Шкала Бофорта
Профессиональный расчет силы ветра, ветрового напора и классификация WMO
Судоходство и яхтинг
Идеальные условия для швартовки и плавания. Движение парусных судов под мотором.
Краны и стройка
Все высотные и подъемные работы разрешены без ограничений (норма до 12-14 м/с).
Полеты БПЛА и дронов
Полная стабильность для любых коптеров, включая легкие модели до 250 г.
Городская среда
Комфортная погода для прогулок и мероприятий на открытом воздухе.
Международная шкала силы ветра Бофорта (WMO)
| Балл | Название | Скорость | Волна | Признаки на море | Признаки на суше |
|---|
Шкала Бофорта: таблица силы ветра от 0 до 12 баллов, физика волнения, скоростной напор и онлайн-калькулятор
Полное иллюстрированное практическое руководство по Международной шкале силы ветра Бофорта (Beaufort Wind Scale). История создания адмиралом сэром Фрэнсисом Бофортом, эмпирическая формула пересчета скорости в баллы, расчет скоростного ветрового давления, визуальные признаки состояния поверхности моря и земных предметов, а также отраслевые нормативы безопасности для торгового мореплавания, яхтинга, крановых операций и пилотирования БПЛА.
1. Что такое шкала Бофорта и история ее создания
Шкала Бофорта (Beaufort Wind Force Scale) — это двенадцатибалльная эмпирическая система визуальной оценки скорости ветра по его воздействию на поверхность океана или наземные объекты. Она позволяет судоводителям, вахтенным офицерам и метеорологам мгновенно и с высокой степенью достоверности оценить ветро-волновые условия без помощи анемометра или в случае выхода электронных датчиков из строя.
Система была разработана в 1805 году британским гидрографом, картографом и адмиралом Королевского флота Великобритании сэром Фрэнсисом Бофортом (Sir Francis Beaufort). В эпоху деревянного парусного флота записи в судовых вахтенных журналах страдали субъективностью: один капитан описывал ветер как «свежий бриз», а другой — как «умеренный шторм», что затрудняло стратегическое планирование эскадр и сопоставление сводок погоды.
• 1805 год: Первоначальная редакция Бофорта не содержала числовых значений скорости в метрах в секунду или узлах. Градация базировалась на поведении парусов типового 74-пушечного линейного британского корабля: от «достаточного ветра, чтобы развивать ход в 1–2 узла» до «шторма, при котором ни одно парусное полотно не выдержит напора».
• 1838 год: Адмиралтейство Великобритании сделало ведение записей по шкале Бофорта строго обязательным для всех кораблей Королевского флота.
• 1906 год: Метеорологическое бюро Великобритании под руководством Джорджа Симпсона адаптировало шкалу для суши, добавив описание шелеста листьев, качания ветвей и срыва кровельных конструкций.
• 1946 год: Всемирная метеорологическая организация (WMO) утвердила единую международную метрическую шкалу (0–12 баллов), привязав каждый балл к конкретному диапазону средней скорости ветра на стандартной высоте 10 метров над открытой поверхностью (документ WMO Guide to Instruments and Methods of Observation, № 8).
2. Физика ветра: эмпирическая формула Бофорта и расчет скоростного напора
Связь между баллом Бофорта B (от 0 до 12) и средней скоростью ветра v на стандартной высоте 10 метров выражается классической эмпирической формулой Симпсона, принятой Всемирной метеорологической организацией (WMO):
Для расчета ветровой нагрузки на надстройки крупнотоннажных судов, палубный караван контейнеров, портальные краны и портовые терминалы используется формула аэродинамического давления потока:
Соотношение единиц: 1 Па = 1 Н/м² ≈ 0.102 кг/м². Из-за квадратичной зависимости силы от скорости при шторме в 9 баллов (22 м/с) скоростной напор достигает ~300 Па (30 кг/м²), а при урагане в 12 баллов (35 м/с) превышает 750 Па (76 кг/м²).
