Róża wiatrów

Róża wiatrów − pojęcie stosowane w dwóch znaczeniach^[a]:

jako zwyczajowe określenie „róży kompasowej”, róży kierunków geograficznych – okrągłej tarczy z podziałką stopniową lub rumbową i zaznaczonymi kierunkami według stron świata, nanoszonej na stare mapy morskie i stosowanej przez żeglarzy przed wprowadzeniem kompasu magnetycznego (obecnie umieszczanie takich „róż wiatrów” na kompasach ma znaczenie czysto dekoracyjne)
wiatrogram, diagram wiatrów^[1] – graficzna ilustracja wieloletnich meteorologicznych statystyk kierunków i prędkości wiatrów, występujących w różnych miejscach kuli ziemskiej (również – nazwa tabel będących źródłem danych dla tych ilustracji; są w nich zamieszczane dodatkowe cechy poszczególnych sytuacji meteorologicznych)

Róża kompasowa

Współczesne wiatrogramy (róże wiatrów) – przykłady

Początki wykreślania „róż wiatrów” na starych mapach sięgają czasów zamierzchłych. Już Etruskowie używali jej prymitywnej postaci. Jeden z wczesnych zapisów o użyciu róży składającej się z 12 kierunków, kojarzonych przez żeglarzy ze znanymi wiatrami, pochodzi od Timostenesa z Rodos, greckiego admirała żyjącego w III wieku p.n.e. Pierwsze wzmianki o wiatrach znajdujemy u Homera oraz w księgach Starego Testamentu. W Księdze Zachariasza w rozdziale 6 wersecie 5 znajdują się słowa: I odpowiedział Anioł, a rzekł do mnie: Te są cztery wiatry niebieskie, wychodzące z miejsca gdzie stały, przed panującym nad wszystką ziemią. Prorok Jeremiasz w rozdziale 49 werset 36 wypowiada takie oto słowa: A przywiodę przeciwko Elamczykom cztery wiatry ze czterech stron świata, i rozproszę ich na wszystkie one wiatry, tak, iż nie będzie narodu, do którego by się nie dostali wygnańcy z Elam.

Pliniusz Starszy pisze, że za czasów Homera rozróżniano tylko cztery kierunki wiatrów, co było liczbą zbyt małą. Następnie dodano kolejne osiem, co z kolei, pisze Pliniusz, było przesadą, wobec czego w powszechnym użyciu ostało się osiem wiatrów oznaczających osiem kierunków:

północ: Septentrio (gr. Aparctias)
północny wschód: Aquilo (gr. Boreas)
wschód: Subsolanus (gr. Apeliotes)
południowy wschód: Vulturnus (gr. Eurus)
południe: Auster (gr. Notus)
południowy zachód: Africus (gr. Libs)
zachód: Favonius (gr. Zephyrus)
północny zachód: Corus (gr. Argestes)

Oprócz tego rozróżniano cztery dodatkowe wiatry:

między Aquilo a Subsolanus: Caecias, zwany też Hellespontias
między Vulturnus a Auster: Phoenix
między Auster a Africus: Libonotus
między Corus a Septentrio: Circius, zwany też Thrascias

W literaturze znane są opisy róży wiatrów z VII, VIII i XI wieku. Rozkwit róży kompasowej przypada na lata 1300–1650, kiedy powstawać zaczęły portolany – szczegółowe mapy wybrzeży służące praktycznej nawigacji. Na portolanach rysowano róże wiatrów i wychodzące z niej linie rumbowe, tworzące sieć pozwalającą na nawigację przy pomocy kompasu. Początkowo, średniowieczne róże wiatrów opierały się na starożytnym wyróżnieniu dwunastu wiatrów. Później doszło do redukcji tej liczby do 8 podstawowych wiatrów odpowiadającym późniejszym kierunkom (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW), podzielonych następnie dalej na półwiatry i ćwierćwiatry. Ostatecznie, róże wiatrów osiągnęły 32 rumby^[2].

