// Вие четете...

Нашето самочувствие

Вятърът като понятие.

„Което морето е глътнало, няма да се върне.“

Вятър – един от важните метеорологични елементи, определящи възможността за провеждане на морските операции с военно и гражданско назначение. Към настоящия момент прогнозирането на вятъра се осъществява основно с денонощна предварителност. Прогнозирането на вятъра с предварителност по-голяма от денонощие е актуална задача за метеоролозите. В публикацията се предлагат възможните направления за създаването на методи за прогнозирането на вятъра. Изборът на направлението се определя с анализ на понятието „вятър”. Понятие – това е смисълът на думата, тоест мисъл, отразяваща съществените признаци на предмета, с обозначаващата дума. Науката се изгражда на понятията. Без точно очертан смисъл на понятието научното мислене става ограничено, случайно и не ефективно.

Вятърът и човекът винаги са били заедно един до друг. От една страна, вятърът е атмосферно явление, срещащо се в ежедневния живот на всеки човек, а от друга страна вятърът се явява един от най-важните елементи, изучаван в метеорологичната наука. Всички хора, в това число и метеоролозите, от млада възраст се запознават с вятъра. Запознанството започва много преди още те да започнат да говорят и ходят. Това атмосферно явление се усеща ежедневно, и разбирането за него ни се струва очевидно. Кое в понятието „вятър” може да бъде не ясно? Именно зад яснотата на понятието вятър се крият и проблемите, свързани с това, че в ежедневието и в научните езици се използва една и съща дума „вятър”, но в различен смисъл.

Съвременния урбанизиран човек узнава за вятъра от Средствата за масова информация, но още до неотдавна, включително до втората половина на ХХ век животът си е протичал в непосредствен контакт с природата. Опитът от съществуването на човека под въздействието на вятъра се отразява в метеорологичните имена на вятъра – собствени имена, представящи това явление в народната лексика. Те по същество, репрезентатират човешкия опит в наблюденията за цялата съвкупност от метеорологични явления, тъй като той се е отчитал в практическата дейност. Във връзка с това е целесъобразно системата от метеорологични имена за вятъра да се съпоставят с неговото метеорологично представяне.

Езикът е съхранил до наши дни мъдростта, натрупана от предците ни за времето. В народния език съществуват стотици собствени имена, означаващи ветрови условия. Следва да се отбележи, че в народния език самата дума „вятър” не е съществувала до ХХ век. В първото в живота на хората и във второто издание на речника на Дали отсъства думата „вятър”. Тази дума се е появила едва в третото издание на речника, публикуван през 1903 г., когато редактор е станал французинът Будуен–де–Куртине.

Във всички народни езици вятърът носи разнообразни имена, отразяващи многообразието на неговите признаци. В основата на болшинството от имената на вятъра лежи сензорната оценка, свързана с чувствените способи на възприемане на вятъра от човека. В семантиката названието на вятъра не явно съдържа детайлна представа за неговите свойства: сила, продължителност, направление, прагматична ценност (желателност / не желателност), нагласяване към определено време в годината, съпровождане с валежи или други атмосферни явления и т.н.

В качеството на пример по-долу ще приведем първите три имена за вятър от книгите.

АБАЗА, обаза – силен североизточен или източен вятър на Долен Дунав и на западните брегове на Черно море. Понякога достига сила на жесток щорм. Зимата се съпровожда с виелици и силен студ. Опасен е за риболовните кораби.

АБОДЬЕ – безветрие при ясно небе, тих слънчев ден по бреговете на северните морета.

АБРЕГО – умерен влажен югозападен вятър на югозападна Испания. Съпровожда се с непродължителни, но силни дъждове. Възниква при движение на циклоничен вихър от югозапад към Кадиския залив.

От тези примери следва, че смисълът на собствените имена на вятъра в народните представи включва не само силата на вятъра, но съдържа и представа за целия комплекс от атмосферни условия. Системата от метеорологични имена на вятъра представлява езикова картина на времето. В наше време хората макар и загубили историческите имена на местните ветрове, но както и преди възприемат вятъра неразделно с включени състояния на времето. Това възприемане не се съгласува с механичното понятие за скорост на вятъра.

