什么是蒲福风级?
蒲福风级(Beaufort wind scale)是一套经验性的风力分级标准,通过观察陆地和海面的实际状况来对应不同的风速。它由英国的弗朗西斯·蒲福爵士(Sir Francis Beaufort)于 1805 年提出,从 0 级(无风)一直到 12 级(飓风)。本计算器可将实测风速换算成对应的蒲福风力等级,并给出通俗易懂的风况描述。
使用方法
输入风速,选择单位(米/秒、公里/小时、英里/小时或节),计算器会先在内部统一换算为米/秒,再套用蒲福公式。你将得到 0-12 之间的风力等级,以及"清风""大风"等标准风况描述。
公式说明
现代版本中,以米/秒表示的风速(\(v\))与蒲福风级(\(B\))之间的换算关系为:
$$B = \text{round}\left[\left(\frac{v}{0.836}\right)^{2/3}\right]$$
其中的常数 0.836 与 2/3 次幂能够较好地还原最初基于观察建立的风级标准。计算结果若超过 12,将统一记为 12,因为飓风已是该风级的最高等级。
计算实例
假设风速为 10 米/秒,则 \((10 / 0.836) = 11.962\),而 \(11.962^{2/3} = 5.27\),四舍五入后得到 5 级——也就是"清风"。再如风速为 0.836 米/秒时,\((1)^{2/3} = 1\),恰好是 1 级"软风"。
蒲福风力等级参考表(等级 0-12)
蒲福风力等级表将风速与陆地和海上的观测条件联系起来。风力等级数 \(B\) 是根据 10 m 风速使用 \(B = \text{round}\left[\left(\frac{v}{0.836}\right)^{2/3}\right]\) 估计的,其中 \(v\) 是以米每秒计的风速。下表给出了每个等级的标准速度范围以及典型的观测现象。
| 等级 | 描述 | 节 | 公里/小时 | 英里/小时 | 米/秒 | 陆地 / 海上条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 平静 | <1 | <1 | <1 | 0–0.2 | 烟直升;海面如镜。 |
| 1 | 浅风 | 1–3 | 1–5 | 1–3 | 0.3–1.5 | 烟向风向漂动;水面出现涟漪。 |
| 2 | 轻微风 | 4–6 | 6–11 | 4–7 | 1.6–3.3 | 能感觉到脸上有风,树叶沙沙作响;水面出现小浪。 |
| 3 | 和煦风 | 7–10 | 12–19 | 8–12 | 3.4–5.4 | 树叶和细枝摇动;大浪,白浪头零散分布。 |
| 4 | 中等风 | 11–16 | 20–28 | 13–18 | 5.5–7.9 | 尘埃和纸张吹起,小枝摇动;许多白浪头。 |
| 5 | 清爽风 | 17–21 | 29–38 | 19–24 | 8.0–10.7 | 小树枝摇摆;中等波浪,许多白浪头,有浪花。 |
| 6 | 强风 | 22–27 | 39–49 | 25–31 | 10.8–13.8 | 大树枝摇动,伞很难使用;大浪,白浪头泡沫冠。 |
| 7 | 近飓风 | 28–33 | 50–61 | 32–38 | 13.9–17.1 | 整棵树摇动,逆风行走困难;海面堆起,泡沫吹成条纹。 |
| 8 | 飓风 | 34–40 | 62–74 | 39–46 | 17.2–20.7 | 树枝折断;中等高波浪,浪头破碎成喷沫。 |
| 9 | 强飓风 | 41–47 | 75–88 | 47–54 | 20.8–24.4 | 轻微结构破坏(烟囱帽、瓦片);高波浪,浓密泡沫,浪花降低能见度。 |
| 10 | 暴风 | 48–55 | 89–102 | 55–63 | 24.5–28.4 | 树木连根拔起,损坏严重;巨浪,浪头翻卷,海面白色泡沫覆盖。 |
| 11 | 暴烈风暴 | 56–63 | 103–117 | 64–72 | 28.5–32.6 | 广泛破坏(陆地上很少见);异常高的波浪,海面被泡沫斑点覆盖。 |
| 12 | 飓风(台风) | ≥64 | ≥118 | ≥73 | ≥32.7 | 毁灭性;空气中充满泡沫和浪花,海面完全白色,能见度严重降低。 |
计算示例:稳定风速为 12 m/s 时,\(B = \text{round}\left[(12/0.836)^{2/3}\right] = \text{round}\left[14.35^{2/3}\right] = \text{round}[5.86] = \) 6,即强风。
风速单位换算
风速用几个单位报告。基本国际单位是米每秒(m/s);气象报告通常使用公里/小时,而航空和海洋预报更倾向于使用节(海里每小时)。准确的关系为:
- 1 m/s = 3.6 km/h = 2.23694 英里/小时 = 1.94384 节
- 1 km/h = 0.27778 m/s = 0.62137 英里/小时 = 0.53996 节
- 1 英里/小时 = 0.44704 m/s = 1.60934 km/h = 0.86898 节
- 1 节 = 0.51444 m/s = 1.852 km/h = 1.15078 英里/小时
| 米/秒 | 公里/小时 | 英里/小时 | 节 |
|---|---|---|---|
| 1 | 3.60 | 2.24 | 1.94 |
| 5 | 18.00 | 11.18 | 9.72 |
| 10 | 36.00 | 22.37 | 19.44 |
| 15 | 54.00 | 33.55 | 29.16 |
| 20 | 72.00 | 44.74 | 38.88 |
| 25 | 90.00 | 55.92 | 48.60 |
| 30 | 108.00 | 67.11 | 58.32 |
换算示例:海上风速 20 节等于 20 × 1.15078 = 23.02 英里/小时,也等于 20 × 0.51444 ≈ 10.3 m/s —— 在蒲福风力等级上对应等级 6(强风)。
常见问题
这套风级标准是国际通用的吗?是的——蒲福风级在全球气象和海洋预报中通用,因此无需针对不同国家进行调整,中国的气象部门同样采用这套标准。
该用哪种单位?四种单位都可以;工具会先把所有数值统一换算为米/秒再计算。航空和海事报告常用"节",而天气类应用多用公里/小时或英里/小时。
为什么最高只到 12 级?经典蒲福风级的上限就是 12 级(飓风,≥32.7 米/秒)。部分扩展版本会针对热带气旋增设 13-17 级,但标准风级到 12 级为止。