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风速 10m、15m、20m 有多强?各风速会造成什么影响|打伞、走路、自行车、开车、电车、台风与 km/h·节的换算

天气预报说“最大风速 15m”,很多人一时想不出那是多大的风。风速 10m/s 即时速 36km,已经无法打伞;15m/s 时迎风走不动;20m/s 时不抓住东西就站不稳;超过 30m/s,树木和电线杆开始倒下。本文介绍天气预报中风速的看法(平均风速与瞬间风速、观测高度),风速 1〜40m/s 时人、树木、车辆、建筑会发生什么的速查表,风速 5m、10m、15m、20m、30m 的详细说明,打伞、晾衣服、骑自行车、露营、无人机、高处作业、电车、高速公路的判断参考,招牌和伞受到的力(kgf)、体感温度、高层公寓的风、台风强度与飓风等级、m/s·km/h·节·mph 的换算和心算技巧,以及强风和台风来临前的准备,全部用具体数字说明。

结论:风速 10m 无法打伞,15m 迎风走不动,20m 站不稳

日本天气预报中的风速单位是 m/s(米每秒),表示空气 1 秒移动多少米。风速 10m 就是每秒 10m,换算成时速是 10 × 3.6 = 36km。可以想象成:和全力骑自行车差不多快的空气,一刻不停地吹在身上。

风速(m/s)时速日本天气预报用语会发生什么
5m/s18km/h(无)扬起灰尘,纸片飞舞。衣服干得快。可以打伞
10m/s36km/h稍强的风迎风行走困难。无法打伞。整棵树和电线开始摇晃
15m/s54km/h强风迎风走不动,有人摔倒。招牌和铁皮开始脱落
20m/s72km/h非常强的风不抓住东西站不稳。可能被飞来的物体砸伤。难以正常速度开车
25m/s90km/h非常强的风在室外活动极其危险。行驶中的卡车会翻倒
30m/s108km/h猛烈的风许多树木倒下,部分电线杆、路灯、砌块墙倒塌
40m/s144km/h猛烈的风部分住宅倒塌,部分钢结构建筑变形

“会发生什么”一栏依据日本气象厅公布的“风的强度与吹法”表。天气预报的风速是 10 分钟平均值,实际的风中会夹杂平均值 1.5〜3 倍的瞬间强风(阵风)。即使预报是平均 10m/s,也要按“瞬间可能出现 15〜30m/s 的风”来理解。

天气预报中风速的看法|平均风速、最大风速、瞬间风速的区别

天气预报和新闻里的风速有好几种。同一天同一地点,看的是哪一种,数字可能相差将近 2 倍,所以先弄清每个词的意思。

用语含义出现的场合
风速(平均风速)到观测时刻为止 10 分钟的平均值天气预报的“风速◯m”、风力等级
最大风速当天(或某段时间内)平均风速的最大值“预计最大风速 25m”、台风强度
瞬间风速3 秒的平均值(每 0.25 秒测 1 次,取 12 个值平均)阵风的强度
最大瞬间风速瞬间风速的最大值“观测到最大瞬间风速 40m”

瞬间风速可达平均风速的 1.5〜3 倍。平均 15m/s 时瞬间为 22.5〜45m/s,平均 20m/s 时为 30〜60m/s。物体被吹飞、人被吹倒、招牌脱落等损害,多数由瞬间的风而不是平均风造成,所以不要只看预报的平均风速就判断“还没问题”。尤其是高楼之间、建筑物的转角、山脊和桥上,风会集中而在局部变强。

  • 观测高度:气象台和日本自动气象站(AMeDAS)的风速计通常在离地约 10m 的高度。贴近地面的风比这弱,高层公寓则比这强
  • 陆上与海上:即使气压形势相同,没有遮挡的海上和海岸风也更强。预报中把“海上”单独列出就是这个原因
  • 注意报与警报:标准由各地区分别规定。许多地区的强风注意报大约以平均 10〜15m/s、暴风警报大约以平均 20〜25m/s 为标准

风力等级(蒲福风级)一览|0〜12 级与 m/s·km/h·节

风力等级用 0〜12 共 13 级表示风的强弱。它起源于 19 世纪英国海军蒲福将军根据帆船挂帆方式制定的标准,日本气象厅风力等级也使用相同的分界。天气预报中“北风,风力 4 级”的“风力”就是指它。