W średniowieczu nazwy wiatrów były powszechnie znane w krajach basenu Morza Śródziemnego jako: Tramontana (N), Greco (NE), Levante (E), Siroco (SE), Ostro (S), Libeccio (SW), Ponente (W) i Maestro (NW). Na portolanowych mapach można zobaczyć inicjały tych wiatrów: T, G, L, S, O, L, P, M. Nie było żadnych absolutnych standardów dla wykreślania róży kompasowej, a każda szkoła kartograficzna wypracowała i rozwijała własny sposób jej rysowania. Warto wspomnieć, że najlepszymi twórcami map, a zarazem takimi, którzy najładniej rysowali róże kompasową, byli Włosi (szkoły kartograficzne w Genui, Wenecji). Na wczesnych mapach północ jest wskazywana przez podkreślenie powyżej litery T (dla tramontana). Symbol ten ewoluował z francuskiej lilii „fleur-de lys” w czasach Kolumba i był zaobserwowany na mapach portugalskich. Wspomnieć należy, że herb lilia przynależy do królów Francji. Także w XIV wieku litera L (dla levante) na wschodniej stronie róży wiatrów została zamieniona na krzyż wskazujący kierunek do Raju lub do miejsca gdzie urodził się Chrystus (na Wschód). Kolorowanie róży wiatrów prawdopodobnie było wynikiem raczej potrzeby graficznej czystości niż potrzeby kartograficznej.

Róża kompasowa zniknęła z map morskich około 1890 roku.

Przykłady historyczne

1482 r. – mapa świata Ptolomeusza z 12 wiatrami: – 5 z północy (pn), 5 południa (pd), 1 z zachodu (zach), 1 ze wschodu (wsch) – Septentrio vel Aparctias, Aquilo vel Boreas, Cecias Apeliotes, Subsolanus, Wlturnus Eurus, Euronotus, Auster vel Notus, LiboNotus Euroauster, Africus vel Libs, Favonius Zephirus, Caurus Chorus vel Iapix Sive Argestes, Circtus vel Tresiias
1505 r. – mapa świata Scotusa z 12 wiatrami: N – Septentrio, Circinus, Caurus; E – Favonius, Africus Lips, AusterAfricus; S – Auster Notus, FurAuster, Eurus; W – Subsolanus, Cesias, Aquilo
1522 r. – mapa świata Friesa z 24 wiatrami: Cramontana, Byperctias, Boreas, Aquilo, Vulturnus, Cetias, Subsolanus, Leuans, Eurus, Euro Auster, Euronothus, Auster Nothus, Meliorans, Libonotus, Austro affricus, Libo, Polonus, Ponens, Sirocus, Zephirus, Favonius, Cirtius, Tractias
1535 r. – globus Albrechta Dürera z 12 wiatrami: N – Aparctias (Septentrio), Boreas (Aquilo), Cecias (Hellespontius); E – Apelliotes (Subsolanus), Eurus (Vulturnus), Euronotus (Euroauster); S – Auster (Notus), Libonotus (Euroaffricus), Lips (Africus); W – Zephirus (Favonius), Corus (Argestes), Trascias (Circius)
1545 r. – Sebastian Münster Typus Orbis Aptol Descriptus, 12 wiatrów: N – Septentrio, Aquilo, Caecias; E – Subsolanus, Vulturnus, Euroauster; S – Auster, Libonotus, Lips Africus; W – Zephyrus, Chorus, Circius
1601 r. – róża kompasowa Padovaniego z 16 wiatrami: Tramontana, Greco Tramontana, Greco, Greco Levante, Levante, SiroccoLevante, Sirocco, Ostro Sirocco, Ostro, Ostro Garbino, Garbino, Ponente Garbino, Ponente, Ponente Maestro, Maestro, Maestro Tramontana

Róża wiatrów

Wiatrogram (róża wiatrów) jako podstawa długoterminowych prognoz jakości powietrza

Na dzisiejszych mapach morskich zamiast historycznych „róż kompasowych” bywają umieszczane „róże wiatrów” w znaczeniu współczesnym, nazywane też wiatrogramami (diagramami wiatrów)^[1]. Mapy dla Atlantyku i Pacyfiku pokazują rozkład wiatrów na obszarze około pięciostopniowym (trzysta mil kwadratowych) dla każdego miesiąca w roku. Strzałki pokazują kierunek wiatru, a liczby wskazują jego siłę (w skali wiatru według Beauforta). Procent czasu, w którym wieje wiatr z jakiegoś kierunku, jest mierzony długością wyskalowanej strzałki. Liczba umieszczona w środku okręgu określa udział okresów bezwietrznych (cisze).