Тук и по-нататък под състояние на времето се разбира като асоциация между състоянието на атмосферата и емоциите на човека, като усещане. Това е естествена човешка представа за „състоянието на атмосферата, въздуха, относително топла и студена, вятър и затишие, ведра и дъждовна и прочее”.

За разлика от това, в метеорологията времето се разбира като съвкупност от значения на метеорологични елементи. Тук вятъра се разбира по особен начин – като физическа величина, тоест физическо свойство на материален обект, който може да бъде охарактеризиран количествено. Самите метеоролози утвърждават, че метеорологията това е физика на атмосферата.

Важен момент в съпоставянето на метеорологичното и народното понятие за вятъра се явяват тяхното отнасяне към вида на единичните, включвани в един обект, или общи, включващи в повече от един обект, понятие. Ако народното понятие за вятъра очевидно се явява общо понятие, то метеорологичното понятие не просто се отнася към един от тези два вида. Тук е нужно да се възползваме от критериите: понятието се явява общо, ако в пределите на неговия обем мигат да бъдат отделени няколко вида предмети. Така, в обема на понятието „вода” могат да се отделят: „морска вода”, „речна вода” и т.н.

За метеорологичното понятие „вятър” никакви под видове не трябва да се отделят. Някои за това ще кажат, че и в метеорологията съществуват видове термини за вятъра, например: „страничен вятър”, възходящ вятър” или „баричен вятър”, „агеостратегически вятър”. Но това не са „собствени” видове на термина вятър. Действително, първата двойка понятия от този списък се явяват съставляващи на вятъра, а последната двойка представлява метеорологична интерпретация на някои математически зависимости на механиката на непрекъсната среда. Следователно, в метеорологичната наука „вятърът” се отнася към единичен вид понятие, а в народната традиция – към общия. Аристотел в глава 13 на книгата „Метеорологика” пише: „някои .. утвърждават, че всички (различия) на вятъра – това е един вятър… Ако така се разсъждава, тогава може и всички реки да се причислят към една”, тоест отрича единичността на понятието „вятър”.

Какъв е смисъла на метеорологичното понятие „вятър”? За специалните цели на научното използване в метеорологията е необходим точен термин. Това осигурява голямата надеждност и строгост за неговата употреба.

Метеорологичните определения за вятъра се различават не съществено. В речника се говори, че „вятър – това е движение на въздуха относно земната повърхност”. Това определение се отнася към така наречения клас „реални” определения. Тук определението представлява съждение – характеристика на обозначения термин. По силата на това възниква въпросът за истинността или лъжливостта на определението.

Ще разгледаме коректността на приведеното определение. Основна и единствена характеристика на „вятъра”, която е дадена в неговото определение се свежда до „движение на въздуха относно земната повърхност”. Но тази характеристика не се явява уникална за вятъра. В действителност, много процеси, нямащи отношение към вятъра, притежават тази характеристика. Например, масата въздух в салона на движещ се автомобил или самолет се премества относно земната повърхност и удовлетворява определението, но не се явява вятър.

Такива примери могат да се приведат много. Те свидетелстват за това, че определението за вятъра в метеорологията е некоректно. Това определение е доста широко, тоест обема на понятието „вятър”, което се записва като определение, по-широко от този клас, което се има в предвид. Метеорологичното определение не открива характеристичните свойства на вятъра, и не позволява най-вече на строго логично ниво да се отдели вятъра от не ветровите явления.

На практика такова разделение протича на нивото на общочовешките представи като процес на мисловното пресъздаване на образите на предметите и явленията, които в дадения момент не въздействат на органите и чувствата на човека. По такъв начин, метеорологичния термин „вятър” има не ясен смисъл. Това не е термин в строгия смисъл, а по-скоро е представа, тоест интуитивно употребявано понятие.

