เครื่องวัดความเร็วลมแบบโซนิคสามารถช่วยปรับปรุงการพยากรณ์อากาศได้หรือไม่?

เราใช้เครื่องวัดความเร็วลม (anemometer) ในการวัดความเร็วลมมานานหลายศตวรรษแล้ว แต่ความก้าวหน้าล่าสุดทำให้สามารถพยากรณ์อากาศได้อย่างน่าเชื่อถือและแม่นยำยิ่งขึ้น เครื่องวัดความเร็วลมแบบโซนิคสามารถวัดความเร็วลมได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำกว่าแบบดั้งเดิม
ศูนย์วิทยาศาสตร์บรรยากาศมักใช้เครื่องมือเหล่านี้ในการวัดค่าตามปกติหรือการศึกษาเชิงลึกเพื่อช่วยในการพยากรณ์อากาศที่แม่นยำสำหรับสถานที่ต่างๆ สภาพแวดล้อมบางอย่างอาจจำกัดการวัดค่า แต่สามารถปรับเปลี่ยนบางอย่างเพื่อเอาชนะปัญหาเหล่านี้ได้
เครื่องวัดความเร็วลมปรากฏขึ้นในศตวรรษที่ 15 และได้รับการปรับปรุงและพัฒนาอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน เครื่องวัดความเร็วลมแบบดั้งเดิม ซึ่งพัฒนาขึ้นครั้งแรกในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ใช้การจัดเรียงถ้วยรับลมเป็นวงกลมที่เชื่อมต่อกับเครื่องบันทึกข้อมูล ในช่วงทศวรรษที่ 1920 ได้มีการเพิ่มจำนวนถ้วยรับลมเป็นสามอัน ทำให้ได้การตอบสนองที่รวดเร็วและสม่ำเสมอมากขึ้น ช่วยในการวัดความเร็วลมกระโชก เครื่องวัดความเร็วลมแบบโซนิคในปัจจุบันเป็นอีกก้าวหนึ่งของการพยากรณ์อากาศ ให้ความแม่นยำและความละเอียดสูงขึ้น
เครื่องวัดความเร็วลมแบบโซนิค ซึ่งพัฒนาขึ้นในทศวรรษ 1970 ใช้คลื่นอัลตราโซนิกในการวัดความเร็วลมได้ทันที และตรวจสอบว่าคลื่นเสียงที่เดินทางระหว่างเซ็นเซอร์สองตัวนั้นถูกเร่งหรือชะลอความเร็วลงโดยลมหรือไม่
ปัจจุบันเครื่องวัดความเร็วลมแบบโซนิคสองมิติ (ความเร็วและทิศทางลม) ได้รับการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์อย่างแพร่หลายในหลากหลายวัตถุประสงค์และสถานที่ เครื่องวัดความเร็วลมแบบโซนิคใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานีตรวจอากาศ การเดินเรือ กังหันลม การบิน และแม้กระทั่งกลางมหาสมุทร โดยติดตั้งบนทุ่นตรวจอากาศ
เครื่องวัดความเร็วลมแบบโซนิคสามารถวัดค่าได้ด้วยความละเอียดเชิงเวลาสูงมาก โดยทั่วไปอยู่ที่ 20 ถึง 100 เฮิรตซ์ ทำให้เหมาะสำหรับการวัดความปั่นป่วนของอากาศ ความเร็วและความละเอียดในช่วงดังกล่าวช่วยให้การวัดมีความแม่นยำมากขึ้น เครื่องวัดความเร็วลมแบบโซนิคเป็นหนึ่งในเครื่องมือทางอุตุนิยมวิทยาที่ใหม่ที่สุดในสถานีตรวจอากาศในปัจจุบัน และมีความสำคัญยิ่งกว่าเครื่องวัดทิศทางลมแบบใบพัดเสียอีก
