Yüzyıllardır rüzgar hızını anemometrelerle ölçüyoruz, ancak son gelişmeler daha güvenilir ve doğru hava tahminleri yapmayı mümkün kıldı. Sonik anemometreler, geleneksel versiyonlara kıyasla rüzgar hızını hızlı ve doğru bir şekilde ölçer.
Atmosfer bilim merkezleri, çeşitli bölgeler için doğru hava tahminleri yapmaya yardımcı olmak amacıyla rutin ölçümler veya ayrıntılı çalışmalar yürütürken sıklıkla bu cihazları kullanırlar. Bazı çevresel koşullar ölçümleri sınırlayabilir, ancak bu sorunların üstesinden gelmek için bazı ayarlamalar yapılabilir.
Anemometreler 15. yüzyılda ortaya çıkmış ve son yıllarda geliştirilmeye ve iyileştirilmeye devam etmiştir. İlk olarak 19. yüzyılın ortalarında geliştirilen geleneksel anemometreler, veri kaydediciye bağlı dairesel bir rüzgar kabı düzeni kullanır. 1920'lerde üç kap kullanılarak daha hızlı ve tutarlı bir yanıt elde edilmiş ve rüzgar şiddetinin ölçülmesine yardımcı olunmuştur. Ses dalgalarını ölçen anemometreler ise hava tahmininde bir sonraki adımı oluşturarak daha yüksek doğruluk ve çözünürlük sağlamaktadır.
1970'lerde geliştirilen sonik anemometreler, ultrasonik dalgalar kullanarak rüzgar hızını anında ölçer ve bir çift sensör arasında hareket eden ses dalgalarının rüzgar tarafından hızlandırılıp hızlandırılmadığını belirler.
Günümüzde yaygın olarak ticarileştirilmiş ve çeşitli amaçlar ve yerlerde kullanılmaktadırlar. İki boyutlu (rüzgar hızı ve yönü) sonik anemometreler, hava istasyonlarında, gemilerde, rüzgar türbinlerinde, havacılıkta ve hatta okyanusun ortasında, hava şamandıraları üzerinde yüzerken yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ses dalgalı anemometreler, tipik olarak 20 Hz ile 100 Hz arasında çok yüksek zaman çözünürlüğüyle ölçüm yapabilirler; bu da onları türbülans ölçümleri için oldukça uygun hale getirir. Bu aralıklardaki hızlar ve çözünürlükler, daha doğru ölçümler yapılmasını sağlar. Ses dalgalı anemometre, günümüz hava istasyonlarında kullanılan en yeni meteorolojik aletlerden biridir ve rüzgar yönünü ölçen rüzgar gülü aletinden bile daha önemlidir.
Geleneksel versiyonlardan farklı olarak, sonik anemometrelerin çalışması için hareketli parçalara ihtiyaç duyulmaz. Ses darbesinin iki sensör arasında kat etmesi için geçen süreyi ölçerler. Süre, bu sensörler arasındaki mesafeye bağlıdır; sesin hızı ise sıcaklık, basınç ve havadaki kirlilik, tuz, toz veya sis gibi hava kirleticilerine bağlıdır.
Sensörler arasında hava hızı bilgisi elde etmek için, her sensör sırayla verici ve alıcı görevi görür, böylece aralarında her iki yönde de darbeler iletilir.
Uçuş hızı, her yöndeki darbe süresine göre belirlenir; üç farklı eksene üç çift sensör yerleştirerek üç boyutlu rüzgar hızını, yönünü ve açısını yakalar.
Atmosfer Bilimleri Merkezi'nde on altı adet sonik anemometre bulunmaktadır; bunlardan biri 100 Hz'de, ikisi 50 Hz'de çalışabilmekte, geri kalanlar ise çoğunlukla 20 Hz'de çalışabilmekte olup çoğu işlem için yeterince hızlıdır.
İki cihaz, buzlu koşullarda kullanım için buzlanmayı önleyici ısıtma sistemiyle donatılmıştır. Çoğunda analog girişler bulunur ve bu sayede sıcaklık, nem, basınç ve eser gazlar gibi ek sensörler ekleyebilirsiniz.
NABMLEX gibi projelerde farklı yüksekliklerdeki rüzgar hızlarını ölçmek için sonik anemometreler kullanılmış ve Cityflux da şehrin farklı bölgelerinde farklı ölçümler yapmıştır.
Şehir hava kirliliğini inceleyen CityFlux proje ekibi şunları söyledi: “CityFlux'un özü, güçlü rüzgarların şehir sokaklarındaki 'kanyonlar' ağından partikül maddeleri ne kadar hızlı uzaklaştırdığını ölçerek her iki sorunu da eş zamanlı olarak incelemektir. Bu kanyonların üzerindeki hava, yaşadığımız ve nefes aldığımız yerdir. Rüzgar tarafından savrulabilecek bir yer.”
Ses dalgalı anemometreler, rüzgar hızı ölçümünde en son önemli gelişmedir; hava tahminlerinin doğruluğunu artırır ve geleneksel aletlerde sorunlara yol açabilen şiddetli yağmur gibi olumsuz koşullardan etkilenmezler.
Daha doğru rüzgar hızı verileri, yaklaşan hava koşullarını anlamamıza ve günlük yaşamımıza ve işimize hazırlanmamıza yardımcı olur.
Yayın tarihi: 13 Mayıs 2024