Vjetar

Vjetar pogonsko gorivo svih plovila na jedra, nastaje premještanjem zraka s područja visokog tlaka na područje niskog tlaka, odnosno premještanjem hladnog zraka na mjesto toplog zraka koji se diže. Osobina vjetra je smjer i brzina. Brzina vjetra može biti vrlo promjenljiva pa govorimo o mahovitosti vjetra.

Smjer vjetra

Smjer vjetra određuje se prema smjeru iz kojeg vjetar puše. Smjer se izražava u stupnjevima i to tako da je 0 stupnjeva postavljeno u smjeru zemljopisnog sjevera, s porastom iznosa u smjeru kazaljke na satu. U meteorologiji je uobičajeno prikazivanje smjera vjetra u skali od 360 stupnjeva, gdje je s 360 označen sjever, a 00 označava tiho ( bez vjetra ). U pomorstvu je još uvijek prisutno odrađivanje smjera vjetra prema kompasu u 32 smjera. Grafički prikaz smjerova vjetra naziva se ruža vjetrova. Odnos stupnjeva i vjetra određenog kompasom te šifre smjera vjetra koje se upotrebljavaju u meteorologiji prikazane su tabelom, oznake su prema engleskoj notaciji:

N NORTH - SJEVER
E EAST - ISTOK
S SOUTH - JUG
W WEST - ZAPAD

Pravi i prividni vjetar

Smjer vjetra za vrijeme plovidbe moguće je osmatrati na temelju valova i njihovog ponašanja. Naročito dobar indikator smjera vjetra je smjer u kojem vjetar nosi pjenu s vrhova valova. Promatranje smjera premještanja valova nije dobar pokazatelj smjera vjetra jer i nakon prestanka vjetra valovi zadržavaju isti smjer, a u međuvremenu je mogao početi puhati vjetar drugog smjera.
Osmatranje vjetra za vrijeme plovidbe povezano je s pojavom vjetra plovidbe, koji puše suprotno od smjera kretanja plovila. Opaženi vjetar na plovilu nije i stvarni smjer vjetra, nego rezultat stvarnog vjetra i brzine plovidbe. Stvarni vjetar se određuje grafički ili iz tablica. Jednostavan kalkulator za određivanje brzine i smjera prividnog vjetra na temelju brzine plovila i brzine i smjera stvarnog vjetra u odnosu na smjer plovidbe nalazi se na poveznici.
Koncepti pravog smjera i brzine vjetra od ključne su važnosti u navigaciji i jedrenju. "Pravi vjetar" predstavlja stvarnu brzinu i smjer vjetra koju doživljava nepokretni promatrač. "Prividni vjetar", s druge strane, predstavlja ono što doživljava promatrač u pokretu. Ova razlika je važna jer ono što jedriličari osjećaju na brodu nije pravi vjetar, već vjetar koji je promijenjen njihovom vlastitom brzinom i smjerom. Da bi donijeli točne navigacijske odluke, potrebno je izračunati pravi vjetar na temelju prividnog vjetra, stvarne brzine plovila i smjera prividnog vjetra.

Izračun Pravog vjetra uključuje rastavljanje vektora vjetra na njegove komponente, uključenje brzine plovila. Za izračunavanje brzine i smjera pravog vjetra na plovilu koriste se formule:

V = sqrt((Vp × cos(A))^2 + (Vp × sin(A) + Vs)^2)

θ = atan((Vp × sin(A) + Vs) / (Vp × cos(A)))

Gdje su:
V brzina Pravog vjetra.
Vp brzina Prividnog vjetra.
Vs stvarna brzina plovila.
A smjer Prividnog vjetra.
θ smjer Pravog vjetra.

Izračunavanje smjera pravog vjetra iz podataka prividnog vjetra i smjera i brzine plovila.
( Za kalkulator je potrebno da omogućite izvođenje Java programa u Vašem pregledniku.)

Interaktivni kalkulator pravog vjetra True Wind Calculator — Starpath Freeware

Starpath TrueWind — Java verzija

Kalkulator pravog i prividnog vjetra.

Promjenu smjera vjetra u smjeru suprotnom od kazaljke na satu opažamo neposredno nakon prolaza i za vrijeme prolaza fronte iznad mjesta na kojem se nalazimo.
Pravilo koje povezuje smjer vjetra s položajem niskog tlaka postavio je nizozemski meteorolog Buys Balot i ono glasi:

Ako na sjevernoj hemisferi okrenemo leđa vjetru onda se niski tlak nalazi na lijevoj strani a visoki na desnoj.

