Mēs jau gadsimtiem ilgi esam mērījuši vēja ātrumu, izmantojot anemometrus, taču jaunākie sasniegumi ir ļāvuši sniegt uzticamākas un precīzākas laika prognozes. Skaņas anemometri mēra vēja ātrumu ātri un precīzi, salīdzinot ar tradicionālajām versijām.
Atmosfēras zinātnes centri bieži izmanto šīs ierīces, veicot regulārus mērījumus vai detalizētus pētījumus, lai palīdzētu veikt precīzas laika prognozes dažādām vietām. Daži vides apstākļi var ierobežot mērījumus, taču var veikt noteiktus pielāgojumus, lai pārvarētu šīs problēmas.
Anemometri parādījās 15. gadsimtā un pēdējos gados ir turpinājuši uzlaboti un attīstīti. Tradicionālie anemometri, kas pirmo reizi tika izstrādāti 19. gadsimta vidū, izmanto apļveida vēja kausu izkārtojumu, kas savienots ar datu reģistrētāju. 20. gadsimta 20. gados to skaits palielinājās līdz trim, nodrošinot ātrāku un konsekventāku reakciju, kas palīdz mērīt vēja brāzmas. Skaņas anemometri tagad ir nākamais solis laika prognozēšanā, nodrošinot lielāku precizitāti un izšķirtspēju.
Skaņas anemometri, kas izstrādāti 20. gs. septiņdesmitajos gados, izmanto ultraskaņas viļņus, lai uzreiz izmērītu vēja ātrumu un noteiktu, vai skaņas viļņus, kas pārvietojas starp sensoru pāri, vējš paātrina vai palēnina.
Tagad tie tiek plaši komercializēti un izmantoti dažādiem mērķiem un vietās. Divdimensiju (vēja ātrums un virziens) skaņas anemometri tiek plaši izmantoti meteoroloģiskajās stacijās, kuģniecībā, vēja turbīnās, aviācijā un pat okeāna vidū, peldot uz meteoroloģiskajām bojām.
Skaņas anemometri var veikt mērījumus ar ļoti augstu laika izšķirtspēju, parasti no 20 Hz līdz 100 Hz, padarot tos labi piemērotus turbulences mērījumiem. Ātrums un izšķirtspēja šajos diapazonos ļauj veikt precīzākus mērījumus. Skaņas anemometrs ir viens no jaunākajiem meteoroloģiskajiem instrumentiem mūsdienu meteoroloģiskajās stacijās, un tas ir vēl svarīgāks par vēja rādītāju, kas mēra vēja virzienu.
Atšķirībā no tradicionālajām versijām, skaņas anemometram darbībai nav nepieciešamas kustīgas daļas. Tie mēra laiku, kas nepieciešams skaņas impulsam, lai pārvietotos starp diviem sensoriem. Laiku nosaka attālums starp šiem sensoriem, kur skaņas ātrums ir atkarīgs no temperatūras, spiediena un gaisa piesārņotājiem, piemēram, piesārņojuma, sāls, putekļiem vai miglas gaisā.
Lai iegūtu informāciju par gaisa ātrumu starp sensoriem, katrs sensors pārmaiņus darbojas kā raidītājs un uztvērējs, tāpēc impulsi tiek pārraidīti starp tiem abos virzienos.
Lidojuma ātrums tiek noteikts, pamatojoties uz impulsa laiku katrā virzienā; tas uztver trīsdimensiju vēja ātrumu, virzienu un leņķi, novietojot trīs sensoru pārus uz trim dažādām asīm.
Atmosfēras zinātņu centrā ir sešpadsmit skaņas anemometri, no kuriem viens spēj darboties ar 100 Hz frekvenci, divi spēj darboties ar 50 Hz frekvenci, bet pārējie, kas lielākoties spēj darboties ar 20 Hz frekvenci, ir pietiekami ātri lielākajai daļai darbību.
Divas ierīces ir aprīkotas ar pretapledošanas apsildi lietošanai apledojuma apstākļos. Lielākajai daļai ir analogās ieejas, kas ļauj pievienot papildu sensorus, piemēram, temperatūras, mitruma, spiediena un mikrogāzu sensorus.
Skaņas anemometri ir izmantoti tādos projektos kā NABMLEX, lai mērītu vēja ātrumu dažādos augstumos, un Cityflux ir veicis dažādus mērījumus dažādās pilsētas daļās.
CityFlux projekta komanda, kas pēta pilsētu gaisa piesārņojumu, sacīja: “CityFlux būtība ir vienlaikus pētīt abas problēmas, mērot, cik ātri spēcīgs vējš izvada cietās daļiņas no pilsētas ielu “kanjonu” tīkla. Gaiss virs tiem ir vieta, kur mēs dzīvojam un elpojam. Vieta, ko vējš var aizpūst.”
Skaņas anemometri ir jaunākais nozīmīgais sasniegums vēja ātruma mērīšanā, kas uzlabo laika prognožu precizitāti un ir imūni pret nelabvēlīgiem apstākļiem, piemēram, spēcīgu lietu, kas var radīt problēmas ar tradicionālajiem instrumentiem.
Precīzāki vēja ātruma dati palīdz mums izprast gaidāmos laikapstākļus un sagatavoties ikdienas dzīvei un darbam.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 13. maijs