3. Полная справочная таблица шкалы Бофорта (WMO)
В таблице приведены официальные наименования, эквивалентные диапазоны скоростей ветра в различных системах измерения, средняя высота волн в открытом океане и характерные визуальные маркеры:
| Балл | Название (RU / EN) | м/с | Узлы (kn) | км/ч | Волна (м) | Визуальные признаки на море | Визуальные признаки на суше |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | Штиль Calm |
0.0 – 0.2 | < 1 | < 1 | 0 | Зеркально гладкое море, зыбь и рябь отсутствуют. | Дым поднимается строго вертикально, листья деревьев неподвижны. |
| 1 | Тихий Light air |
0.3 – 1.5 | 1 – 3 | 1 – 5 | 0.1 | Мелкая чешуйчатая рябь без пенистых гребней. | Дым слегка отклоняется по ветру, флюгеры неподвижны. |
| 2 | Легкий Light breeze |
1.6 – 3.3 | 4 – 6 | 6 – 11 | 0.2 – 0.3 | Короткие волны с четкими гребнями со стекловидной поверхностью. | Ветер ощущается кожей лица, шелестят листья, флюгер начинает двигаться. |
| 3 | Слабый Gentle breeze |
3.4 – 5.4 | 7 – 10 | 12 – 19 | 0.6 – 1.0 | Короткие волны, изредка образуются маленькие белые барашки. | Листья и тонкие ветки деревьев непрерывно колышутся, развеваются легкие флаги. |
| 4 | Умеренный Moderate breeze |
5.5 – 7.9 | 11 – 16 | 20 – 28 | 1.0 – 1.5 | Волны удлиняются, во многих местах видны отчетливые белые барашки. | Ветер поднимает пыль и сор, приводит в движение тонкие сучья. |
| 5 | Свежий Fresh breeze |
8.0 – 10.7 | 17 – 21 | 29 – 38 | 2.0 – 2.5 | Длинные волны, повсюду барашки, появляются первые водяные брызги. | Качаются тонкие стволы деревьев, ветви гнутся, волны на внутренних водоемах. |
| 6 | Сильный Strong breeze |
10.8 – 13.8 | 22 – 27 | 39 – 49 | 3.0 – 4.0 | Крупные волны, пенистые гребни занимают большие площади, непрерывные брызги. | Качаются толстые сучья, гудят телеграфные провода, зонт выворачивает из рук. |
| 7 | Крепкий Near gale |
13.9 – 17.1 | 28 – 33 | 50 – 61 | 4.0 – 5.5 | Гребни волн срываются ветром, пена ложится полосами по направлению ветра. | Качаются стволы больших деревьев, идти против ветра трудно. |
| 8 | Очень крепкий Gale |
17.2 – 20.7 | 34 – 40 | 62 – 74 | 5.5 – 7.5 | Умеренно высокие длинные волны, вихри брызг с гребней, плотные полосы пены. | Ломаются сучья деревьев, передвижение пешком на открытом месте крайне затруднено. |
| 9 | Шторм Severe gale |
20.8 – 24.4 | 41 – 47 | 75 – 88 | 7.0 – 10.0 | Высокие валы, видимость ухудшается из-за плотной водяной пыли и полос пены. | Небольшие разрушения зданий: срывает дымовые трубы, черепицу и коньки кровли. |
| 10 | Сильный шторм Storm |
24.5 – 28.4 | 48 – 55 | 89 – 102 | 9.0 – 12.5 | Огромные волны с закручивающимися гребнями. Море белое от пены. Оглушительный грохот. | Значительные повреждения строений, деревья вырываются с корнем, падают заборы. |
| 11 | Жестокий шторм Violent storm |
28.5 – 32.6 | 56 – 63 | 103 – 117 | 11.5 – 16.0 | Исключительно высокие волны-великаны. Средние суда скрываются в провалах между валами. | Широкомасштабные разрушения, ветровал леса, повреждение линий электропередач. |
| 12 | Ураган Hurricane |
≥ 32.7 | ≥ 64 | ≥ 118 | ≥ 14.0 | Воздух наполнен брызгами и пеной, видимость нулевая. Поверхность океана полностью белая. | Опустошительные разрушения капитальных сооружений, катастрофические последствия. |
4. Практическое применение и отраслевые нормативы безопасности
Знание градации шкалы Бофорта напрямую связано с принятием оперативных решений в море, авиации и строительстве:
• 0–4 балла (до 8 м/с): благоприятные условия для швартовок, бункеровок в море и проведения забортных работ;
• 5–6 баллов (8–14 м/с): маломерному флоту запрещается выход в открытое море, парусные яхты берут рифы. На крупнотоннажных судах прекращаются высотные и забортные работы, проверяется крепление палубного груза;
• 7–8 баллов (14–21 м/с): объявляется штормовое предупреждение (Gale Warning). Портовые власти закрывают переходы на открытых рейдах, суда уходят на безопасные якорные стоянки или штормуют в море (тактику маневрирования изучайте в руководстве штормование на попутном волнении);
• Записи в судовом журнале: согласно правилам ведения судового журнала (Deck Log Book), сила ветра записывается в баллах Бофорта, а направление — в румбах или градусах. Рассчитать вектор истинного ветра относительно движения судна можно в нашем сервисе калькулятор истинного ветра онлайн.
