Περιεχόμενο
Ο άνεμος είναι τόσο ευεργετικός όσο και επιβλαβής. Τα πιο επικίνδυνα τμήματα των καταιγίδων είναι οι ισχυροί άνεμοι που μπορούν να εκραγούν τα δέντρα, να πάρουν στέγες μακριά από σπίτια ή βάρκες πλοίων στη θάλασσα. Από την άλλη πλευρά, ο άνεμος αποτελεί σημαντικό μέρος πολλών έργων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και είναι απαραίτητο για ιστιοπλοΐα ή ιπτάμενο αεροπλάνο. Μια ποικιλία εργαλείων καιρού - συμπεριλαμβανομένων των εφαρμογών smartphone - μετρά τις ταχύτητες του ανέμου με ήχο, φως και τη μηχανική δύναμη του ίδιου του ανέμου.
Ανεμόμετρο ανέμου
Τα ανεμόμετρα είναι ένα από τα απλούστερα εργαλεία καιρού που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου. Μερικοί επίσης καθορίζουν την κατεύθυνση του ανέμου. Ο βασικός ανεμόμετρος μοιάζει με ανεμόμυλο ή πτερύγιο. Αποτελείται από έλικα με κύπελλα στα άκρα των λεπίδων για να πιάσει τον άνεμο. Η ταχύτητα που ο αέρας κάνει το στροφείο του έλικα καθορίζει την ταχύτητα του ανέμου. Τα ανεμόμετρα με ζεστό σύρμα καθορίζουν πολύ μικρές μεταβολές στην ταχύτητα του ανέμου, μετρώντας πόση δύναμη απαιτείται για τη θέρμανση ενός σύρματος με ανεμογεννήτρια σε μια σταθερή, σταθερή θερμοκρασία.
Ραντάρ Doppler
Οι επιστήμονες ανέπτυξαν το ραντάρ Doppler στη δεκαετία του 1960 για να μετρήσουν την ταχύτητα και την κατεύθυνση του ανέμου στις καταιγίδες. Πριν από αυτή την εξέλιξη, ήταν πολύ δύσκολο να γνωρίζουμε τι συνέβαινε σε ένα εσωτερικό καταιγίδων. Το ραντάρ Doppler επανάσταση στη μελέτη του καιρού με τη μέτρηση της ταχύτητας και της κατεύθυνσης ενός κινούμενου αντικειμένου, όπως η βροχή με αέρα. Αυτό επιτυγχάνεται με τη μέτρηση των αλλαγών στα κύματα των ραντάρ που κινούνται προς τα εμπρός ή αναπηδούν από ένα αντικείμενο. Τα μικροκύματα του ραντάρ προς μια περιοχή στόχου και στη συνέχεια μετρά τον τρόπο με τον οποίο άλλαξαν τα κύματα καθώς επιστρέφουν προς τη συσκευή εκπομπής μικροκυμάτων.
LIDAR με βάση το λέιζερ
Η ανίχνευση και ο εντοπισμός φωτός λειτουργούν σαν ραντάρ Doppler, εκτός από τις ακτίνες λέιζερ που χρησιμοποιούνται αντί μιας ακτίνας μικροκυμάτων.Σε αντίθεση με τα ραντάρ, η LIDAR μετράει τις ταχύτητες ανέμου πιο κοντά στο έδαφος και αναλύει τις επιπτώσεις του ανέμου σε κτίρια και δέντρα, τα οποία βρίσκονται στο έδαφος. Το LIDAR μετρά την ταχύτητα του ανέμου αναλύοντας την ταχύτητα που αναβοσβήνει μερικά από το φως του λέιζερ πίσω στον εκπομπό από μικροσκοπικές μικροσκοπικές σταγόνες υγρού στον αέρα. Η ταχύτητα με την οποία επιστρέφει το φως λέιζερ στον πομπό καθορίζει την ταχύτητα του ανέμου. Αν και έχει πολλές χρήσεις, το LIDAR είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τη βαθμονόμηση ανεμογεννητριών για έργα ανανεώσιμης ενέργειας.
Σύστημα SODAR βασισμένο σε ήχο
Η ηχητική ανίχνευση και η εμβέλεια χρησιμοποιεί επίσης το φαινόμενο Doppler για τον προσδιορισμό της ταχύτητας του ανέμου. Όπως το LIDAR, μετράει τις ταχύτητες ανέμου κοντά στο έδαφος και χρησιμοποιείται συνήθως για τη βαθμονόμηση ανεμογεννητριών.
Η SODAR καθορίζει την αιολική ενέργεια αναλύοντας πώς ο άνεμος μεταβάλλει τα ηχητικά κύματα. Μπορεί με μεγαλύτερη ακρίβεια να καθορίσει τις συνθήκες ανέμου κάτω από 60 μέτρα ύψος επειδή χρησιμοποιεί ένα οριζόντιο ηχητικό κύμα σε ύψος 60 μέτρων και δύο σχεδόν κάθετα κύματα που ακτινοβολούν από την επιφάνεια του εδάφους για να καθορίσουν την ταχύτητα του ανέμου.