风力名称风速(m/s)时速(km/h)节陆地上的情形
0无风0〜0.20〜1不足 1烟直上
1软风0.3〜1.51〜51〜3烟能表示风向,但风向标不动
2轻风1.6〜3.36〜114〜6人脸感觉有风,树叶微响
3微风3.4〜5.412〜197〜10树叶及细枝不停摇动,轻旗展开
4和风5.5〜7.920〜2811〜16能吹起地面灰尘和纸张,小树枝摇动
5清劲风8.0〜10.729〜3817〜21有叶的小树开始摇摆,池塘水面起波
6强风10.8〜13.839〜4922〜27大树枝摇动,电线呼呼有声,打伞困难
7疾风13.9〜17.150〜6128〜33全树摇动,迎风步行感觉不便
8大风17.2〜20.762〜7434〜40小树枝折断,迎风走不动
9烈风20.8〜24.475〜8841〜47房屋有轻微损坏(瓦片被掀起等)
10狂风24.5〜28.489〜10248〜55树木被连根拔起,房屋严重损坏
11暴风28.5〜32.6103〜11756〜63陆上很少见,伴随大范围破坏
12飓风32.7 以上118 以上64 以上(没有陆地上的描述)

风力 8 级的下限 17.2m/s(34 节)也是热带低气压被称为“台风”的分界。风力 12 级的下限 32.7m/s(64 节)与美国飓风等级 1 级的下限几乎相同。日本气象厅给 7 级起的日文名称直译是“强风”(中文名称为疾风),但它的范围和天气预报用语“强风”(15〜20m/s)以及强风注意报不完全一致,需要注意。

风速 5m、10m、15m、20m、25m、30m 有多强?详细说明

下面按常被搜索的风速,整理身体感觉到的强度、周围会发生什么,以及 1m² 平板受到的力。力与风速的平方成正比,风速变为 2 倍,力就变为 4 倍(详见后面“风的力”一节)。

  1. 1

    风速 5m/s(时速 18km·约 10 节·风力 3 级)

    树叶和小枝不停摇动,旗子飘扬,扬起灰尘。走路不受影响,也可以打伞。衣服干得快,但轻的衣物可能被吹走。按“风速每 1m/s 体感温度约降 1℃”的经验,感觉会冷约 5℃。这也是通常停止飞无人机的风速。

  2. 2

    风速 10m/s(时速 36km·约 19 节·风力 5 级)

    日本天气预报开始称为“稍强的风”。迎风行走困难,无法打伞。整棵树和电线开始摇晃,在高速公路上会感到车被侧风推动。1m² 平板受到的力约 7.5kgf,张开的伞约 8kgf。瞬间可能夹杂 15〜30m/s 的风。

  3. 3

    风速 15m/s(时速 54km·约 29 节·风力 7 级)

    属于“强风”。迎风走不动,有人摔倒。高处作业极其危险,招牌和铁皮开始脱落,部分屋瓦被掀起,防雨窗板和卷帘门晃动。1m² 平板受到的力约 17kgf,约为 10m/s 时的 2.3 倍。

  4. 4

    风速 20m/s(时速 72km·约 39 节·风力 8 级)

    属于“非常强的风”。不抓住东西站不稳,可能被飞来的物体砸伤。细树干折断,招牌坠落或被吹飞,道路标志倾斜。难以用正常速度开车,没有固定的组合板房会移动或倒下。1m² 平板受到的力约 30kgf。

  5. 5

    风速 25m/s(时速 90km·约 49 节·风力 10 级)

    在室外活动极其危险。行驶中的卡车可能翻倒,固定不牢的金属屋顶被掀开,防护不足的临时脚手架可能倒塌。1m² 平板受到的力约 47kgf。如果预报有这样的风,要以不出门为前提做准备。

  6. 6

    风速 30m/s 以上(时速 108km 以上·约 58 节以上·风力 11〜12 级)

    属于“猛烈的风”。许多树木倒下,部分电线杆、路灯和砌块墙倒塌,外墙材料大范围被吹走。超过 40m/s 时,部分住宅会倒塌。1m² 平板受到的力在 30m/s 时约 67kgf,40m/s 时约 120kgf,超过一个成年人的体重。

打伞、晾衣服、骑车、露营、无人机、电车、高速公路,风速多少还可以?

