В начале марта 2017 года 4-летняя девочка из Огайо по имени Мэдисон Гарднер только что вернулась домой со своей матерью Бриттани из похода по магазинам. Пока ее мама разгружала машину, Мэдисон поднялась по крыльцу, чтобы войти в дом. Она схватилась за ручку двери, повернула ручку и вдруг поехала.
Как и торнадо, унесший Дороти и Тото в страну Оз, штормовой ветер распахнул входную дверь Мэдисон, превратив ее в парус, на котором крошечный малыш висит изо всех сил. Мэдисон не пострадала, но эпизод доказывает, что да, ветер может сбить человека с ног и даже сбить с ног.
Но как? Начнем с фундаментальной науки: всегда дует ветер. Он может быть спокойным, как теплый летний ветерок, или разрушительным, как те, что дуют в сильнейший ураган. Ветер дует из-за перепада давления в атмосфере. Солнце падает на части планеты под разными углами, неравномерно нагревая атмосферу Земли. В результате в одних местах теплее, чем в других.
Из-за этой неравномерной температуры газы в атмосфере начинают «танцевать». Там, где температура воздуха выше, молекулы воздуха расширяются и движутся вверх, создавая низкое атмосферное давление. С другой стороны, низкие температуры воздуха сжимают молекулы воздуха вместе, заставляя их тонуть, создавая высокое атмосферное давление. Когда эти молекулы перетекают из областей с высоким давлением в области с низким давлением, держитесь за свою шляпу или, как внезапно узнала Мэдисон, за ручку двери. Ветер может дуть, иногда сильно.
Метеорологи используют шкалу ветра Бофорта для измерения силы ветра. Шкала начинается с 0, что соответствует спокойному ветру, и заканчивается цифрой 12, что соответствует ураганному ветру со скоростью более 64 миль в час (102.9 километров в час). И все же, в какой момент ветер может сдвинуть человека с места? По словам Кейт Паркер, метеоролога Weather Channel, это зависит от многих вещей.
Формула должна учитывать переменные: скорость ветра; эффект гравитации (сила притяжения между человеком и Землей); статическое трение (сила, удерживающая человека на земле); и сопротивление ветра, которое является противодействующей силой статического трения. «Вы также должны учитывать плотность воздуха», - говорит Паркер. "Он очень влажный или тяжелый? Он сухой? Он легче?"
Также необходимо учитывать массу и центр тяжести человека. Например, у маленькой Мэдисон не было большой массы (или большого центра тяжести, если уж на то пошло), поэтому ветер легко унес ее на прогулку. Ветер должен был дуть гораздо сильнее, чтобы поднять маму с ног.
«Если вы крупнее или тяжелее, потребуется гораздо больше силы, чтобы сбить вас с ног», - говорит Паркер.«Для человека, который весит 100 фунтов (45,3 кг), потребуется скорость ветра от 40 до 45 миль в час или сила тропического шторма, чтобы сдвинуть его с места».
Это безумие
12 марта 2017 года организаторам Кейптаунского велотура, в котором приняли участие 35 000 гонщиков, пришлось отменить мероприятие, когда скорость ветра превысила 60 миль в час (96 км/ч), сбивая гонщиков с велосипедов.