В метеорологията към количествената характеристика на вятъра се отнасят „скорост на вятъра”. При това тази характеристика се разбира като физическата величина – „скорост”. Скоростта се явява векторна величина и се характеризира с два параметъра „величина на скоростта” и „направление”. В механиката понятието „скорост” се съотнася само с движението на материална точка, за която съществува понятието „скорост на точката”. За обемно тяло, представляващо непрекъснато множество от материални точки, например, за въздушната маса, понятието скорост в общия случай е не приложимо. Това утвърждение се явява следствие на една от теоремите в механиката.

Понятията в механиката „скорост” лошо се спряга с метеорологичното понятие „вятър”. Това може да се показва като минимум по два пътя: емпирически, предполагайки, че скоростта на вятъра е еквивалентна със скоростта на точка, и теоретично механичен, считайки, че тя е еквивалентна със скоростта на въздушната маса.

Емпирически, по две измервания на пулсациите на вятъра, е установено, че временната изменчивост на вятъра има фрактален характер. Това означава, в частност, че за всяка проекция на перпендикулярни координатни оси пулсациите на вятъра имат степен на зависимост с дробен показател. Траекторията на движението на материалната точка във фракталното поле скоростта й също е фрактална. Но за точка, движеща се по фрактална траектория и явяваща се траектория на брауново движение, не е приложимо нито за понятието за мигновената скорост, нито за понятието средна скорост.

В действителност, от една страна, фракталната траектория няма производни нито в една точка, поради това не съществува мигновена скорост като диференциално понятие, определяно с производна по време на радиус вектора на текущото положение на тази точка на траекторията. От друга страна, средната скорост на точката за някакъв участък от траекторията е равна на отношението на дължината на този участък към величината на интервала от времето, използвано за неговото преминаване. Но за фракталната траектория дължината на участъка е не определена – интегралът за участъка от траекторията е по-голям от кое да е число, и следователно, понятието средна скорост за фракталната траектория също е не определено.

В теоретичната механика скорост на точка – това е векторна физическа величина, характеризираща бързината на преместването и направлението на движение на материалната точка. В метеорологията в понятието „вятър” се влага смисъла на преместваща се някаква въздушна маса, обема и конфигурацията на която никак не са определени. Но ясно е, че този обем има „географски” мащаби, а не мащаба на математическа точка.

В механиката понятието вектор на скоростта може да се прилага за множество материални точки, ако и само ако всички точки имат във всеки момент от времето са еднакви по модул и направление скоростта и ускорението. Това условие не се изпълнява за вятъра. В действителност, непосредствено се наблюдава, че в географски мащаби движението на въздушните маси в атмосферата имат турбулентен характер. Това е видно, като пример, по структурата на облачността.

Поради това, ако се отдели в атмосферата някакъв обем с произволна конфигурация, то вектора на скоростта и ускорението на най-малките частици от този обем ще имат съвършено различни величини във всеки фиксиран момент от времето. За такова множество скоростта и ускорението не бива да се определят единствено със сумарен вектор на скоростта. Моментното движение на такъв обем от въздуха представлява сложно движение, състоящо се от мигновено винтово движение и мигновено постъпателно движение.

С други думи, за механичното описание на вятъра са необходими, като минимум, поне два векторни обекта: плъзгащ се вектор – за представяне на винтовото движение, и свободен (обикновен) вектор – за представяне на постъпателното движение. Това утвърждаване ще бъде справедливо, ако скоростта на най-малките частици на въздуха представляват вектори. Вектор – това не е „стрелка”. Характеризиращото свойство за векторите е сумирането им по правилото на паралелограма. Това свойство трябва да бъде справедливо за събирането на скоростта на вятъра. Но това още от никой емпирически не е било проверявано. По такъв начин, представянето на вятъра в качеството на скорост – обикновена векторна величина в механиката, следва да се предполага най-малкото като съмнителна идея.

От по-горе казаното може да се разбере, че метеорологичната и народната система за представяне на вятъра са независими. Те не бива да се отъждествяват. Вятърът в тези системи се представя като несъвместими понятия. Нещо повече, те се явяват като съподчинени понятия, с други думи, тези две понятия представят едно и също явление, но нямат никакви общи характеристики. В народния език вятърът се представя като обемно понятие за атмосферните условия, имащ съществено ценностно значение в жизнената дейност на човека, тогава в метеорологията вятърът ще има много ограничен плосък смисъл на физическа величина. Метеорологията разглежда вятъра от математическа гледна точка – като гладко векторно поле. Това лишава цялото многообразие от връзки на кръговрата на веществата и енергията, в които възможна роля играят потоците на атмосферния въздух.

