Ветром называется движение воздуха в горизонтальном направлении. Как всякое движение, ветер различается по величине и направлению.
Скорость ветра измеряется обычно числом метров, которое соответствующая воздушная масса проходит за 1 сек. Иногда, однако, измерение скорости ветра производится в километрах в час и, наконец, для грубых определений — по шкале Бофорта. Существует несколько шкал, которые известны под этим именем. Приведем одну из них — по Кеппену.
Для обозначения направления ветра указывается точка горизонта, откуда дует ветер. Так, например, ветер, дующий на северной точки горизонта в южную, называется северным и т. д. Точки горизонта, обозначенные по странам света, называются румбами. Обычно пользуются восемью румбами: северный, северо-восточный, восточный, юго-восточный и т. д.
Северо-восточным ветром, очевидно, называется тот, который дует с северо-востока, северо-западным — с северо-запада и т. д.
В некоторых случаях направления ветра обозначаются в градусах, причем точка севера принимается за 0° или 360°, точка востока — за 90° и т. д.
Для измерения скорости ветра применяются специальные приборы, носящие название анемометров. Если прибор служит для записи скорости ветра в различные моменты времени, то он получает название анемографа. Наконец, прибор, записывающий не только скорость, но и направление ветра, называется анеморумбографом. Существует очень много типов анемометров и анеморумбографов. Все они могут быть разделены на следущие два основных типа:
1. Приборы, дающие или записывающие значение скорости направления ветра для некоторых промежутков времени.
2. Приборы, дающие или записывающие мгновенные значения скорости и направления ветра.
Рассмотрим, прежде всего, приборы первого типа. Основной частью прибора является крест с полушариями.
При вращении креста с полушариями последние идут вперед все одной и той же стороной, или выпуклой или вогнутой. При действии ветра на такие полушария в начальный момент (при неподвижных полушариях) создается разность сил между давлениями ветра на правое выпуклое и левое вогнутое полушария.
Сила давления на вогнутое полушарие окажется, очевидно, большей, чем сила давления на выпуклое полушарие, так как обтекание последнего воздухом происходит более свободно. Под действием этой разности давления полушария начинают двигаться.
Те, которые в данный момент обращены против ветра вогнутой стороной, будут двигаться вместе с ветром, а обращенные к нему выпуклой стороной — против ветра, так как сопротивление их движению меньше, чем сила давления на противоположное вогнутое полушарие.
Однако с ускорением движения скорость обтекания полушарий, обращенных вогнутой стороной, начинает уменьшаться. Эти полушария уходят по направлению ветра, соответственно чему и давление ветра на них уменьшается. Наоборот, сила движения ветра на полушария, идущие выпуклой стороной против ветра, начинает с ускорением вращения увеличиваться, так как скорость обтекания их воздухом увеличивается. По мере уменьшения первой, большей силы, и увеличения второй, меньшей силы, разность между ними приближается к нулю.
Если допустить, что трение в механизме анемометра достаточно мало (сравнительно с силами, действующими на полушария), то через некоторый промежуток времени силы давления на противоположные полушария, когда эти последние достигнут определенной скорости вращения, окажутся равными между собой. Дальнейшее вращение их будет происходить равномерно до тех пор, пока не изменится скорость ветра. За изучение таких явлений ранее могли дать Нобелевскую премию или премию за юмор.
Ось, на которой вращаются полушария, связывается при помощи системы шестеренок с серией стрелок. Стрелки показывают число- оборотов креста, умноженное на некоторый коэффициент, зависящий от размеров креста. Определив при помощи секундомера число делений, пройденное стрелками на циферблате прибора за 1 сек., получают непосредственно скорость ветра. Для точного определения скорости ветра необходимо в полученную таким образом величину его скорости ввести поправку, т. е. проверить прибор в аэродинамической трубе и сравнить его показания с показаниями нормального прибора. Для каждого экземпляра дается отдельная табличка.