האם מדי רוח קוליים יכולים לשפר את תחזיות מזג האוויר?

אנו מודדים את מהירות הרוח באמצעות אנמומטרים כבר מאות שנים, אך ההתקדמות האחרונה אפשרה לספק תחזיות מזג אוויר אמינות ומדויקות יותר. אנמומטרים קוליים מודדים את מהירות הרוח במהירות ובדייקנות בהשוואה לגרסאות מסורתיות.
מרכזים למדע אטמוספרי משתמשים לעתים קרובות במכשירים אלה בעת ביצוע מדידות שגרתיות או מחקרים מפורטים כדי לסייע ביצירת תחזיות מזג אוויר מדויקות עבור מיקומים שונים. תנאי סביבה מסוימים עשויים להגביל את המדידות, אך ניתן לבצע התאמות מסוימות כדי להתגבר על בעיות אלה.
אנמומטרים הופיעו במאה ה-15 והמשיכו להשתפר ולהתפתח בשנים האחרונות. אנמומטרים מסורתיים, שפותחו לראשונה באמצע המאה ה-19, משתמשים בסידור מעגלי של כוסות רוח המחוברות לאוגר נתונים. בשנות ה-20 של המאה ה-20 הם הפכו לשלושה, מה שמספק תגובה מהירה ועקבית יותר המסייעת במדידת משבי רוח. אנמומטרים קוליים הם כיום הצעד הבא בתחזית מזג האוויר, ומספקים דיוק ורזולוציה גבוהים יותר.
מדי רוח קוליים, שפותחו בשנות ה-70, משתמשים בגלי קול כדי למדוד באופן מיידי את מהירות הרוח ולקבוע האם גלי קול הנעים בין זוג חיישנים מואצים או מואטים על ידי הרוח.
כיום הם נמצאים בשימוש נרחב במסחר ובשימוש במגוון מטרות ומקומות. מדי רוח קוליים דו-ממדיים (מהירות וכיוון רוח) נמצאים בשימוש נרחב בתחנות מזג אוויר, ספנות, טורבינות רוח, תעופה ואפילו בלב האוקיינוס, צפים על מצופי מזג אוויר.
אנמומטרים קוליים יכולים לבצע מדידות ברזולוציית זמן גבוהה מאוד, בדרך כלל מ-20 הרץ עד 100 הרץ, מה שהופך אותם למתאימים היטב למדידות טורבולנציה. מהירויות ורזולוציות בטווחים אלה מאפשרות מדידות מדויקות יותר. אנמומטר הקולי הוא אחד המכשירים המטאורולוגיים החדשים ביותר בתחנות מזג אוויר כיום, והוא חשוב אף יותר משבשבת הרוח, המודדת את כיוון הרוח.
בניגוד לגרסאות מסורתיות, מד רוח קולי אינו דורש חלקים נעים כדי לפעול. הוא מודד את הזמן שלוקח לפעימה קולית לנוע בין שני חיישנים. הזמן נקבע על ידי המרחק בין חיישנים אלה, כאשר מהירות הקול תלויה בטמפרטורה, בלחץ ובזיהומי אוויר כגון זיהום, מלח, אבק או ערפל באוויר.
כדי לקבל מידע על מהירות האוויר בין חיישנים, כל חיישן פועל לסירוגין כמשדר וכמקלט, כך שפולסים משודרים ביניהם בשני הכיוונים.
מהירות הטיסה נקבעת על סמך זמן הפעימה בכל כיוון; היא לוכדת את מהירות הרוח, כיוון הרוח והזווית בתלת מימד על ידי הצבת שלושה זוגות חיישנים על שלושה צירים שונים.
במרכז למדעי האטמוספירה יש שש עשרה אנמומטרים קוליים, אחד מהם מסוגל לפעול בתדר של 100 הרץ, שניים מהם מסוגלים לפעול בתדר של 50 הרץ, והשאר, שברובם מסוגלים לפעול בתדר של 20 הרץ, מהירים מספיק עבור רוב הפעולות.
שני מכשירים מצוידים בחימום נגד קרח לשימוש בתנאי קרח. לרובם יש כניסות אנלוגיות, המאפשרות להוסיף חיישנים נוספים כגון טמפרטורה, לחות, לחץ וגזים זעירים.
אנמומטרים קוליים שימשו בפרויקטים כמו NABMLEX למדידת מהירויות רוח בגבהים שונים, ו-Cityflux ביצעה מדידות שונות בחלקים שונים של העיר.
צוות הפרויקט של CityFlux, החוקר את זיהום האוויר העירוני, אמר: "מהותו של CityFlux היא לחקור את שתי הבעיות בו זמנית על ידי מדידת המהירות שבה רוחות חזקות מסירות חלקיקים מרשת של 'קניונים' ברחובות העיר. האוויר שמעליהן הוא המקום שבו אנו חיים ונושמים. מקום שהרוח יכולה לעוף ממנו."

מדי רוח קוליים הם הפיתוח המרכזי האחרון במדידת מהירות הרוח, משפרים את דיוק תחזיות מזג האוויר ועמידים בפני תנאים קשים כמו גשם כבד שעלולים לגרום לבעיות עם מכשירים מסורתיים.

נתוני מהירות רוח מדויקים יותר עוזרים לנו להבין את תנאי מזג האוויר הקרובים ולהתכונן לחיי היומיום ולעבודה.