แตกต่างจากเครื่องวัดความเร็วลมแบบดั้งเดิม เครื่องวัดความเร็วลมแบบโซนิคไม่จำเป็นต้องมีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ในการทำงาน มันวัดเวลาที่คลื่นเสียงใช้ในการเดินทางระหว่างเซ็นเซอร์สองตัว เวลาจะถูกกำหนดโดยระยะห่างระหว่างเซ็นเซอร์เหล่านี้ โดยความเร็วของเสียงจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความดัน และสิ่งปนเปื้อนในอากาศ เช่น มลพิษ เกลือ ฝุ่น หรือหมอกในอากาศ
เพื่อให้ได้ข้อมูลความเร็วลมระหว่างเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์แต่ละตัวจะสลับกันทำหน้าที่เป็นตัวส่งและตัวรับ ดังนั้นจึงมีการส่งสัญญาณพัลส์ระหว่างกันในทั้งสองทิศทาง
ความเร็วในการบินถูกกำหนดโดยอิงจากระยะเวลาของพัลส์ในแต่ละทิศทาง โดยจะบันทึกความเร็วลม ทิศทาง และมุมลมแบบสามมิติ ด้วยการวางเซ็นเซอร์สามคู่บนแกนที่แตกต่างกันสามแกน
ศูนย์วิทยาศาสตร์บรรยากาศมีเครื่องวัดความเร็วลมแบบโซนิคจำนวนสิบหกเครื่อง โดยหนึ่งในนั้นสามารถทำงานได้ที่ความถี่ 100 เฮิรตซ์ สองเครื่องสามารถทำงานได้ที่ความถี่ 50 เฮิรตซ์ และเครื่องที่เหลือส่วนใหญ่สามารถทำงานได้ที่ความถี่ 20 เฮิรตซ์ ซึ่งมีความเร็วเพียงพอสำหรับการปฏิบัติงานส่วนใหญ่
เครื่องมือสองชิ้นมีระบบทำความร้อนป้องกันน้ำแข็งเกาะสำหรับใช้งานในสภาพที่มีน้ำแข็งเกาะ ส่วนใหญ่มีอินพุตแบบอนาล็อก ทำให้คุณสามารถเพิ่มเซ็นเซอร์เพิ่มเติม เช่น อุณหภูมิ ความชื้น ความดัน และก๊าซปริมาณน้อยได้
เครื่องวัดความเร็วลมแบบโซนิคถูกนำมาใช้ในโครงการต่างๆ เช่น NABMLEX เพื่อวัดความเร็วลมที่ระดับความสูงต่างๆ และ Cityflux ก็ได้ทำการวัดค่าต่างๆ ในส่วนต่างๆ ของเมืองเช่นกัน
ทีมงานโครงการ CityFlux ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับมลพิษทางอากาศในเมือง กล่าวว่า “สาระสำคัญของ CityFlux คือการศึกษาปัญหาทั้งสองอย่างไปพร้อมกัน โดยการวัดว่าลมแรงพัดพาอนุภาคฝุ่นละอองออกจากเครือข่าย ‘ช่องลม’ ​​ในเมืองได้เร็วแค่ไหน อากาศเหนือช่องลมเหล่านั้นคือที่ที่เราอาศัยและหายใจ ซึ่งเป็นสถานที่ที่อาจถูกลมพัดพาไปได้”

เครื่องวัดความเร็วลมแบบโซนิคเป็นนวัตกรรมล่าสุดที่สำคัญในการวัดความเร็วลม ช่วยเพิ่มความแม่นยำในการพยากรณ์อากาศ และทนทานต่อสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น ฝนตกหนัก ซึ่งอาจทำให้เครื่องมือแบบดั้งเดิมทำงานผิดปกติได้

ข้อมูลความเร็วลมที่แม่นยำยิ่งขึ้นช่วยให้เราเข้าใจสภาพอากาศที่จะเกิดขึ้นในอนาคตและเตรียมพร้อมสำหรับชีวิตประจำวันและการทำงานได้ดียิ่งขึ้น