Brzina vjetra

Brzine vjetra kreću se od tišine - bez vjetra do razornih brzina >od 200 km/h. Na istočnoj obali Jadrana izmjeren je maksimalni udar vjetra od 248 km/h na Maslenički mostu 21.12.1998. Brzina vjetra se određuje u metrima u sekundi a u nautici je uvriježena povjesna jedinica čvor. Čvor je jednak brzini od jedne nautičke milje na sat, ili 0.51 m/s. Za preračunavanje brzine vjetra iz metara u sekundi u čvorove upotrebljava se formula:

čvor = 2 x (metar/sekundi)

Za preračunavanje metara u sekundi u kilometre na sat i obrnuto ili čvorova u kilometre na sat i obrnuti koristite računalo:

Upišite brzinu vjetra u m/s:

m/s
preračunato u km/h:
km/h

Upišite brzinu vjetra u čvorovima:

kn
preračunato u km/h:
km/h

Najjednostavnije određivanje brzine vjetra je uspoređivanje učinka vjetra na predmete u prirodi. Skalu je predložio 1905. admiral Sir Francis Beaufort i ona se do danas zadržala u primjeni. Beaufortova skala nadopunjena na odgovarajuće brzine vjetra izražene u kilometrima na sat, meter u sekundi, čvorove i milje na sat je najlakši način dobivanja predodžbe o brzini vjetra.

Mjerenje brzine vjetra

Instrument za mjerenje brzine vjetra naziva se anemometar, a ako posjeduje mogućnost registracije - zapisa vrijednosti mjerenja anemograf. Na plovilu je najbolje smjestiti anemometar na najistaknutije mjesto - jarbol kako bi se izbjegao utjecaj nadgrađa broda na promjene brzine i smjera vjetra.

Najčešće se upotrebljava anemometar s lopaticama, a rjeđe model s propelerom. U upotrebi na brodicama sve je češći ultrazvučni anemometar - nema pokretnih dijelova te je jeftiniji za održavanje. Standardna jedinica za mjerenje brzine vjetra je metar u sekundi, ali uvriježena je i upotreba kilometar na sat i čvor.

Lokalni vjetrovi

U lokalne vjetrove se ubrajaju obalna cirkulacija sa svojim specifičnim vjetrovima, katabatički vjetar (bura na Jadranu), fen te vjetar obronka. Lokalni vjetar je povezan s vrstom podloge i njezinim zagrijavanjem odnosno hlađenjem te izgledom reljefa tla. Meteorolozi su proučavajući vjetar ustanovili da gradovi, šume, jezera, otoci, priobalni pojas mora itd. imaju različit utjecaj na stvaranje, brzinu i smjer lokalnih vjetrova.

Cirkulacija more - kopno

Uz obalu se danju u poslijepodnevnim satima pojavljuje strujanje od mora prema kopnu - zmorac, koji se uvečer smiruje. Brzina vjetra je veća za toplih dana, u našim primorskim krajevima uobičajen je naziv maestral za tu vrstu cirkulacije. Karakteristika maestrala je da mijenja smjer tijekom dana kao da prati kretanje sunca, počinje puhati više s jugozapada da bi postupno mijenjao smjer na zapad i sjeverozapad, maksimalnu brzinu doseže u kasnim poslijepodnevnim satima da bi se predvečer sasvim smirio.

Vjetar obalne cirkulacije nastaje kao posljedica različite specifične topline kopna i mora, kopno se grije brže od mora i nad kopnom dolazi do zagrijavanja zraka koji se diže i na njegovo mjesto počinje strujanje hladnijeg zraka koji se nalazi nad morem.
Ako je sinoptička situacija takva da je nad kopnom niži tlak nego nad morem onda dolazi do pojačane obalne cirkulacije. Obalna cirkulacija javlja se i na jezerima ali u manjoj skali nego na moru. Najizraženiji primjer obalne cirkulacije more - kopno je pojava cirkulacije velike skale monsuna, čija priroda leži u razlici temperature kopna i mora i u uspostavljanju globalne cirkulacije.

Obalna cirkulacija po danu i po noći. Topli zrak se diže i na njegovo mjesto struji hladni zrak.

Cirkulacija kopno - more

Za vrijeme noći temperaturna situacija iznad kopna i mora je obrnuta, nad kopnom se zrak brzo hladi, dok se nad morem zadržava razmjerno topal zrak koji se diže u vis. Na njegovo mjesto počinje strujati hladan zrak s kopna. Općenito je vjetar s kopna slabiji od zmorca - razlog je u manjoj razlici temperature noću nego danju te je i dizanje zraka nad morem slabije izraženo.