Dzisiejsze wiatrogramy są opracowywane przez stacje meteorologiczne na całym świecie, dla mórz i lądów. Poza statystykami kierunków i prędkości wiatrów opracowuje się statystyki stanów pionowej równowagi, związanych z wymianą masy i ciepła w słupie atmosfery nad określonym obszarem (np. szybkość prądów wznoszących i opadających lub zjawiska inwersji). Takie statystyki są wykorzystywane np. w czasie tworzenia modeli zmian klimatu Ziemi, przy projektowaniu lotnisk lub farm energetyki wiatrowej^[3] oraz w procesach zarządzania ochroną środowiska. Umożliwiają przewidywanie częstości przekraczania dopuszczalnych stężeń zanieczyszczeń powietrza w różnych odległościach od projektowanych zakładów przemysłowych^[4]^[5]^[6]. Wyodrębniono 12 kierunków wiatru, 11 klas prędkości: ū = 1, 2, 3, …, 11 m/s (dla ū < 1 lub > 11 m/s zakłada się ū = 1 lub 11 m/s) i sześć stanów równowagi atmosfery, którym przypisano następujące wartości wykładnika meteorologicznego:

m = 0,080 stan 1, równowaga silnie chwiejna
m = 0,143 stan 2, równowaga chwiejna
m = 0,196 stan 3, równowaga lekko chwiejna
m = 0,270 stan 4, równowaga obojętna
m = 0,363 stan 5, równowaga lekko stała
m = 0,440 stan 6, równowaga stała

Wiatrogramy są niezbędne do modelowania dyspersji odorantów, wykonywanego w celu określenia, jaka odległość nowego obiektu (np. oczyszczalni ścieków, fermy hodowlanej, zakładu przemysłowego) od osiedla mieszkaniowego zagwarantuje brak zapachowej uciążliwości.

Zobacz też

Uwagi

↑ róża kompasowa, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2010-10-26] .

Przypisy

↑ ^a ^b Lech Ratajski: Metodyka kartografii społeczno-gospodarczej. Wyd. II. Warszawa: PPWK im. E. Romera, 1989, s. 69. ISBN 83-7000-055-X.
↑ Silvio A.S.A. Bedini Silvio A.S.A., Portolan chart, [w:] Joseph R.J.R. Strayer (red.), Dictionary of the Middle Ages, t. 10, New York: Charles Scribner's Sons, 1988, s. 33-35 .
↑ Potencjalne zasoby energii wiatru w Polsce. www.uwm.edu.pl. [dostęp 2010-10-26]. Cytat: Po wprowadzeniu do programu wszystkich rzeczywistych parametrów szorstkości danego miejsca lokalizacji, odpowiednich parametrów mapy topograficznej i oczywiście wieloletnich danych meteorologicznych uzyskuje się: energię wiatru na dowolnej wysokości w zakresie 10–100 m nad pow. gruntu dla miejsca lokalizacji siłowni w kWh·m²; znając krzywą mocy proponowanej siłowni i powierzchnię zakreśloną skrzydłami wirnika, roczną produkcję energii w MWh/rok (pol.).
↑ Załączniki do rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 5 grudnia 2002 r.. Dz. U. Nr1, poz.12, s.11. [dostęp 2010-10-20]. Cytat: Do obliczenia poziomów substancji w powietrzu niezbędne są następujące dane meteorologiczne: a) statystyka stanów równowagi atmosfery, prędkości i kierunków wiatru (róża wiatrów), b) średnia temperatura powietrza dla okresu obliczeniowego (roku, sezonu lub podokresu) – T_o. Wyróżnionych jest 36 różnych sytuacji meteorologicznych wynikających z 6 stanów równowagi atmosfery, którym odpowiadają zakresy prędkości wiatru na wysokości h_a = 14 m, ze skokiem co 1 m/s (pol.).
↑ 8.1: Klasyczne metody symulacji dyspersji zanieczyszczeń powietrza. W: J. Kośmider, B. Mazur-Chrzanowska, B. Wyszyński: Odory. Wyd. 1. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 133-139. ISBN 978-83-01-14525-5. Cytat: Przewidywanie częstości występowania określonych stężeń w każdym punkcie ocenianego obszaru wymaga uwzględnienia charakterystycznej dla niego róży wiatrów. Statystyka danych meteorologicznych (statystyka klimatologiczna) jest prowadzona dla okresów wieloletnich przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMiGW). Poza statystykami kierunków wiatrów (…) Instytut gromadzi i udostępnia tablice średnich częstości występowania poszczególnych kombinacji prędkości wiatru i stanu równowagi atmosfery w każdym z dwunastu kierunków.. (pol.).
↑ Agencja Monitoringu Regionalnego Atmosfery Aglomeracji Gdańskiej ARMAAG, Raport 2007. www.armaag.gda.pl. [dostęp 2010-10-26]. Cytat: Ryc. 65. Roczne róże wiatrów na stacjach AM2, AM5 oraz AM8, Ryc. 66. Roczne róże wiatrów na stacjach AM6 Sopot i AM7 Tczew; Ryc. 67. Roczne róże wiatrów na stacjach AM10, AM4 oraz AM9 (pol.).

