當於10米高處的風速。
測量儀器
輕便風速表
野外常用來測量風力大小的裝置,一般由感應部分和計數器所組成(右圖)。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。儀器的下部有一開關(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。 輕便風速表 當儀器置於高處,用手直接開動不便時,可用小繩連線開關。觀測時拉動小繩即可啟閉。輕便風速表一般安置在四周開闊、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。等一兩分鐘後,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,取一位小數。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),取一位小數。
最好連續觀測兩次,取其平均值,以減少儀器本身及人為的誤差。
說明
蒲福氏風級發明的時候是一種依靠觀察海面現象的分級法。各級數根據海情或浪的狀況來劃分,並沒有定明相關連的風速。
1830年英國皇家海軍以蒲福氏風級為紀錄標準。1850年代起,一般航海亦使用蒲福氏風級,之後並且開始改以風杯式風速計測量風速。1923年風速計標準化,蒲福氏風級亦略為修改以方便氣象學使用。 不過,世界氣象組織航海氣象服務手冊採用的分級只是0至12級,擴展的13至17級並非建議分級。
至今航海上仍然有使用蒲福氏風級0至12級描述不同風速,但由於測風儀器能更準確地量出風速,不少西方國家已在海洋預報中棄用風級,改成以每5節(kt)為一單位(英、法是少數例外)。