Ми вимірюємо швидкість вітру за допомогою анемометрів протягом століть, але останні досягнення дозволили надавати більш надійні та точні прогнози погоди. Звукові анемометри вимірюють швидкість вітру швидко та точно порівняно з традиційними версіями.
Центри атмосферних наук часто використовують ці прилади під час проведення рутинних вимірювань або детальних досліджень, щоб допомогти скласти точні прогнози погоди для різних місць. Певні умови навколишнього середовища можуть обмежувати вимірювання, але можна внести певні корективи, щоб подолати ці проблеми.
Анемометри з'явилися в 15 столітті та продовжують удосконалюватися та розвиватися в останні роки. Традиційні анемометри, вперше розроблені в середині 19 століття, використовують кругове розташування вітрових чашок, підключених до реєстратора даних. У 1920-х роках їх стало три, що забезпечує швидшу та стабільнішу реакцію, яка допомагає вимірювати пориви вітру. Звукові анемометри зараз є наступним кроком у прогнозуванні погоди, забезпечуючи більшу точність та роздільну здатність.
Звукові анемометри, розроблені в 1970-х роках, використовують ультразвукові хвилі для миттєвого вимірювання швидкості вітру та визначення того, чи прискорюються чи сповільнюються вітром звукові хвилі, що поширюються між парою датчиків.
Зараз вони широко комерціалізовані та використовуються в різних цілях та місцях. Двовимірні (швидкість та напрямок вітру) звукові анемометри широко використовуються на метеостанціях, у судноплавстві, вітрових турбінах, авіації та навіть посеред океану, плаваючи на метеорологічних буях.
Звукові анемометри можуть виконувати вимірювання з дуже високою часовою роздільною здатністю, зазвичай від 20 Гц до 100 Гц, що робить їх добре придатними для вимірювання турбулентності. Швидкості та роздільна здатність у цих діапазонах дозволяють виконувати точніші вимірювання. Звуковий анемометр є одним із найновіших метеорологічних приладів, що використовуються на сучасних метеостанціях, і навіть важливіший за флюгер, який вимірює напрямок вітру.
На відміну від традиційних версій, звуковий анемометр не потребує рухомих частин для роботи. Він вимірює час, необхідний для поширення звукового імпульсу між двома датчиками. Час визначається відстанню між цими датчиками, де швидкість звуку залежить від температури, тиску та забруднень повітря, таких як забруднення, сіль, пил або туман у повітрі.
Для отримання інформації про швидкість руху між датчиками кожен датчик по черзі діє як передавач і приймач, тому імпульси передаються між ними в обох напрямках.
Швидкість польоту визначається на основі часу імпульсу в кожному напрямку; система фіксує тривимірну швидкість, напрямок та кут вітру, розміщуючи три пари датчиків на трьох різних осях.
Центр атмосферних наук має шістнадцять звукових анемометрів, один з яких здатний працювати на частоті 100 Гц, два — на частоті 50 Гц, а решта, які здебільшого здатні працювати на частоті 20 Гц, достатньо швидкі для більшості операцій.
Два прилади оснащені системою підігріву проти обмерзання для використання в умовах ожеледиці. Більшість з них мають аналогові входи, що дозволяє додавати додаткові датчики, такі як температури, вологості, тиску та мікроелементів.
Звукові анемометри використовувалися в таких проектах, як NABMLEX, для вимірювання швидкості вітру на різній висоті, а Cityflux проводив різні вимірювання в різних частинах міста.
Команда проєкту CityFlux, яка вивчає забруднення повітря в містах, сказала: «Суть CityFlux полягає у вивченні обох проблем одночасно шляхом вимірювання того, як швидко сильні вітри видаляють тверді частинки з мережі «каньйонів» міських вулиць. Повітря над ними — це місце, де ми живемо і дихаємо. Місце, яке може бути здуте вітром».
Звукові анемометри – це новітня велика розробка у вимірюванні швидкості вітру, що підвищує точність прогнозів погоди та є стійкими до несприятливих умов, таких як сильні дощі, які можуть спричинити проблеми з традиційними приладами.
Точніші дані про швидкість вітру допомагають нам зрозуміти майбутні погодні умови та підготуватися до повсякденного життя й роботи.
Час публікації: 13 травня 2024 р.