下面按日常容易犹豫的场景整理参考风速。其中有法律法规规定的,有各运营方标准不同的,也有只是一般经验的,在右栏中加以区分。

场景参考风速(平均)依据与注意
打伞不足 10m/s按日本气象厅的标准,10m/s 起无法打伞。风力 6 级(10.8m/s〜)的说明也是“打伞困难”。有阵风时,风速更低也会被掀翻
在室外晾衣服约 5m/s 以下一般经验。轻的衣物多用几个衣夹。10m/s 时晾衣杆可能整根掉落
骑自行车超过 5m/s 要小心,10m/s 时停骑一般经验。逆风时踩踏变重,侧风和阵风会让车摇晃。带儿童座椅的自行车尤其容易倒
搭帐篷·天幕约 10m/s 是撤收的参考一般经验。天幕像帆一样受风,要先收起来。也要确认营地自己的规定
飞无人机不足 5m/s日本国土交通省作为示例公布的飞行手册规定风速 5m/s 以上不飞行。高空的风比地面强
离地 2m 以上的作业不足 10m/s按日本劳动安全卫生规则及相关通知,10 分钟平均 10m/s 以上为“强风”,此时不得进行高处作业
电车各线路、区段不同许多线路在风速计读数(多为瞬间风速)约 20m/s 时减速,约 25〜30m/s 时停运
高速公路各道路不同强风时限速,风更强时封路。车身高的车辆和摩托车容易受侧风影响
田径(短跑·跳跃)顺风 2.0m/s 以内100m、200m、100m/110m 栏、跳远、三级跳远中,顺风超过 2.0m/s 时成绩不能作为正式纪录(顺风参考)
  • 钓鱼·皮划艇·小船:水面上的风比陆地强,风速约 5m/s 时海面开始起浪(风力 3〜4 级开始出现白浪)。许多小船用户把 5m/s 作为不出海的参考
  • 阳台上的东西:花盆、晾衣杆、拖鞋在约 10m/s 时开始移动,超过 15m/s 会有被吹飞的。预报有强风时要搬进室内
  • 儿童和老人:体重越轻,受风推动的影响越大。风速 15m/s 时正面受到的力,成年人(约 0.7m²)约 10kgf,正面面积约为一半的儿童约 5kgf。对 60kg 的成年人来说是体重的 6 分之 1,对 20kg 的儿童来说则是 4 分之 1

风的力与风速的平方成正比|招牌、伞、人受到几公斤的力?

风推动物体的力与风速的平方成正比。先用空气密度(约 1.225kg/m³)和风速求出“速度压”,再乘以物体的面积和由形状决定的“阻力系数”。

风速速度压招牌 1m²(系数 1.2)张开的伞 0.9m²(1.4)站立的人 0.7m²(1.0)
5m/s15Pa约 1.9kgf约 2kgf约 1.1kgf
10m/s61Pa约 7.5kgf约 7.9kgf约 4.4kgf
15m/s138Pa约 17kgf约 18kgf约 9.8kgf
20m/s245Pa约 30kgf约 32kgf约 18kgf
25m/s383Pa约 47kgf约 49kgf约 27kgf
30m/s551Pa约 67kgf约 71kgf约 39kgf
40m/s980Pa约 120kgf约 126kgf约 70kgf

风速 10m/s 时张开的伞受到约 8kgf 的力,单手很难一直撑住,阵风一来伞骨会折断,人也可能被带着走。1m² 的招牌在 20m/s 时受到约 30kgf,30m/s 时约 67kgf。旗帜、自行车罩、阳台竹帘这类以“面”受风的东西,面积越大越危险。

站立的成年人正面(约 0.7m²)受到的力,15m/s 时约 10kgf,20m/s 时约 18kgf。只看数字似乎还能撑住,但风会忽强忽弱,瞬间可达数倍。被突然变化的风打乱平衡,是强风中摔倒的主要原因。

风速每 1m 体感温度降低几度?

