Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Sådan konverteres vindhastighed til tryk

Atmosfærisk tryk og vind er relateret både kvalitativt og kvantitativt. Forskelle i tryk i atmosfæren er det, der skaber fænomenet kaldet vind i første omgang. Derudover har jordforskere udviklet et antal matematiske modeller til at bestemme tryk som funktion af vindhastighed, for det meste ved hjælp af data indsamlet fra stormsystemer.

Der findes ingen praktisk forudsigelig ligning, der forbinder disse to variabler; I stedet er forholdet en empirisk, med plot af pres versus vindhastighed ved hjælp af en række datapunkter inden for det samme system, der bruges til at generere en ligning ved hjælp af en matematisk metode kaldet lineær regression. Brug af en af et antal relaterede ligninger afledt på denne måde, hvis du har vindhastighed, kan du beregne trykket til inden for en rimelig fejlmargin.
Baggrund

Forskelle i lufttryk mellem forskellige punkter omkring kloden kan grundlæggende henføres til temperaturforskelle, som igen skaber forskelle i lufttætheden. Som du måske forventer, blæser vindene fra områder med højere tryk til områder med lavere tryk, på samme grundlæggende måde som presning af en plastik sodaflaske driver luft ud af munden på flasken.

Standard atmosfærisk tryk er 14,7 pund pr. kvadrat tomme (lb /in 2), hvilket svarer til 760 millimeter kviksølv (mm Hg), 101,325 kilo-Pascals (kPa) og 1013,25 millibar (mb). Enheden, der typisk bruges til målinger inden for stormsystemer, er millibar.

Tryk, vindhastighed og temperatur er afhængigt af hinanden, som bemærket. Men forskere har udviklet to nyttige ligninger, der eliminerer temperatur og relaterer vindhastighed til tryk direkte.
Tryk som en funktion af vind under orkanforhold |

Interessesligningen i dette tilfælde er:

P \u003d 1014,9 - 0,361451w - 0,00259w 2

Med P i mb og w i m /s. For eksempel ville en vindhastighed på 50 m /s (ca. 112 miles i timen) være forbundet med et lokalt atmosfærisk tryk på:

1014.9 - 0.361451 (50) - 0.00259 (2500)

\u003d 990,4 mb

Blandt de laveste tryk nogensinde er registreret er 870 mb midt i en stillehavs-tyfon.