[1] róża kompasowa, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2010-10-26] .

[mk-2] Lech Ratajski: Metodyka kartografii społeczno-gospodarczej. Wyd. II. Warszawa: PPWK im. E. Romera, 1989, s. 69. ISBN 83-7000-055-X.

[3] Silvio A.S.A. Bedini Silvio A.S.A., Portolan chart, [w:] Joseph R.J.R. Strayer (red.), Dictionary of the Middle Ages, t. 10, New York: Charles Scribner's Sons, 1988, s. 33-35 .

[4] Potencjalne zasoby energii wiatru w Polsce. www.uwm.edu.pl. [dostęp 2010-10-26]. Cytat: Po wprowadzeniu do programu wszystkich rzeczywistych parametrów szorstkości danego miejsca lokalizacji, odpowiednich parametrów mapy topograficznej i oczywiście wieloletnich danych meteorologicznych uzyskuje się: energię wiatru na dowolnej wysokości w zakresie 10–100 m nad pow. gruntu dla miejsca lokalizacji siłowni w kWh·m²; znając krzywą mocy proponowanej siłowni i powierzchnię zakreśloną skrzydłami wirnika, roczną produkcję energii w MWh/rok (pol.).

[5] Załączniki do rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 5 grudnia 2002 r.. Dz. U. Nr1, poz.12, s.11. [dostęp 2010-10-20]. Cytat: Do obliczenia poziomów substancji w powietrzu niezbędne są następujące dane meteorologiczne: a) statystyka stanów równowagi atmosfery, prędkości i kierunków wiatru (róża wiatrów), b) średnia temperatura powietrza dla okresu obliczeniowego (roku, sezonu lub podokresu) – T_o. Wyróżnionych jest 36 różnych sytuacji meteorologicznych wynikających z 6 stanów równowagi atmosfery, którym odpowiadają zakresy prędkości wiatru na wysokości h_a = 14 m, ze skokiem co 1 m/s (pol.).

[6] 8.1: Klasyczne metody symulacji dyspersji zanieczyszczeń powietrza. W: J. Kośmider, B. Mazur-Chrzanowska, B. Wyszyński: Odory. Wyd. 1. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 133-139. ISBN 978-83-01-14525-5. Cytat: Przewidywanie częstości występowania określonych stężeń w każdym punkcie ocenianego obszaru wymaga uwzględnienia charakterystycznej dla niego róży wiatrów. Statystyka danych meteorologicznych (statystyka klimatologiczna) jest prowadzona dla okresów wieloletnich przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMiGW). Poza statystykami kierunków wiatrów (…) Instytut gromadzi i udostępnia tablice średnich częstości występowania poszczególnych kombinacji prędkości wiatru i stanu równowagi atmosfery w każdym z dwunastu kierunków.. (pol.).

[7] Agencja Monitoringu Regionalnego Atmosfery Aglomeracji Gdańskiej ARMAAG, Raport 2007. www.armaag.gda.pl. [dostęp 2010-10-26]. Cytat: Ryc. 65. Roczne róże wiatrów na stacjach AM2, AM5 oraz AM8, Ryc. 66. Roczne róże wiatrów na stacjach AM6 Sopot i AM7 Tczew; Ryc. 67. Roczne róże wiatrów na stacjach AM10, AM4 oraz AM9 (pol.).

[a]

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]