25.05.2020 od Holger Wille

Strom deformovaný větrem
  • Silný vítr může ohrozit lidi a materiál. Potenciální rozsah poškození závisí nejen na maximální rychlosti větru, ale také na době trvání a tím i na větrem přepravované energii.
  • Z tohoto důvodu (a kvůli rozdílům v systému měření) používají meteorologové velikost nárazu místo maximální vrcholové rychlosti.
  • V tomto článku si přečtete, co může dokázat poryv větru, jak je definován a jak můžete nyní spolehlivě a bez dodatečného příslušenství měřit poryvy s Lufft Ventus a Lufft V200A.

Haiyan, Katrina, Kyrill, Nargis - dokonce o několik let později se v našich myslích a v zasažených oblastech ozývají tato jména bouří někdy i desetiletí. Hurikány mohou způsobit ničivé škody a vyžádat si tisíce životů. Zda se jim říká tajfun, orkán, hurikán nebo cyklon, je pouze regionální terminologie.

Navíc, kromě tlaku vzduchu a průměru je důležitým parametrem, který meteorologové používají k popisu hurikánu, je rychlost větru. Všechny zmíněné bouře přinášely zprávy s čísly přes 200 kilometrů za hodinu, Typhoon Haiyan dokonce dosáhl 315 km/h. Zde je přehled bouří, jejich rozměrů a následků.

Bouře, jejich rozměry a účinky. Zdroj: Wikipedia
Bouře, jejich rozměry a následky. Zdroj: Wikipedia

Různé metody měření

Nyní je měření rychlosti větru vlastní vědou. Údaje o rychlosti se vztahují k průměrným hodnotám za jednu minutu. V důsledku toho vítr dosáhl ještě vyšších rychlostí na svém vrcholu. Avšak z několika důvodů nemá smysl ukazovat maximální hodnotu, povědomě nejsilnější poryv větru.

Na jedné straně, velmi krátké poryvy větru nesou málo energie, a tedy nízký potenciál způsobit poškození. Čím déle vítr fouká, tím větší je energie, která se přenáší na všechno, co se mu dostane do cesty. Na druhé straně různé metody měření reagují na poryv větru s různými silami nebo při různých rychlostech. Analogové anemometry (anemometry jsou větroměry) vyžadují například kvůli svému mechanické odporu určitý čas rozběhu. Reagují proto inertněji a nemohou komplexně detekovat velmi krátké nárazy větru. Ultrazvukové senzory jsou toho schopny a fungují bez pohyblivých částí, tzn. nemají ložiska, která by mohla být poškozena. V chladných oblastech však potřebují dostatek elektřiny pro napájení integrovaného topného systém, aby se zabránilo námraze. V zásadě jsou anemometry kategorizovány podle čtyř měřicích principů:

  • Mechanické anemometry (pohárkový anemometr, oběžný anemometr)
  • Ultrazvukové anemometry
  • Tepelné anemometry
  • Anemometry dynamického tlaku

Důležitý parametr měření: nárazy větru

Mimo silné hurikány používají meteorologové parametr měření “náraz větru”. Namísto průměrování rychlosti větru za celou minutu nebo dokonce deset minut zvažují kratší větrné impulzy od 3 do 20 sekund. Měřicí přístroje proto vždy uvádějí průměrnou hodnotu všech hodnot zaznamenaných za poslední 3 až 20 sekund. Meteorologové tak získají hodnotu, která je jednak informativní, než velmi krátký poryv větru, a druhotně umožňuje lepší srovnání různých metod měření. Následující obrázek ukazuje rozdíl mezi maximální naměřenou hodnotou a hodnotou nárazu větru v průměru za 3 sekundy, tj. Silou nárazu větru.

Rozdíl mezi maximální naměřenou hodnotou nárazu větru a hodnotou zprůměrovanou za 3 sekundy
Rozdíl mezi maximální naměřenou hodnotou nárazu větru a hodnotou zprůměrovanou za 3 sekundy

Pro technické vymezení větrného nárazu existují různé specifikace. Časté doporučení meteorologických služeb a Světové meteorologické organizace WMO uvádí:

  • Klouzavý průměr za poslední 3 sekundy
  • Indikace nejvyšší 3 sekundové hodnoty za interval měření 10 minut

Na obrázku (interval více jak 70 sekund) by tedy zařízení vydalo výstup 1,6 jako nejvyšší hodnotu, naměřené přibližně v 54 sekundě. Implementace měření nárazů větru ve Ventus a V200A

Abyste mohli snadno a spolehlivě měřit nárazy větru, aktualizovali jsme naše ultrazvukové anemometry Lufft Ventus a Lufft V200A. Bez dalšího loggeru nebo počítače, zařízení s Aktualizací firmwaru verze 33 nyní vydává kromě všech známých dat také hodnoty nárazu větru. Naše senzory Ventus a V200A vypočítávají hodnotu nárazu ze všech měřených hodnot za poslední 3 sekundy a aktualizují je s frekvencí 4 Hertz, tj. Každých 250 milisekund. Poté senzor odesílá nejvyšší hodnota nárazu za interval 10 minut.