风会吹走身体周围的暖空气、带走热量,所以感觉比实际气温冷。登山等场合常用“风速每 1m/s 体感温度约降 1℃”的经验,但不同公式的结果差别相当大。

气温·风速风速 1m=1℃ 的经验风寒指数(北美·英国)Steadman 公式(湿度 60%)Linke 公式
10℃·5m/s5℃约 7.6℃约 4.9℃约 1.1℃
10℃·10m/s0℃约 6.2℃约 1.4℃约 −2.6℃
5℃·10m/s−5℃约 −0.4℃约 −4.3℃约 −7.6℃
0℃·5m/s−5℃约 −4.9℃约 −6.3℃约 −8.9℃
0℃·10m/s−10℃约 −7.1℃约 −9.8℃约 −12.6℃
−5℃·10m/s−15℃约 −13.7℃约 −15.2℃约 −17.6℃

风寒指数是北美和英国气象机构使用的公式,适用于气温 10℃ 以下、风速 4.8km/h(约 1.3m/s)以上。Steadman 公式由澳大利亚气象局使用,还考虑湿度;Linke 公式(气温 − 4√风速)在日本的解说中常被介绍。不管用哪个公式,风速 10m/s 的风都会让体感降低约 5〜13℃,冬季钓鱼、登山、骑车通勤时,防风外套必不可少。山上气温和体感温度的估算方法见山顶气温的文章。

高层公寓或无人机飞行高度的风速是地面的几倍?

靠近地面的风会因与建筑和树木的摩擦而减弱。越往高处,这种影响越小,风就越强。建筑设计中用“幂律”来表示这种增强。

周围环境离地 20m30m(约 10 层)50m100m
海上·海岸(I)约 10.7m/s约 11.2m/s约 11.8m/s约 12.6m/s
农田·稀疏住宅(II)约 11.1m/s约 11.8m/s约 12.7m/s约 14.1m/s
住宅区·郊区(III)约 11.5m/s约 12.5m/s约 13.8m/s约 15.8m/s
大城市中心(IV)约 12.1m/s约 13.5m/s约 15.4m/s约 18.6m/s

表中是离地 10m 处风速为 10m/s 时的数值。在住宅区,30m(约 10 层)处约为 12.5m/s,由于风的力与风速的平方成正比,力约为 1.55 倍。高层公寓阳台上的东西容易被吹飞就是这个原因,预报为“稍强的风”时,高层可能已接近“强风”。把无人机升到 100m 高空时,如果地面风速 5m/s,高空要按约 6〜9m/s 来估计。不过实际的风在楼角和楼缝处会在局部更强。

台风的“强”“非常强”“猛烈”是风速多少?与飓风的比较

热带低气压中,最大风速(10 分钟平均)达到 17.2m/s(34 节)以上的称为台风。日本气象厅用最大风速表示台风强度,用风速 15m/s 以上的强风区半径表示台风大小。

分类最大风速(m/s)节时速
台风(无强度表述)17.2〜32.934〜63约 62〜118km/h
强台风33〜43.964〜84约 119〜158km/h
非常强的台风44〜53.985〜104约 158〜194km/h
猛烈的台风54 以上105 以上约 194km/h 以上
  • 大小:强风区半径 500km 以上不足 800km 为“大型”,800km 以上为“超大型”
  • 暴风区:平均风速 25m/s 以上的范围。结合预报圆,确认自己所在地区是否会进入其中
  • 台风的最大风速是中心附近的数值。即使同为“非常强的台风”,远离中心处的风可能弱得多,也可能因地形而增强

美国飓风使用按 1 分钟平均风速划分的萨菲尔-辛普森等级(1〜5 级)。1 分钟平均值比 10 分钟平均值大,比较时把 10 分钟平均值乘以约 1.07(1 ÷ 0.93)。按此换算,“强台风”的下限 33m/s 相当于 1 级,“非常强的台风”的下限 44m/s 相当于 2 级,“猛烈的台风”的下限 54m/s 大约在 3 级和 4 级的分界附近。5 级(1 分钟平均 137 节以上)相当于 10 分钟平均约 65.5m/s 以上。

m/s·km/h·节·mph 的换算与心算技巧

日本的天气预报用 m/s,海上和航空天气用节(kt),国外的天气预报用 km/h 或 mph。1 节是每小时 1 海里(1,852m)的速度,1mph 是每小时 1 英里(1,609.344m)的速度。

