Os anemômetros sônicos podem melhorar as previsões meteorológicas?

Medimos a velocidade do vento usando anemômetros há séculos, mas avanços recentes tornaram possível fornecer previsões meteorológicas mais confiáveis e precisas. Os anemômetros sônicos medem a velocidade do vento com rapidez e precisão em comparação com as versões tradicionais.
Centros de ciências atmosféricas costumam usar esses dispositivos ao realizar medições de rotina ou estudos detalhados para ajudar a fazer previsões meteorológicas precisas para diversos locais. Certas condições ambientais podem limitar as medições, mas certos ajustes podem ser feitos para superar esses problemas.
Os anemômetros surgiram no século XV e continuaram a ser aprimorados e desenvolvidos nos últimos anos. Os anemômetros tradicionais, desenvolvidos pela primeira vez em meados do século XIX, utilizam um arranjo circular de ventos ligados a um registrador de dados. Na década de 1920, passaram a ter três unidades, proporcionando uma resposta mais rápida e consistente, auxiliando na medição de rajadas de vento. Os anemômetros sônicos são agora o próximo passo na previsão do tempo, proporcionando maior precisão e resolução.
Anemômetros sônicos, desenvolvidos na década de 1970, usam ondas ultrassônicas para medir instantaneamente a velocidade do vento e determinar se as ondas sonoras que viajam entre um par de sensores estão sendo aceleradas ou desaceleradas pelo vento.
Atualmente, são amplamente comercializados e utilizados em diversas finalidades e locais. Anemômetros sônicos bidimensionais (velocidade e direção do vento) são amplamente utilizados em estações meteorológicas, navegação, turbinas eólicas, aviação e até mesmo no meio do oceano, flutuando em boias meteorológicas.
Anemômetros sônicos podem realizar medições com resolução temporal altíssima, tipicamente de 20 Hz a 100 Hz, tornando-os adequados para medições de turbulência. Velocidades e resoluções nessas faixas permitem medições mais precisas. O anemômetro sônico é um dos instrumentos meteorológicos mais novos em estações meteorológicas atualmente, sendo ainda mais importante do que o cata-vento, que mede a direção do vento.
Ao contrário das versões tradicionais, um anemômetro sônico não requer peças móveis para funcionar. Eles medem o tempo que um pulso sonoro leva para viajar entre dois sensores. O tempo é determinado pela distância entre esses sensores, onde a velocidade do som depende da temperatura, pressão e contaminantes do ar, como poluição, sal, poeira ou névoa.
Para obter informações de velocidade do ar entre sensores, cada sensor atua alternadamente como transmissor e receptor, de modo que os pulsos são transmitidos entre eles em ambas as direções.
A velocidade de voo é determinada com base no tempo de pulso em cada direção; ele captura a velocidade, a direção e o ângulo do vento em três dimensões, colocando três pares de sensores em três eixos diferentes.
O Centro de Ciências Atmosféricas tem dezesseis anemômetros sônicos, um dos quais é capaz de operar a 100 Hz, dois dos quais são capazes de operar a 50 Hz e os demais, que são capazes de operar principalmente a 20 Hz, são rápidos o suficiente para a maioria das operações.
Dois instrumentos são equipados com aquecimento anticongelante para uso em condições de gelo. A maioria possui entradas analógicas, permitindo adicionar sensores adicionais, como temperatura, umidade, pressão e gases traço.
Anemômetros sônicos foram usados em projetos como o NABMLEX para medir a velocidade do vento em diferentes alturas, e o Cityflux fez diferentes medições em diferentes partes da cidade.
A equipe do projeto CityFlux, que estuda a poluição do ar urbano, afirmou: “A essência do CityFlux é estudar ambos os problemas simultaneamente, medindo a velocidade com que ventos fortes removem partículas de uma rede de 'cânions' urbanos. O ar acima deles é onde vivemos e respiramos. Um lugar que pode ser levado pelo vento.”

Os anemômetros sônicos são o mais recente grande avanço na medição da velocidade do vento, melhorando a precisão das previsões meteorológicas e sendo imunes a condições adversas, como chuvas fortes, que podem causar problemas com instrumentos tradicionais.

Dados mais precisos sobre a velocidade do vento nos ajudam a entender as condições climáticas futuras e a nos preparar para a vida diária e o trabalho.