Молекулы, вертолёты, носки, парапланы... Апчём базар? У англичан ихнее слово wind ещё и метеоризм обозначает, давайте об этом тоже.
Возвращаясь к теме, следует для начала определиться, что тот ветер, который для нас интересен, это горизонтальный поток воздуха большого, порядка используемой части акватории, масштаба. Это не значит, что в отдельных частях этого масштабного потока не может быть восходящих или нисходящих отдельных струй или мелкомасштабных потоков, они, конечно, есть, но их непосредственное воздействие на парус ничтожно, если имеется в виду не какое-то кратковременное движение типа прыжка с волны, а интересует именно сравнительно длительное воздействие, сопоставимое со временем каталки.
Если перейти от лирики к физике, то ветер, как поток воздуха, представляется набором характеризующих его физических величин. Для нас из этого набора интересны две величины: вектор скорости и плотность, так как только они (в соответствии с принятыми в науке взглядами) отвечают за динамическое взаимодействие ветра с парусом. Прочие величины: давление, влажность, газовый состав, температура, или там, к примеру, средняя скорость молекул непосредственно на динамику не влияют, а токмо за счёт изменения плотности и скорости. Плотность, если скорость ветра сильно меньше скорости звука (а у нас она сильно меньше) во временных и пространственных интервалах каталки остаётся практически постоянной, поэтому её изменение может иметь значение, только когда сравниваются каталки в разных температурных условиях. Но, как следует из
подобной темы (Лёха прав), это имело бы смысл, если бы мы знали величину истинной скорости ветра. Мы же в качестве мерила скорости используем число, которое показывает нам анемометр, а для механических анемометров это всегда тем или иным образом оттарированное значение не самой скорости ветра, а динамического давления, то есть произведения квадрата скорости на плотность воздуха и ещё некоторую константу, характерную для конкретного анемометра или модели. Так что заморачиваться определением плотности воздуха имеет смысл только если анемометр не механический, без вертушки. С физикой разобрались, теперь математика.
Многие думают, что анемометр показывает скорость ветра. Наивные, они не знают нашего "правильного" определения ветра. По нашему же определению анемометр показывает не скорость ветра, а скорость потока воздуха в очень маленькой (размера крыльчатки) области пространства, имевшей место в прошедшем времени, несколько секунд или минут назад, когда мы проводили измерения. А нас обычно интересует именно скорость ветра в будущем, именно тогда, когда мы будем кататься на доске, и не несколько секунд, а десятки минут или часы, и не на берегу, где мы торчали с анемометром, а на акватории, в разных её точках. С точки зрения математики ветер, в каждый момент времени, характеризуется не единичным вектором скорости, а векторным полем скоростей, пространством, в каждой точке которого вектор скорости имеет собственное случайное значение. А поскольку моментов времени много, то ветер можно описать как процесс изменения этого пространства случайным образом - случайный процесс, изучением которых занимается специальный раздел математики - теория случайных процессов.
Случайный процесс называется стационарным, если среднестатистическая скорость, полученная осреднением по пространству (акватории) не меняется с течением времени. То есть, если ветер ровный, не усиливается (в среднем) и не ослабевает со временем. В этом гипотетическом случае можно получить объективную характеристику скорости ветра при будущей каталке, если предварительно измерить скорость ветра в разных точках акватории и найти её среднее (по акватории) значение.
Случайный процесс называется эргодическим, если вместо осреднения по акватории можно использовать осреднение по времени. Скажем, у нас нет лодки, но мы не торопимся и можем подольше измерять скорость анемометром в одной точке на берегу. Тогда, если скорость ветра эргодическая, то можно дождаться, когда средняя скорость перестанет меняться - это и будет будущая средняя скорость ветра на акватории.
Понятно, что в реальности скорость ветра это процесс и не стационарный, и не эргодический, но тот или иной способ измерения даёт нам в принципе хоть какое-то приближение к предсказанию требуемой скорости. Если ветер стабильный, установившийся, дует с моря на пологий низкий берег, , где мы его измеряем, то вдали от высоких препятствий предположения о стационарности и эргодичности вполне естественны. Берег, конечно, вносит некоторую систематическую погрешность, которую можно учесть при регулярных замерах, приняв поправку-модификатор. Если берег низкий, без препятствий с наветра, то этот же приём подходит и для ветра с берега или с других направлений. Понятно также, что практикуемый обычно способ замера: поднять на несколько секунд или даже пару минут анемометр и посмотреть не на максималку даже, а на среднюю за этот краткий интервал времени скорость позволяет прогнозировать скорость ветра только при крайне благоприятном, я б сказал, случайном стечении обстоятельств. А если дует с гористого или холмистого берега, или из-за зданий или деревьев, то число, которое показал анемометр - вообще ниачом, просто совершенно случайная величина.