Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Enheder, der måler vindhastighed

Vind er både gavnlig og skadelig. De mest farlige dele af storme er de høje vinde, som kan blæse ned træer, tage tage ud af huse eller strandbåde til søs. På den anden side er vind en vigtig del af mange vedvarende energiprojekter og er nødvendigt for sejlads eller flyvning af en drage. En række instrumenter - herunder smartphone apps - måler vindhastigheder med lyd, lys og vindkraftens mekaniske kraft.

Anemometer

Anemometre måler vindhastighed; nogle etablerer også vindretning. Den grundlæggende anemometer ligner en vindmølle eller vejrvane. Den består af en propel med kopper i enderne af knivene for at fange vinden. Den hastighed, som luften gør propellerspinden bestemmer vindhastigheden. Hot-wire anemometre bestemmer meget små ændringer i vindhastigheden ved at måle, hvor meget strøm der kræves for at opvarme en vindblæst wire til en konstant, standard temperatur.

Doppler Radar

Forskere udviklede Doppler radar i 1960'erne for at måle vindhastighed og retning i storme. Før denne udvikling var det meget svært at vide, hvad der skete i en storms interiør. Dopplerradar revolutionerede studiet af vejr ved at måle hastigheden og retningen af ​​et bevægeligt objekt som vindblæst regn. Det gør det ved at måle ændringer i radarbølger, der bevæger sig mod eller hopper ud af en genstand. Radar sender mikrobølger mod et målområde og måler derefter, hvordan bølgerne er blevet ændret, da de vender tilbage til den mikrobølgeudsendende enhed.

LIDAR

Lysdetektering og spænding virker som Doppler radar, undtagen laser bjælker bruges i stedet for en stråle af mikrobølger. I modsætning til radar måler LIDAR vindhastigheder tættere på jorden og analyserer vindens påvirkning på bygninger og træer, der ligger på jorden. LIDAR måler vindhastigheden ved at analysere den hastighed, at noget af laserlyset springer tilbage til emitteren fra naturligt forekommende mikroskopiske væskedråber i luften. Den hastighed, hvormed laserlyset returneres til emitteren bestemmer vindhastigheden. Selv om det har mange anvendelser, er LIDAR særligt nyttig til kalibrering af vindmøller til vedvarende energi.

SODAR

Sonic-detektion og -interval bruger også Doppler-effekten til at bestemme vindhastigheden. Ligesom LIDAR måles det vindhastigheder tæt på jorden og bruges mest til at kalibrere vindmøller.

SODAR bestemmer vindenergi ved at analysere, hvordan vinden ændrer lydbølgerne. Det kan mere præcist bestemme vindforhold under 60 meter højde, fordi det bruger en vandret lydbølge ved 60 meter højde og to næsten lodrette bølger, der udstråler fra jordoverfladen for at bestemme vindhastigheden.

Klik for at udvide hele teksten