Набора от метеорологични елементи, наблюдавани в метеорологията, слабо се съгласуват с реалното взаимодействие на атмосферните явления на човека и неговата дейност. Самото множество от значения на метеорологичните елементи още не позволява да се определи степента на влияние на атмосферните условия за конкретна практическа ситуация. Това влияние винаги се явява сложна функция на някакъв набор от значения на метеорологичните елементи. Например, усещането на човека за степента на комфортност, намиращ се на открито (така наречената температура на комфорт) се определя по сложна формула, параметрите на която се явяват вятърът, температурата и относителната влажност на въздуха. Но, по често, видът на такава функционалност си остава неизвестен.

Вятърът – това е кръговрат на въздуха в атмосферата. Това е тавтология, а не е определение. Вятърът, освен това участва и се определя от други кръговрати: водата, азота, въглеводорода и т.н. Преобладаващото болшинство от метеорологични елементи са физически величини. Тези величини само косвено представят кръговрата на веществата и енергията на Земята, в които участва атмосферата. Кръговрата зависи от значението на метеорологичните елементи, но не се определя от тях. Отношението между „атмосферната” реалност и нейната метеорологична е представена в голяма степен аналогично на отношението между реално наблюдаваните от човека цветове и тяхното физическо представяне във вид на електромагнитни вълни. Метеоролозите описват картината на времето с помощта на значенията на метеорологичните елементи. Това е равносилно на това, как ако художник е нарисувал картина, но вместо бои на платното в нужните места е нарисувал значенията на дължината на вълната, съответстваща на нужния цвят.

Народното представяне на вятъра може да се разбира, като цялостно възприятие на времето, тоест като отражение на типичните локални състояния на кръговратите, свързани с атмосферата. В метеорологичното разбиране за вятъра такова свойство напълно отсъства, а терминът „скорост на вятъра”, както беше показано е малко съдържателен.

Тези съображения навеждат на мисълта за търсене на способи за преход от физически величини в метеорологията към някакво тяхно обобщение във вид на комплекси за техните значения, отразяващи локалния тип на времето. Някои автори смятат, че законите на кръговратите в атмосферата следва да се търсят по пътя на построяването на интервални пространствено времеви комплекси и техните йерархични класификации по значенията на метеорологичните елементи.

Този път изисква отказ от векторното описание на вятъра и преход към интервалния. За това, следва да се използва известната скала на Бофорт. Тази скала удачно се презентира понятието сила на вятъра и неговото натоварване в интервален вид, позволявайки представянето на направлението на вятъра във вид на ъглов сектор, при което се считат тези величини зависими. Сега в метеорологията се използват понятията „средна скорост” и „средно направление” на вятъра, разбирани като независими величини.

Тук следва да се отбележи, че съвременното измерване на модула на вятъра, например, с помощта на чашковия анемометър, не се явяват преки измервания. Поради това добре би било да се върнем към преките измервания на силата на вятъра с помощта флюгера на Вилд, изобретен през 1450 година от италианеца Алберти.

По такъв начин, е показано, че метеорологичното описание на вятъра се явява физическо, а не географическо, и поради това то не отразява кръговратите на веществата и енергията, протичащи в атмосферата. Към сегашно време понятието „вятър” няма определение също като понятията: „число”, „време”, „движение”, „човек”.

Вятърът следва да се представя количествено в две интервални значения: силата на вятъра във вид на скалата на Бофорт и сектора на направленията.

Законите на кръговратите в атмосферата е необходимо да се търсят по пътя на построяването на интервалните пространствено времеви комплекси и тяхната йерархична класификация от значенията на метеорологичните елементи. Това направление позволява да се разработят прогнози за вятъра с предварителност по-голяма от едно денонощие.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар