Μετράμε την ταχύτητα του ανέμου χρησιμοποιώντας ανεμόμετρα εδώ και αιώνες, αλλά οι πρόσφατες εξελίξεις έχουν καταστήσει δυνατή την παροχή πιο αξιόπιστων και ακριβών μετεωρολογικών προβλέψεων. Τα ηχητικά ανεμόμετρα μετρούν την ταχύτητα του ανέμου γρήγορα και με ακρίβεια σε σύγκριση με τις παραδοσιακές εκδόσεις.
Τα κέντρα ατμοσφαιρικών επιστημών χρησιμοποιούν συχνά αυτές τις συσκευές κατά τη διεξαγωγή ρουτίνας μετρήσεων ή λεπτομερών μελετών για να βοηθήσουν στην ακριβή πρόβλεψη καιρού για διάφορες τοποθεσίες. Ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες ενδέχεται να περιορίσουν τις μετρήσεις, αλλά μπορούν να γίνουν ορισμένες προσαρμογές για την αντιμετώπιση αυτών των προβλημάτων.
Τα ανεμόμετρα εμφανίστηκαν τον 15ο αιώνα και συνεχίζουν να βελτιώνονται και να αναπτύσσονται τα τελευταία χρόνια. Τα παραδοσιακά ανεμόμετρα, που αναπτύχθηκαν για πρώτη φορά στα μέσα του 19ου αιώνα, χρησιμοποιούν μια κυκλική διάταξη από ανεμόμετρα που συνδέονται με ένα καταγραφικό δεδομένων. Τη δεκαετία του 1920, έγιναν τρία, παρέχοντας μια ταχύτερη και πιο συνεπή απόκριση που βοηθά στη μέτρηση των ριπών ανέμου. Τα ηχητικά ανεμόμετρα αποτελούν πλέον το επόμενο βήμα στην πρόγνωση του καιρού, παρέχοντας μεγαλύτερη ακρίβεια και ανάλυση.
Τα ηχητικά ανεμόμετρα, που αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του 1970, χρησιμοποιούν υπερηχητικά κύματα για να μετρήσουν άμεσα την ταχύτητα του ανέμου και να προσδιορίσουν εάν τα ηχητικά κύματα που ταξιδεύουν μεταξύ ενός ζεύγους αισθητήρων επιταχύνονται ή επιβραδύνονται από τον άνεμο.
Πλέον, εμπορευματοποιούνται ευρέως και χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία σκοπών και τοποθεσιών. Τα δισδιάστατα (ταχύτητα και κατεύθυνση ανέμου) ηχητικά ανεμόμετρα χρησιμοποιούνται ευρέως σε μετεωρολογικούς σταθμούς, ναυτιλία, ανεμογεννήτριες, αεροπορία, ακόμη και στη μέση του ωκεανού, επιπλέοντας σε μετεωρολογικούς σημαδούρες.
Τα ηχητικά ανεμόμετρα μπορούν να πραγματοποιούν μετρήσεις με πολύ υψηλή χρονική ανάλυση, συνήθως από 20 Hz έως 100 Hz, γεγονός που τα καθιστά ιδανικά για μετρήσεις αναταράξεων. Οι ταχύτητες και οι αναλύσεις σε αυτά τα εύρη επιτρέπουν πιο ακριβείς μετρήσεις. Το ηχητικό ανεμόμετρο είναι ένα από τα νεότερα μετεωρολογικά όργανα στους μετεωρολογικούς σταθμούς σήμερα και είναι ακόμη πιο σημαντικό από τον ανεμοδείκτη, ο οποίος μετρά την κατεύθυνση του ανέμου.
Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές εκδόσεις, ένα ηχητικό ανεμόμετρο δεν απαιτεί κινούμενα μέρη για να λειτουργήσει. Μετράει τον χρόνο που χρειάζεται ένας ηχητικός παλμός για να ταξιδέψει μεταξύ δύο αισθητήρων. Ο χρόνος καθορίζεται από την απόσταση μεταξύ αυτών των αισθητήρων, όπου η ταχύτητα του ήχου εξαρτάται από τη θερμοκρασία, την πίεση και τους ατμοσφαιρικούς ρύπους, όπως η ρύπανση, το αλάτι, η σκόνη ή η ομίχλη στον αέρα.
Για να ληφθούν πληροφορίες ταχύτητας αέρα μεταξύ αισθητήρων, κάθε αισθητήρας λειτουργεί εναλλάξ ως πομπός και δέκτης, έτσι ώστε οι παλμοί να μεταδίδονται μεταξύ τους και προς τις δύο κατευθύνσεις.
Η ταχύτητα πτήσης καθορίζεται με βάση τον χρόνο παλμού σε κάθε κατεύθυνση· καταγράφει τρισδιάστατη ταχύτητα, κατεύθυνση και γωνία ανέμου τοποθετώντας τρία ζεύγη αισθητήρων σε τρεις διαφορετικούς άξονες.
Το Κέντρο Ατμοσφαιρικών Επιστημών διαθέτει δεκαέξι ηχητικά ανεμόμετρα, ένα εκ των οποίων είναι ικανό να λειτουργεί στα 100 Hz, δύο εκ των οποίων είναι ικανά να λειτουργούν στα 50 Hz, και τα υπόλοιπα, τα οποία είναι ως επί το πλείστον ικανά να λειτουργούν στα 20 Hz, είναι αρκετά γρήγορα για τις περισσότερες λειτουργίες.
Δύο όργανα είναι εξοπλισμένα με αντιπαγωτική θέρμανση για χρήση σε συνθήκες πάγου. Τα περισσότερα διαθέτουν αναλογικές εισόδους, επιτρέποντάς σας να προσθέσετε επιπλέον αισθητήρες όπως θερμοκρασία, υγρασία, πίεση και ίχνη αερίων.
Τα ηχητικά ανεμόμετρα έχουν χρησιμοποιηθεί σε έργα όπως το NABMLEX για τη μέτρηση των ταχυτήτων του ανέμου σε διαφορετικά ύψη, και το Cityflux έχει λάβει διαφορετικές μετρήσεις σε διαφορετικά μέρη της πόλης.
Η ομάδα του έργου CityFlux, η οποία μελετά την ατμοσφαιρική ρύπανση στις αστικές περιοχές, δήλωσε: «Η ουσία του CityFlux είναι να μελετήσει και τα δύο προβλήματα ταυτόχρονα, μετρώντας πόσο γρήγορα οι ισχυροί άνεμοι απομακρύνουν τα σωματίδια από ένα δίκτυο «φαραγγιών» των δρόμων της πόλης. Ο αέρας από πάνω τους είναι το μέρος όπου ζούμε και αναπνέουμε. Ένα μέρος που μπορεί να παρασυρθεί από τον άνεμο».
Τα ηχητικά ανεμόμετρα αποτελούν την τελευταία σημαντική εξέλιξη στη μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου, βελτιώνοντας την ακρίβεια των μετεωρολογικών προβλέψεων και όντας ανθεκτικά σε δυσμενείς συνθήκες, όπως η έντονη βροχόπτωση, που μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα με τα παραδοσιακά όργανα.
Τα ακριβέστερα δεδομένα για την ταχύτητα του ανέμου μας βοηθούν να κατανοήσουμε τις επερχόμενες καιρικές συνθήκες και να προετοιμαστούμε για την καθημερινή ζωή και εργασία.
Ώρα δημοσίευσης: 13 Μαΐου 2024