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風は有益であり、損傷を与えます。嵐の最も危険な部分は、木々を吹き飛ばしたり、家の屋根を取り除いたり、海でボートを打ち上げたりする強風です。一方、風は多くの再生可能エネルギープロジェクトの重要な部分であり、セーリングやカイトの飛行に必要です。スマートフォンアプリを含むさまざまな気象計器は、音、光、風そのものの機械的な力で風速を測定します。
風速計
風速計は、風速の測定に使用される最も単純な気象ツールの1つです。風向を確立するものもあります。基本的な風速計は、風車または風向計に似ています。それは風をキャッチするためにブレードの端にカップを持つプロペラで構成されています。空気がプロペラを回転させる速度が風速を決定します。熱線風速計は、風に吹かれた線を一定の標準温度に加熱するのに必要な電力を測定することにより、風速の非常に小さな変化を判断します。
ドップラーレーダー
科学者は、嵐の風速と方向を測定するために1960年代にドップラーレーダーを開発しました。この開発の前は、嵐の内部で何が起こっていたかを知ることは非常に困難でした。ドップラーレーダーは、風雨などの移動物体の速度と方向を測定することにより、気象研究に革命をもたらしました。これは、物体に向かって移動または跳ね返るレーダー波の変化を測定することにより行われます。レーダーはマイクロ波をターゲット領域に向けて送信し、マイクロ波放射デバイスに戻るときに波がどのように変化したかを測定します。
レーザーベースのLIDAR
光の検出と測距はドップラーレーダーのように動作しますが、マイクロ波のビームの代わりにレーザービームが使用されます。レーダーとは異なり、LIDARは地面に近い風速を測定し、地表にある建物や樹木に対する風の影響を分析します。 LIDARは、レーザー光の一部が自然に発生する空気中の液体の液滴からエミッターに跳ね返る速度を分析することにより、風速を測定します。レーザー光がエミッターに戻る速度によって風速が決まります。 LIDARは多くの用途がありますが、再生可能エネルギープロジェクトの風力タービンの調整に特に役立ちます。
サウンドベースのSODAR
音波の検出と測距では、ドップラー効果を使用して風速を決定します。 LIDARと同様に、地表近くの風速を測定し、風力タービンの較正に最も一般的に使用されます。
SODARは、風が音波をどのように変化させるかを分析することにより、風力エネルギーを決定します。高度60メートルの水平音波と、地表面から放射されるほぼ垂直な2つの波を使用して風速を判断するため、高度60メートル未満の風の状態をより正確に判断できます。