Schaal van Beaufort

De schaal van Beaufort is een systeem voor het classificeren van de snelheid van de wind, de zogenaamde windkracht (niet te verwarren met de grootheid kracht in de natuurkundige betekenis). De schaal werd in 1805 opgesteld door de Ier Francis Beaufort.

Geschiedenis 
Beaufort was officier in de Royal Navy. Toen hij commandant was van het fregat Woolwich maakte hij een indeling in 13 windsterkten, aan de hand van de zeilvoering van een fregat. Zijn schaal was gebaseerd op de kracht die de wind per oppervlakte-eenheid uitoefende, niet op de snelheid: hij keek naar het gedrag van zijn schip, niet naar de wind zelf. In 1838 stelde de Royal Navy de schaal van Beaufort verplicht voor de windkrachtaanduiding in het scheepsjournaal.

De omschrijvingen van Beaufort varieerden van Geen vertier (0 Bft) tot Zeilen waaien uit de lijken (12 Bft). Daartussen lagen uitdrukkingen als Bovenbramzeilkoelte (5 Bft), Dubbelgereefde marszeilkoelte (7 Bft), Dichtgereefd grootmarszeil en gereefde fok (10 Bft).

In 1905 werd de schaal door Sir George Simpson aangepast aan de stoomvaart, en in 1921 deed hij dit nogmaals, maar dan meer toegespitst op het niet-zeevarende deel van de mensheid. Ook voegde hij de windsnelheden toe aan de schaal.

De belangrijkste wijziging, in 1946, werd vastgesteld door het International Meteorological Committee. De schaal werd gebaseerd op de gemiddelde windsnelheid gedurende 10 minuten op een hoogte van 10 meter boven de grond. Zo veranderde de windkrachtschaal van Beaufort in een windsnelheidsschaal. Er werd overigens ook nog een aantal eenheden aan de bovenkant toegevoegd voor het categoriseren van de hogere orkaan-windsnelheden.

De schaal die Beaufort ontwikkelde, kende aanvankelijk 13 windsterkten, beginnend bij 'kalmte' en eindigend bij 'orkaan'. Zijn meetinstrument was het fregat, het meest gebruikte schip op dat moment binnen de Britse marine. Hij bepaalde de windsterkte aan de hand van de hoeveelheid zeil die een fregat bij de wind kon voeren, en de snelheid van het schip.

De eerste versie van de schaal, die hij in 1831 opgaf aan Kapitein Robert Fitzroy (de latere Commander van de Beagle, het schip waarmee Charles Darwin zijn reis naar de Galapagoseilanden maakte), kon onderverdeeld worden in drie delen. Windkracht 0-4, de eerste vijf, beschreven hoe het schip voer met alle zeilen op. De volgende vijf (5-9) beschreven hoeveel zeil een schip kon blijven voeren bij de betreffende windkracht. De laatste drie (10-12) gaven aan hoe een schip bij een zware storm of orkaan moest overleven. De uiteindelijke opzet van de schaal was niet exact in de bewoordingen van Beaufort, een commissie van de marine had de definitieve vorm bepaald alvorens deze in 1838 verplicht te stellen.

Met het verdwijnen van het fregat uit het beeld op zee verdween ook het meetinstrument. Er zijn wel andere beschrijvingen gemaakt, die bijvoorbeeld refereerden aan de toestand van de zee (verschijnen van golfkoppen, overslaande golven enz.) of de beweging van bomen, maar deze blijven minder betrouwbaar, bijvoorbeeld doordat de golven ook afhankelijk zijn van de diepte van het water.

Windkracht volgens de schaal van Beaufort 
In 1946 is een nieuwe schaal ontwikkeld, gebaseerd op de windsnelheid op een hoogte van 10 meter boven de grond. De schaal telt 17 waardes, boven de 13 van Beaufort nog een aantal waardes voor de snelheid van de wind in een orkaan. De beaufortwindkrachtschaal werd zo omgezet in de beaufortwindsnelheidsschaal, zie tabel hieronder.

De schaal van Beaufort wordt gebruikt voor de gemiddelde windsnelheid, níet voor de snelheid van windstoten. Als de wind bijvoorbeeld gedurende 10 minuten waait met een gemiddelde snelheid van 70 km/h met pieken tot meer dan 117 km/h, is er dus geen sprake van windkracht 12 (orkaan), maar van windkracht 8 (stormachtige wind).

De schaal van Beaufort kent afrondingen in twee eenheden (knopen en km/h), waarbij op de grenswaarden van de schaal de beide bijbehorende eenheden niet exact met elkaar overeenkomen. Dit komt doordat de schaal van Beaufort oorspronkelijk niet gebaseerd was op een objectief meetbare grootheid, maar op de waarneming van het gedrag van een schip (zie de uitleg eerder in dit artikel). Pas later heeft men voor de schaal de wel objectief meetbare grootheid 'snelheid' ingevoerd, met twee gangbare eenheden: knopen en km/h. Doordat daarbij slechts gehele eenheden worden gebruikt, is het onmogelijk de schaal in beide eenheden exact gelijk te maken.

Verband met snelheid 

Zet men de waarden van de beaufortschaal in een grafiek uit tegen het midden van de bijbehorende windsnelheden, dan kan een goed passende kromme geschat worden, met als resultaat de volgende betrekking tussen windsnelheid en windkracht:
.
Daarin is
 de gemiddelde windsnelheid in meter per seconde gedurende 10 minuten op 10 meter boven de grond
 de windkracht volgens de schaal van Beaufort

Of omgekeerd:

Met deze formule kan ook aan andere beaufortwaarden betekenis gegeven worden.

Een eenvoudige benaderingsformule om de windkracht  te berekenen uit de windsnelheid  in knopen, is:

Voorbeeld: bij 14 knopen wind is de windkracht: (14 + 10)/6 = 4 Beaufort.

De schaal van Beaufort is per definitie geen continue schaal, wat inhoudt dat er niet zoiets bestaat als windkracht 4½ of windkracht 4,9.

Noten 

Beaufort Schaal van
Beaufort Schaal van
Eponiem
Vloeistofgolven