Ennen ympärivuorokautisia sääasemia ja sääennusteita sormenpäilläsi ihmisten oli luotettava perustavampiin keinoihin mitata tuuli ja ennustaa sää. Varhaiset maanviljelijät ja merimiehet etsivät tuuliviipoja havaitakseen tuulen suunnan, kun taas tuulimittarin käyttöönotto auttoi paljastamaan tietoja tuulen nopeudesta ja paineesta. Satelliittien ja muiden ennustetekniikoiden käyttöönotosta huolimatta sekä siivet että tuulimittarit ovat edelleen yksinkertaisia ja tehokkaita työkaluja tuulen oppimisessa.
Tuulen siipihistoria
Perinteinen tuuliviiri kuuluu vanhimpiin koskaan käytettyihin säämittaustyökaluihin. Noin 48 eaa. Suuri tuuliviiri Tritonin, merijumalan, muodossa istui Ateenan tuulitorniin. Yhdeksännellä vuosisadalla viikinki-merimiehet käyttivät kvadrantinmuotoisia tuuliviirejä auttaakseen heitä turvallisesti navigoimaan merillä. Samana ajanjaksona paavi Nikolai I päätti, että kaikki eurooppalaiset kirkot tulisi koristaa kukonmuotoisella tuuliviipalla. Keskiajalla tuulen siipimallit olivat innoittamana lippuja, joita käytettiin arvioitaessa jousiammunnan tuulen suuntaa, ja monissa oli nuolen muotoinen osoitin, joka päättyi lippuun tai lipun muotoon. Nykyaikaiset tuuliviivat ovat tyypillisesti eläinten, hevosten, urheilutapahtumien tai humorististen aiheiden muodossa.
Anemometrin historia
Tuulimittari tuli paljon myöhemmin kuin aikaisimmat sääsiipet. Vuonna 1450 italialainen arkkitehti Leon Battista Alberti kehitti tuulen kohtisuoraan suunnatun levyn muodossa olevan tuulimittarin. Noin vuonna 1846 irlantilainen John Robinson loi nykyään niin yleisen kuppityylisen tuulimittarin. Hänen laite oli vuorovaikutuksessa sarjan pyörien kanssa paljastaen tuulen nopeuden kierroksina aikayksikköä kohti. Vuonna 1994 tohtori Andreas Pflitsch loi äänenemometrin, joka käytti ääniaaltoja tuulen nopeuden tarkkailemiseksi.
Tuulen siipitoiminto
Tuuliviiri koostuu vaakasuorasta tangosta, joka pyörii vapaasti kiinteän pystysuoran tangon ympäri. Tällä vaakasuoralla jäsenellä on sama paino pystysuoran tangon molemmilla puolilla, mutta toinen sivu on paljon suurempi, jotta se saa tuulen kiinni. Vaakasuoran tangon pienempi sivu osoittaa suoraan tuuleen osoittamaan tuulen suunnan. Esimerkiksi sauva osoittaisi pohjoiseen osoittamaan pohjoistuulia, mikä tarkoittaa, että tuuli puhaltaa pohjoisesta etelään. Perinteiset tuuliviivat eivät tarjoa muuta toimintoa kuin tuulen suunnan osoittaminen.
Anemometrin toiminto
Anemometrit mittaavat tuulen nopeutta pikemminkin kuin suuntaa. Yleisin tuulimittarin tyyli käyttää kolmen tai neljän kupin sarjaa, jotka on sijoitettu kiinteän pystysuoran tangon ympärille. Kun kupit tarttuvat tuuleen, ne pyörivät tangon ympäri; mitä nopeammin tuuli puhaltaa, sitä nopeammin kupit pyörivät tangon ympäri. Potkurityyppiset yksiköt muistuttavat usein vanhanaikaisia lentokoneita, joissa on potkuri toisessa päässä ja peräsimen kaltainen pyrstö. Nämä yksiköt yhdistävät tuulimittarin ja tuulilasin yhdeksi laitteeksi nopeuden ja suunnan mittaamiseksi. Kuumalanka-anemometrit koostuvat tuulessa asetetusta sähkölämmitteisestä langasta. Tämä laite voi antaa tietoja tuulen nopeudesta mittaamalla langan lämmittämiseen tarvittavan tehon. Lopuksi putken anemometreissä on yksinkertainen avoin pää, joka on sijoitettu tuuleen. Vertaamalla putken sisäistä ilmanpainetta putken ulkopuoliseen ilmanpaineeseen käyttäjät voivat mitata tuulen nopeutta.
Käyttää
Nykyaikaisen tekniikan ansiosta tuuliviipat ovat nyt pääosin koristeellisia, National Geographicin mukaan. Nämä laitteet ovat edelleen yksinkertaisia ja tehokkaita keinoja sijoittaa tuuliturbiini parhaaseen paikkaan esimerkiksi tuulen sieppaamiseksi tai purjeveneen ohjaamiseksi.
Anemometrejä puolestaan löytyy edelleen sääasemilta ympäri maailmaa. Fyysikot ja muut tutkijat käyttävät näitä laitteita myös testaustarkoituksiin. Esimerkiksi tuulimittari voi antaa tietoja tuulen nopeudesta liikkuvan auton tai lentokoneen ympärillä. Tuuliturbiinien myyjät ja niihin liittyvät organisaatiot lainaa tai vuokraavat tuulimittareita potentiaalisille asiakkaille auttamaan heitä selvittämään, ovatko tuulen nopeudet riittävät turbiinin käyttämiseen maalla.