On mesure la vitesse du vent à l'aide d'anémomètres depuis des siècles, mais les progrès récents permettent d'établir des prévisions météorologiques plus fiables et précises. Les anémomètres soniques mesurent la vitesse du vent plus rapidement et avec plus de précision que les modèles traditionnels.
Les centres de sciences atmosphériques utilisent fréquemment ces appareils lors de mesures de routine ou d'études approfondies visant à établir des prévisions météorologiques précises pour différentes régions. Certaines conditions environnementales peuvent limiter les mesures, mais des ajustements permettent de pallier ces problèmes.
Les anémomètres sont apparus au XVe siècle et n'ont cessé d'être perfectionnés et développés ces dernières années. Les anémomètres traditionnels, mis au point au milieu du XIXe siècle, utilisent un ensemble circulaire de coupelles à vent reliées à un enregistreur de données. Dans les années 1920, leur nombre a été réduit à trois, offrant une réponse plus rapide et plus constante, facilitant ainsi la mesure des rafales de vent. Les anémomètres soniques représentent aujourd'hui la nouvelle génération de prévision météorologique, 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 propageant entre deux capteurs sont accélérées ou ralenties par le vent.
Ils sont aujourd'hui largement commercialisés et utilisés à diverses fins et dans différents lieux. Les anémomètres soniques bidimensionnels (vitesse et direction du vent) sont couramment utilisés dans les stations météorologiques, la navigation maritime, les éoliennes, l'aviation et même en pleine mer, flottant sur des bouées météorologiques.
Les anémomètres soniques permettent des mesures à très haute résolution temporelle, généralement de 20 à 100 Hz, ce qui les rend particulièrement adaptés à la mesure des turbulences. Dans ces gammes de fréquences et de résolutions, on obtient des mesures plus précises. L'anémomètre sonique est l'un des instruments météorologiques les plus récents utilisés dans les stations météo actuelles ; il est même 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 de propagation d'une impulsion sonore 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 polluants atmosphériques tels que la pollution, le sel, la poussière ou le brouillard.
Pour obtenir des informations sur la vitesse de l'air entre les capteurs, chaque capteur agit alternativement comme émetteur et récepteur, de sorte que des 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 atmosphériques dispose de seize anémomètres soniques, dont un capable de fonctionner à 100 Hz, deux 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 système de chauffage antigivre pour une utilisation en conditions glaciales. La plupart possèdent des entrées analogiques, permettant l'ajout de capteurs supplémentaires tels que des capteurs de température, d'humidité, de pression et de gaz traces.
Des anémomètres soniques ont été utilisés dans des projets tels que NABMLEX pour mesurer la vitesse du vent à différentes hauteurs, et Cityflux a effectué différentes mesures dans différentes parties de la ville.
L'équipe du projet CityFlux, qui étudie la pollution atmosphérique urbaine, a déclaré : « L'essence de CityFlux est d'étudier simultanément ces deux problèmes en mesurant la vitesse à laquelle les vents forts éliminent les particules fines d'un réseau de rues urbaines. L'air au-dessus de ces rues est celui où nous vivons et respirons. Un air qui peut être emporté par le vent. »
Les anémomètres soniques constituent la dernière avancée majeure dans la mesure de la vitesse du vent, améliorant la précision des prévisions météorologiques et étant insensibles aux conditions défavorables telles que les fortes pluies qui peuvent causer des problèmes aux instruments traditionnels.
Des données plus précises sur la vitesse du vent nous aident à comprendre les conditions météorologiques à venir et à nous préparer pour la vie quotidienne et le travail.
Date de publication : 13 mai 2024