Obalna cirkulacija je našla mjesto u starom jedriličarskom pravilu koje glasi:

U luku se uplovljuje predvečer kad je zmorac najjači a isplovljuje pred jutro kad je vjetar s kopna najjači.

Katabatički vjetar

Katabatički vjetar je stručni naziv za sve vjetrove koji su slični buri. Osnovni princip nastanka katabatičkog vjetra, bure u našim krajevima, je identičan na svim zemljopisnim širinama, uz povoljne meteorološke situacije katabatički vjetar može biti olujne a i orkanske jačine.

Bura nastaje prelijevanjem hladnog zraka preko planinske prepreke - preko prijevoja obalnog gorja. U zaleđu priobalnih planina dolazi do formiranja tako zvanog jezera hladnog zraka, koji se prelijeva preko prijevoja prema Jadranu. Zrak iz jezera hladnog zraka je hladan i teži odnosno gušći od zraka na morskoj strani planine. Prelijevanjem preko prijevoja teži hladni zrak spušta se prema moru i ubrzava zbog djelovanja sile teže. Spuštanjem hladni zrak dolazi na viši tlak i grije se (kompresija) ali njegova temperatura je uvijek niža od temperature zraka koji se nalazi na morskoj strani, tako da ga diže iznad sebe.

Katabatički vjetar shema

Bura puše na mahove, refule, i u određenim sinoptičkim situacijama doseže olujnu i orkansku jačinu. Karakterističan je nagli početak bure pa neupućene nautičare najčešće iznenadi silinom prvog udara. Predvečer dolazi do uzajamnog djelovanja katabatičkog vjetra i obalne cirkulacije kopno-more što pojačava buru.

Vjetar obronka

Osunčani planinski obronci primaju sunčevu energiju pod većim kutem nego ravnice, time dolazi do jačeg zagrijavanja tla obronka od tla ravnice a time i zraka koji se nalazi nad površinom. Topliji zrak koji je lakši diže se te dolazi do pojave uzlazne struje toplog zraka. Na mjesto toplog zraka struji hladniji zrak iz okolice te se javlja i prizemno strujanje zraka prema i uz obronak koje se naziva vjetar obronka. Pojava je izražena na istočnoj obali Jadrana gdje se planinski masiv diže strmo iz mora. Utjecaj vjetra obronka i obalna cirkulacija more-kopno se zbrajaju te dolazi do pojave jakog zmorca ili maestrala.

Strujanje oko otoka, rtova i kanalizacija vjetra

Važno je napomenuti da na smjer i brzinu vjetra utječu prepreke, tako da prilikom strujanja vjetra preko rtova ili otoka u zavjetrini dolazi do promjene smjera i brzine vjetra. Otoci koji su paralelni sa smjerom vjetra uzrokuju pojavu kanalizacije vjetra koji puše u smjeru paralelnom na obalu otoka pojačanom brzinom. Prilikom strujanja oko otoka ili nailaska na kopno vjetar se ponaša po pravilim hidrodinamike, isto je ponašanje i morskih struja. Vjetar obilazi prepreku i pri tome se javlja promjena brzine strujanja, dok iza prepreke dolazi do pojave povratnih vrtloga. Principi strujanja oko različitih tipova prepreka (valjak - kugla, krilo i kvadar) prikazani su na slici.

Primjer strujanja oko Alpa. Nailaskom vjetra na orografsku prepreku vjetar se usmjereva oko prepreke i zaobilazi ju. Primjer modela strujanja atmosfere na razini 850 hPa oko orografske prepreke masiva Alpa prikazan je na slici. Nailaskom na prepreku vjetar ju zaobilazi s lijeve i desne strane. Na simulaciji modela uočljiva je i ciklonska cirkulacija nad južnim dijelom Sredozemnog mora te bura na istočnoj obali Jadrana.

Prilikom nailaska vjetra na niz paralelnih otoka vjetar se kanalizira - obilazi otoke i najveća mu je brzina u sredini kanala. Na slici su prikazane strujnice vjetra - manji razmak među strujnicama - veća brzina vjetra.

Tabela smjerovi vjetra prema kompasu, u stupnjevima i meteorološka šifra smjera.

kompas	stupnjeva	šifra
mirno	00
NEE	22,50	02
NE	45.00	05
ENE	67.50	07
E	90.00	09
ESE	112.50	11
SE	135.00	14
SSE	157.50	16
S	180	18
SSW	202.50	20
SW	225.00	23
WSW	247.50	25
W	270.00	27
WNW	292.50	29
NW	315.00	32
NNW	337.50	34
N	360	36
promjenljiv		99