换算乘以心算技巧例子
m/s → km/h× 3.6乘 4 再减 1 成10m/s → 36km/h
km/h → m/s÷ 3.6除以 4 再加 1 成60km/h → 约 16.7m/s
m/s → 节× 1.944约 2 倍10m/s → 约 19.4 节
节 → m/s× 0.514约一半20 节 → 约 10.3m/s
m/s → mph× 2.237乘 2 再加 1 成多10m/s → 约 22.4mph
mph → m/s× 0.447比一半稍小40mph → 约 17.9m/s
节 → km/h× 1.852乘 2 再减 1 成30 节 → 约 55.6km/h

记住几组常见对应会很方便:5m/s ≈ 18km/h ≈ 10 节,10m/s = 36km/h ≈ 19.4 节 ≈ 22mph,15m/s = 54km/h ≈ 29 节,20m/s = 72km/h ≈ 39 节,30m/s = 108km/h ≈ 58 节 ≈ 67mph。国外预报中的“风速 50km/h”约为 13.9m/s,相当于日本“稍强的风”中偏上的程度。

强风和台风来临前要做的事|按风速准备

  1. 1

    预报平均 10m/s(稍强的风)时

    准备雨衣代替雨伞,重新考虑是否骑自行车。把阳台上的轻物、花盆、晾衣杆搬进室内或固定好。

  2. 2

    预报平均 15m/s(强风)时

    非必要不外出。关上防雨窗板和卷帘门,窗边不要放东西。室外的招牌、旗帜、自行车放倒固定,或移到室内。

  3. 3

    平均 20m/s 以上(非常强的风)或台风接近时

    以不出门为前提做准备。为防停电,把手机和移动电源充满,检查手电筒、水和食物。检查屋顶和天线要等风平息后再出门。

  4. 4

    风刚减弱时

    可能会刮起反向的风,台风中心过去后的几个小时内也不要大意。不要靠近断落的电线和倾斜的招牌,向当地政府或电力公司报告。

停电时间较长时,便携式电源能让冰箱和照明运行几天,在停电用便携式电源容量的文章中有计算。伴有雷电的恶劣天气下的避险参考,整理在雷电距离的计算方法中。在风速换算·风力强度工具中输入预报风速,就能确认这种风的影响、瞬间风速的范围和自家高度的风速,可以用来决定准备到什么程度。

常见问题

风速 10m 是多强的风?
即时速 36km、约 19 节,风力 5 级(清劲风),是日本天气预报中“稍强的风”的起点。迎风行走困难,无法打伞。整棵树和电线开始摇晃,张开的伞受到约 8kgf 的力。瞬间可能夹杂 15〜30m/s 的风。
风速 15m 还能在外面走吗?
这是迎风走不动、有人会摔倒的强度(天气预报用语“强风”,风力 7 级)。招牌和铁皮开始脱落,部分屋瓦被掀起,请避免非必要的外出。
风速 20m 会发生什么?
不抓住东西站不稳,可能被飞来的物体砸伤。细树干折断,招牌坠落或被吹飞,难以用正常速度开车。1m² 的招牌受到约 30kgf 的力。
平均风速和瞬间风速有什么区别?
天气预报的风速是 10 分钟平均值,瞬间风速是 3 秒的平均值。瞬间风速可达平均风速的 1.5〜3 倍,即使平均 15m/s,瞬间也可能出现 22.5〜45m/s 的风。
风速 m/s 怎么换算成时速 km/h?
乘以 3.6(1 小时是 3,600 秒,1km 是 1,000m)。10m/s 是 36km/h,20m/s 是 72km/h。反过来把 km/h 换算成 m/s 就除以 3.6。换算成节时,把 m/s 乘以约 1.944。
风速多少以下还能打伞?
按日本气象厅的标准,风速 10m/s(稍强的风)起无法打伞。风力 6 级(10.8m/s〜)的说明也是“打伞困难”。即使平均风速更低,阵风来时伞也会被掀翻。预报平均超过 10m/s 时,建议改穿雨衣。
台风的“猛烈”是风速多少?
最大风速(10 分钟平均)54m/s(105 节)以上。44m/s 以上为“非常强”,33m/s 以上为“强”,17.2m/s 以上即为台风。换算成美国飓风等级,猛烈的台风的下限大约在 3 级和 4 级的分界附近。

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