Há séculos que medimos a velocidade do vento com anemômetros, mas os avanços recentes tornaram possível fornecer previsões meteorológicas mais confiáveis e precisas. Os anemômetros sônicos medem a velocidade do vento de forma rápida e precisa em comparação com os modelos tradicionais.
Os centros de ciências atmosféricas costumam usar esses dispositivos ao realizar medições de rotina ou estudos detalhados para ajudar a fazer previsões meteorológicas precisas para diversas localidades. Certas condições ambientais podem limitar as medições, mas alguns ajustes podem ser feitos para contornar esses problemas.
Os anemômetros surgiram no século XV e continuaram a ser aprimorados e desenvolvidos nos últimos anos. Os anemômetros tradicionais, desenvolvidos inicialmente em meados do século XIX, utilizam um arranjo circular de conchas de vento conectadas a um registrador de dados. Na década de 1920, esse arranjo foi ampliado para três conchas, proporcionando uma resposta mais rápida e consistente que auxilia na medição das rajadas de vento. Os anemômetros sônicos representam o próximo passo na previsão do tempo, oferecendo maior precisão e resolução.
Os 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 para diversos fins e em vários locais. Os anemômetros sônicos bidimensionais (velocidade e direção do vento) são muito utilizados em estações meteorológicas, navios, turbinas eólicas, aviação e até mesmo em alto-mar, flutuando em bóias meteorológicas.
Os anemômetros sônicos podem realizar medições com altíssima resolução temporal, tipicamente de 20 Hz a 100 Hz, o que os torna ideais para medições de turbulência. Velocidades e resoluções nessas faixas permitem medições mais precisas. O anemômetro sônico é um dos instrumentos meteorológicos mais modernos em estações meteorológicas atualmente, sendo ainda mais importante que a biruta, que mede a direção do vento.
Ao contrário dos modelos tradicionais, um anemômetro sônico não possui partes móveis para funcionar. Ele mede o tempo que um pulso sonoro leva para viajar entre dois sensores. Esse tempo é determinado pela distância entre os sensores, sendo que a velocidade do som depende da temperatura, da pressão e de contaminantes presentes no ar, como poluição, sal, poeira ou névoa.
Para obter informações sobre a velocidade do ar entre os sensores, cada sensor atua alternadamente como transmissor e receptor, de modo que pulsos são transmitidos entre eles em ambas as direções.
A velocidade de voo é determinada com base no tempo de pulso em cada direção; o sistema captura a velocidade, a direção e o ângulo do vento em três dimensões, posicionando três pares de sensores em três eixos diferentes.
O Centro de Ciências Atmosféricas possui dezesseis anemômetros sônicos, um dos quais é capaz de operar a 100 Hz, dois são capazes de operar a 50 Hz e os restantes, que em sua maioria são capazes de operar a 20 Hz, são rápidos o suficiente para a maioria das operações.
Dois instrumentos estão equipados com aquecimento anti-gelo para uso em condições de gelo. A maioria possui entradas analógicas, permitindo a adição de sensores adicionais, como temperatura, umidade, pressão e gases traço.
Anemômetros sônicos têm sido usados em projetos como o NABMLEX para medir a velocidade do vento em diferentes alturas, e o Cityflux realizou diversas 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 rapidez com que ventos fortes removem partículas de uma rede de 'cânions' de ruas da cidade. O ar acima deles é onde vivemos e respiramos. Um lugar que pode ser levado pelo vento.”
Os anemômetros sônicos representam o mais recente 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 em instrumentos tradicionais.
Dados mais precisos sobre a velocidade do vento nos ajudam a entender as condições climáticas futuras e a nos prepararmos para o dia a dia e para o trabalho.
Data da publicação: 13 de maio de 2024