По правилам промышленной безопасности (ФНП «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения»):
• 10–12 м/с (6 баллов): прекращаются работы на фасадных люльках, подъем панелей и грузов с большой парусностью;
• 14–15 м/с (7 баллов): СТОП КРАН! Эксплуатация башенных, портальных и стреловых кранов немедленно останавливается. Краны обесточиваются, стрелы устанавливаются во флюгерное положение, рельсовые захваты зажимаются.
• До 5–7 м/с (3–4 балла): безопасный полет для ультралегких коптеров (весом до 250 г, таких как DJI Mini);
• 8–10 м/с (5 баллов): допустимый предел для полупрофессиональных квадрокоптеров (DJI Mavic, Air). Заметно возрастает расход аккумулятора на удержание точки по GPS;
• Свыше 12 м/с (6 баллов и более): категорический запрет полетов гражданских дронов из-за высокого риска сноса ветром и потери управления.
5. Расширенная шкала Бофорта (13–17 баллов) и сопоставление со шкалой Саффира — Симпсона
Официальная шкала WMO завершается на 12 баллах (скорость ветра более 32,6 м/с). Однако для дифференциации разрушительной мощи тропических циклонов и тайфунов Бюро погоды США и метеорологические службы Китая и Тайваня ввели расширенную шкалу Бофорта (Extended Beaufort Scale):
- 13 балл: 37.0 – 41.4 м/с (72 – 80 узлов);
- 14 балл: 41.5 – 46.1 м/с (81 – 89 узлов);
- 15 балл: 46.2 – 50.9 м/с (90 – 99 узлов);
- 16 балл: 51.0 – 56.0 м/с (100 – 108 узлов);
- 17 балл: 56.1 – 61.2 м/с (109 – 118 узлов).
Начиная со скорости 33 м/с (64 узла, рубеж 12 баллов Бофорта), в международной океанической практике тропические штормы классифицируют по шкале ураганов Саффира — Симпсона (Saffir-Simpson Hurricane Scale): от 1-й категории (33–42 м/с) до катастрофической 5-й категории (более 70 м/с или 137 узлов).
6. Преимущества и практические ограничения шкалы Бофорта
| Сильные стороны метода | Факторы погрешности и ограничения |
|---|---|
| Автономность: Не требует приборов, питания и калибровки. Незаменима при обесточивании судна. | Инерция волнения (Lag Effect): Высота волны запаздывает за резким усилением или ослаблением ветра на несколько часов. |
| Универсальность: Одинаково информативна в океане, на прибрежных отмелях и на суше. | Влияние разгона волны (Fetch): В закрытых заливах и под защитой берега волна не успевает развиться даже при ураганном ветре. |
| Стандартизация: Общепринятый международный морской язык для всех стран мира. | Субъективность: Зависит от опыта наблюдателя, угла освещения гребней и наличия попутного течения. |