Nous mesurons la vitesse du vent à l'aide d'anémomètres depuis des siècles, mais les progrès récents permettent de fournir des prévisions météorologiques plus fiables et plus précises. Les anémomètres soniques mesurent la vitesse du vent plus rapidement et plus précisément que les modèles traditionnels.
Les centres de sciences atmosphériques utilisent souvent ces appareils pour effectuer des mesures de routine ou des études détaillées afin d'établir des prévisions météorologiques précises pour différents endroits. Certaines conditions environnementales peuvent limiter les mesures, mais des ajustements peuvent être apportés pour les surmonter.
Les anémomètres sont apparus au XVe siècle et ont continué d'être améliorés et développés ces dernières années. Les anémomètres traditionnels, développés au milieu du XIXe siècle, utilisent un dispositif circulaire de coupelles reliées à un enregistreur de données. Dans les années 1920, ils sont passés au nombre de trois, offrant une réponse plus rapide et plus constante, facilitant ainsi la mesure des rafales de vent. Les anémomètres soniques représentent aujourd'hui une nouvelle étape dans les prévisions météorologiques, offrant une précision et une résolution accrues.
Les anémomètres soniques, développés dans les années 1970, utilisent des ondes ultrasonores pour mesurer instantanément la vitesse du vent et déterminer si les ondes sonores se déplaçant entre une paire de capteurs sont accélérées ou ralenties par le vent.
Ils sont désormais largement commercialisés et utilisés à des fins et dans des lieux variés. Les anémomètres soniques bidimensionnels (vitesse et direction du vent) sont largement utilisés dans les stations météorologiques, la navigation, les éoliennes, l'aviation et même au milieu de l'océan, flottant sur des bouées météorologiques.
Les anémomètres soniques peuvent effectuer des mesures avec une très haute résolution temporelle, généralement de 20 Hz à 100 Hz, ce qui les rend particulièrement adaptés aux mesures de turbulence. Des vitesses et des résolutions dans ces plages permettent des mesures plus précises. L'anémomètre sonique est l'un des instruments météorologiques les plus récents des stations météorologiques actuelles, et il est encore plus important que la girouette, qui mesure la direction du vent.
Contrairement aux modèles traditionnels, un anémomètre sonique ne nécessite aucune pièce mobile pour fonctionner. Il mesure le temps nécessaire à une impulsion sonore pour se propager entre deux capteurs. Ce temps est déterminé par la distance entre ces capteurs, la vitesse du son dépendant de la température, de la pression et des contaminants atmosphériques tels que la pollution, le sel, la poussière ou la brume.
Pour obtenir des informations sur la vitesse de l'air entre les capteurs, chaque capteur agit alternativement comme émetteur et récepteur, de sorte que les impulsions sont transmises entre eux dans les deux sens.
La vitesse de vol est déterminée en fonction du temps d'impulsion dans chaque direction ; elle capture la vitesse, la direction et l'angle du vent en trois dimensions en plaçant trois paires de capteurs sur trois axes différents.
Le Centre des sciences de l'atmosphère dispose de seize anémomètres soniques, dont un est capable de fonctionner à 100 Hz, deux sont capables de fonctionner à 50 Hz, et les autres, qui sont pour la plupart capables de fonctionner à 20 Hz, sont suffisamment rapides pour la plupart des opérations.
Deux instruments sont équipés d'un chauffage antigel pour une utilisation en conditions de gel. La plupart disposent d'entrées analogiques permettant d'ajouter des capteurs supplémentaires tels que la température, l'humidité, la pression et les gaz traces.
Les anémomètres soniques ont été utilisés dans des projets tels que NABMLEX pour mesurer la vitesse du vent à différentes hauteurs, et Cityflux a pris différentes mesures dans différentes parties de la ville.
L'équipe du projet CityFlux, qui étudie la pollution atmosphérique urbaine, a déclaré : « L'essence même de CityFlux est d'étudier ces deux problèmes simultanément en mesurant la vitesse à laquelle des vents forts éliminent les particules fines d'un réseau de « canyons » urbains. L'air au-dessus d'eux est l'endroit où nous vivons et respirons. Un endroit qui peut être emporté par le vent. »
Les anémomètres soniques sont le dernier développement majeur dans la mesure de la vitesse du vent, améliorant la précision des prévisions météorologiques et étant immunisés contre les conditions défavorables telles que les fortes pluies qui peuvent causer des problèmes avec les instruments traditionnels.
Des données plus précises sur la vitesse du vent nous aident à comprendre les conditions météorologiques à venir et à nous préparer à la vie quotidienne et au travail.
Date de publication : 13 mai 2024