Hitrost vetra merimo z anemometrom že stoletja, vendar je nedavni napredek omogočil zanesljivejše in natančnejše vremenske napovedi. Zvočni anemometre merijo hitrost vetra hitro in natančno v primerjavi s tradicionalnimi različicami.
Centri za atmosferske znanosti pogosto uporabljajo te naprave pri izvajanju rutinskih meritev ali podrobnih študij, da bi lažje pripravili natančne vremenske napovedi za različne lokacije. Določeni okoljski pogoji lahko omejijo meritve, vendar je mogoče z določenimi prilagoditvami premagati te težave.
Anemometri so se pojavili v 15. stoletju in so se v zadnjih letih nenehno izboljševali in razvijali. Tradicionalni anemometri, prvič razviti sredi 19. stoletja, uporabljajo krožno razporeditev vetrnih skodelic, povezanih z zapisovalnikom podatkov. V dvajsetih letih 20. stoletja so jih postali trije, kar zagotavlja hitrejši in doslednejši odziv, ki pomaga pri merjenju sunkov vetra. Zvočni anemometri so zdaj naslednji korak v napovedovanju vremena, saj zagotavljajo večjo natančnost in ločljivost.
Zvočni anemometri, razviti v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, uporabljajo ultrazvočne valove za takojšnje merjenje hitrosti vetra in ugotavljanje, ali veter pospešuje ali upočasnjuje zvočne valove, ki potujejo med parom senzorjev.
Zdaj so široko komercializirani in se uporabljajo v različne namene in na različnih lokacijah. Dvodimenzionalni (hitrost in smer vetra) zvočni anemometri se pogosto uporabljajo v vremenskih postajah, ladijskem prometu, vetrnih turbinah, letalstvu in celo sredi oceana, kjer plavajo na vremenskih bojah.
Zvočni anemometri lahko izvajajo meritve z zelo visoko časovno ločljivostjo, običajno od 20 Hz do 100 Hz, zaradi česar so zelo primerni za meritve turbulence. Hitrosti in ločljivosti v teh območjih omogočajo natančnejše meritve. Zvočni anemometer je eden najnovejših meteoroloških instrumentov v današnjih vremenskih postajah in je celo pomembnejši od vetrnice, ki meri smer vetra.
Za razliko od tradicionalnih različic zvočni anemometer za delovanje ne potrebuje gibljivih delov. Meri čas, ki ga zvočni impulz potrebuje za potovanje med dvema senzorjema. Čas je določen z razdaljo med tema senzorjema, hitrost zvoka pa je odvisna od temperature, tlaka in onesnaževalcev zraka, kot so onesnaženje, sol, prah ali meglica v zraku.
Za pridobivanje informacij o hitrosti zraka med senzorji vsak senzor izmenično deluje kot oddajnik in sprejemnik, zato se impulzi prenašajo med njima v obe smeri.
Hitrost leta se določi na podlagi časa impulza v vsaki smeri; zajame tridimenzionalno hitrost, smer in kot vetra z namestitvijo treh parov senzorjev na tri različne osi.
Center za atmosferske znanosti ima šestnajst zvočnih anemometrov, od katerih je eden sposoben delovati pri 100 Hz, dva pri 50 Hz, ostali, ki večinoma delujejo pri 20 Hz, pa so dovolj hitri za večino operacij.
Dva instrumenta sta opremljena z ogrevanjem proti zaledenitve za uporabo v ledenih razmerah. Večina ima analogne vhode, ki omogočajo dodajanje dodatnih senzorjev, kot so temperatura, vlažnost, tlak in sledovi plinov.
Zvočni anemometri so bili uporabljeni v projektih, kot je NABMLEX, za merjenje hitrosti vetra na različnih višinah, Cityflux pa je opravil različne meritve v različnih delih mesta.
Projektna ekipa CityFlux, ki preučuje onesnaženost zraka v mestih, je dejala: »Bistvo CityFluxa je sočasna preučitev obeh problemov z merjenjem, kako hitro močan veter odstranjuje delce iz mreže 'kanjonov' mestnih ulic. Zrak nad njimi je kraj, kjer živimo in dihamo. Kraj, ki ga lahko odpihne veter.«
Zvočni anemometri so najnovejši pomemben razvoj pri merjenju hitrosti vetra, saj izboljšujejo natančnost vremenskih napovedi in so odporni na neugodne razmere, kot je močno deževje, ki lahko povzroči težave s tradicionalnimi instrumenti.
Natančnejši podatki o hitrosti vetra nam pomagajo razumeti prihajajoče vremenske razmere in se pripraviti na vsakdanje življenje in delo.
Čas objave: 13. maj 2024