风速与风压的换算关系及各级风速的自然表现

风速与风压的换算关系及各级风速的自然表现P=pV^2/2式中：P——风压，Pa；p——空气密度，1.205kg/m^3（20摄氏度时）；V——风速，m/s。风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。根据伯努利方程得出的风－压关系，风的动压为wp=0.5•ro•v²(1)其中wp为风压[kN/m²]，ro为空气密度[kg/m³]，v为风速[m/s]。由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为r=ro•g,因此有ro=r/g。在(1)中使用这一关系，得到wp=0.5•r•v²/g(2)此式为标准风压公式。在标准状态下(气压为1013hPa,温度为15°C),空气重度r=0.01225[kN/m³]。纬度为45°处的重力加速度g=9.8[m/s²],我们得到wp=v²/1600(3)此式为用风速估计风压的通用公式。应当指出的是，空气重度和重力加速度随纬度和海拔高度而变。一般来说，r/g在高原上要比在平原地区小，也就是说同样的风速在相同的温度下，其产生的风压在高原上比在平原地区小。现在我们将风速代入(3),10级大风相当于24.5-28.4m/s,取风速上限28.4m/s,得到风压wp=0.5[kN/m瞉,相当于每平方米广告牌承受约51千克力。风力是指风吹到物体上所表现出的力量的大小。一般根据风吹到地面或水面的物体上所产生的各种现象，把风力的大小分为13个等级，最小是0级，最大为12级。其口诀：0级静风，风平浪静，烟往上冲。1级软风，烟示方向，斜指天空。2级轻风，人有感觉，树叶微动。3级微风，树叶摇动，旗展风中。4级和风，灰尘四起，纸片风送。5级清风，塘水起波，小树摇动。6级强风，举伞困难，电线嗡嗡。7级疾风，迎风难行，大树鞠躬。8级大风，折断树枝，江湖浪猛。9级烈风，屋顶受损，吹毁烟囱。此外，根据需要还可以将风力换算成所对应的风速，也就是单位时间内空气流动的距离，用米/秒表示，其换算口诀供参考：二是二来一是一，三级三上加个一。四到九级不难算，级数减二乘个三。十到十二不多见，牢记十级就好办。十级风速二十七，每加四来多一级。即：一级风的风速等于1米/秒，二级风的风速等于2米/秒。三级风的风级上加1，其风速等于4米/秒。四到九级在级数上减去2再乘3，就得到相应级别的风速。十至十二级的风速算法是一样的，十级风速是27米/秒，在此基础上加4得十一级风速31米/秒，再加4得十二级风速35米/秒。级现象米/秒1烟能表示风向。0．3～1．52人面感觉有风，树叶微动。1．6～3．33树叶及微技摇动不息，旌旗展开。3．4～5．44能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝摇动。5．5～7．95有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波。8．0一10．76大树枝摇动，电线呼呼有声，举伞困难。10．8～13.87全树动摇，迎风步行感觉不便。13．9～17．l8微枝折毁，人向前行感觉阻力甚大。17．2～20．79草房遭受破坏，大树枝可折断。20．8～24．410树木可被吹倒，，一般建筑物遭破坏。24．5～28．411陆上少见，大树可被吹倒，一般建筑物遭严重破坏。28．5～32．612陆上绝少，其催毁力极大。32．7～36．91337．0～41．41441．5～46．11546．2—50．91651．0～56．01756．1—61．2