¿Qué es el viento?

En meteorología, el viento es un movimiento volumétrico direccional del aire en la atmósfera terrestre. Se mide la velocidad del viento y la dirección del viento, que se dan en las siguientes unidades:

Velocidad:

• Metro por segundo (m/s) es la unidad SI para velocidad
• Kilómetros por hora (km/h) es la unidad del sistema métrico
• Millas por hora (mph) es la unidad utilizada en los Estados Unidos y el Reino Unido

Dirección:

• Grado(°). Decisivo para la especificación de la dirección del viento es la dirección desde la cual sopla el viento. El viento del sur sopla de sur a norte (dirección del viento = 180°)

¿Cómo se mide el viento?

Dado que el viento tiene una masa, puede mover objetos, que algunos de los instrumentos de medición para medir el viento (anemómetro) toman ventaja. La velocidad del viento puede ser determinada por la velocidad de una hélice. Alternativamente, diferentes dispositivos de medición miden la velocidad del viento por el reflejo o la velocidad de las ondas (sonido, luz) (ver métodos de medición).

Los valores de velocidad por hora son promedios de intervalos de 6 a 10 minutos. Estos intervalos de 10 minutos consisten en 4 mediciones por segundo, que se agregan a 10 minutos. Las velocidades máxima y mínima se derivan de intervalos de 3 segundos que consisten en 12 mediciones individuales.

La dirección puede determinarse, por ejemplo, mediante una veleta de viento, que emite un valor medido cada segundo. Estos también se promedian durante 10 minutos y luego se agregan a valores por hora.

¿Cómo se debe configurar un anemómetro?

Se debe colocar un anemómetro en una superficie nivelada (hierba óptimamente cortada) y diez metros sobre el suelo de acuerdo con los estándares de la OMM. No se permiten obstáculos (árboles, edificios) que afecten la circulación del aire cerca. La distancia desde un obstáculo más grande al medidor debe ser al menos 4 veces la altura del objeto.

La velocidad del viento y la dirección del viento cambian con el aumento de la altitud sobre el suelo. Por lo tanto, los mástiles meteorológicos suelen tener sensores de viento acoplados en diferentes altitudes (2m, 10m, 80m, etc.).

¿Qué instrumentos de medición se usan?

Los servicios meteorológicos nacionales suelen utilizar uno de los dos dispositivos siguientes para medir la velocidad y la dirección del viento:

• Un anemómetro de molinete con veleta (Figura 2)
• Un anemómetro ultrasonido que mide la velocidad y la dirección del viento (Figura 3)

¿Qué otros métodos de medición están disponibles?

Un anemómetro de molinete con veleta o hélice mide la velocidad del viento usando la velocidad circular de la unidad. Esto incluye una veleta, que mide la dirección del viento. Estos dispositivos son los más comunes y se ven a menudo en edificios privados. Sus medidas son relativamente precisas, pero tienen la desventaja de que pueden ser bloqueadas por el polvo o en el mar por la sal.

Otros anemómetros (SODAR / LIDAR) hacen sus mediciones usando el cambio de frecuencia Doppler. Este llamado efecto Doppler funciona de la siguiente manera: Si las ondas de sonido / luz golpean una partícula en el aire que se mueve hacia el medidor, la onda reflejada tendrá una frecuencia más alta que la señal de salida. Con la ayuda de este cambio de frecuencia, tanto la dirección del viento como la velocidad se pueden calcular y, por lo tanto, medir. Estos instrumentos de medición tienen la ventaja de que pueden crear una imagen 3D de las corrientes de aire de hasta 200 m de altura. Esto es especialmente útil cuando se evalúan ubicaciones de parques eólicos. Sin embargo, los instrumentos con la lluvia (lluvia, nieve, etc.) funcionan solo de forma limitada, ya que también reflejan las olas.

El anemómetro de ultrasonido mide el tiempo que transcurre entre la transmisión y la recepción de la señal entre dos receptores. Si la señal tiene viento de cola, llegará más rápido que la velocidad del sonido; si tiene viento de frente, será más lento. Como un ciclo de medición de este dispositivo solo toma alrededor de 5 ms, se pueden realizar hasta 200 ciclos de medición por segundo. Esto hace posible medir micro-circulaciones. Pero este instrumento no es confiable para usar con la precipitación.

Para velocidades del viento muy altas, también hay anemómetros de presión Pitot (tubo Pitot). Estos miden la diferencia de presión entre el aire entrante y la presión normal.

Dificultades de medición del viento

El mayor problema con el viento es que cada pequeño objeto causa turbulencia. Incluso una línea de alta tensión es suficiente para hacer girar el viento durante una cierta distancia. Dado que los sensores de viento generalmente necesitan un viento regular y constante para proporcionar mediciones precisas, la turbulencia no es deseable. Por lo tanto, es aún más importante que la medición del viento se coloque en un lugar donde no haya obstáculos.

En el caso de los anemómetros de hélice o molinete, también existe el problema de la contaminación o bloqueo por polvo o cerca del mar por la sal. Por lo tanto, deberían ser controlados a intervalos regulares. Además, estos dispositivos tienen una cierta demora en fuertes ráfagas de viento, ya que los proyectiles primero deben acelerarse y la velocidad de la hélice no cambia inmediatamente. El mayor problema es la velocidad excesiva después de una ráfaga de viento, debido al hecho de que los dispositivos se crean con la menor fricción posible (para una aceleración rápida), la reducción de la velocidad de la hélice se retrasa aún más con la disminución de la velocidad del viento.

¿Cuántas estaciones de medición hay?

En Suiza hay 155 estaciones de medición oficiales de MeteoSwiss que miden la velocidad y la dirección del viento. Sin embargo, esto no es suficiente para una red nacional de medición, que representa a Suiza, ya que existe un gran obstáculo para las corrientes de viento en Suiza con los Alpes. Además, hay muchos valles pequeños, cada uno representando diferentes sistemas eólicos micro-climáticos.

Según la OMM, hay alrededor de 14,000 estaciones meteorológicas en todo el mundo, que se actualizan diariamente. Un mapa de cómo se distribuyen estas estaciones meteorológicas se puede encontrar en la sección de Temperatura. Sin embargo, el sitio web www.windfinder.com afirma tener más de 20,400 estaciones en una red.