風速計はどのように機能しますか？

ちょっとぎこちない言葉ですが、風速計世界中の最も基本的な気象観測所に見られる、シンプルだが驚くほど用途の広い機器を指します。 ギリシャ語からの翻訳は簡単です。「anem-」は「風」の語根であり、「メートル」は（一般的には量ではなく）「測度」を意味します。

「天気」という言葉自体を考えるとき、宇宙に住んでいない限り、最初に頭に浮かぶ言葉や感覚的なイメージの1つはほぼ確実です。風、壊滅的な被害を引き起こす可能性があるが、ほとんどすべての人の大切な部分であり続ける現象 現象の範囲を探求する詩や文学の連なりが 信頼できる。

安全性、レクリエーション計画、そして明白な好奇心の理由から、いつでも天気の速度を知ること、または少なくともそれが吹く方向を知ること なんらかの理由で外に出て自分の感覚でこれを検出できない場合–お住まいの地域、またはすぐに旅行する予定の場所で、役立つ情報です 確かに。 この目的のために多くの異なるタイプの風速計が利用可能であり、それらのいくつかは間接的に風速を測定するために特に巧妙な方法に依存しています。

幼い子供は、地球は赤道で時速1,000マイルで回転し、緯度40度で時速800マイルで回転すると言いました（約 米国の人口の大部分が集中している場所）、風は一見不可能と思われる物体の単純な鞭打ちから来ると想定するかもしれません 速度。 これは直感的に理解できますが、実際の画像ははるかに複雑ですが、風自体に関連しているが独立している気象現象についての貴重な教育ポイントも提供します。

太陽は地球上の非常に多くのプロセスの究極のエネルギー源であり、風も例外ではありません。 風は主に、太陽からのさまざまな量の熱を吸収する地球の表面のさまざまな部分から生じます。 このエネルギーは、通過する風として表されます対流、流体内の動きによる熱伝達。 高温の空気は上昇する傾向があり、低温の空気は沈み、温度の異なる隣接する空気領域間で絶えず回転する空気交換を設定します。

風は、ジェット気流、貿易風、極ジェットなど、有名な空気の川のような有名な「流れ」で世界中を循環します。 風は、特定の発生源に基づいて次のように分類されます。地衡風、熱風または勾配風​.

空気には質量があるため、他の物体と同じように、移動する空気の運動エネルギーを計算することができます。 の方程式運動エネルギーはKE =（1/2）mv² どこv=速度。 （風速が長期間一定になることはめったにないため、意味のあるデータを生成するために、通常、風速は短時間で平均化されます。）

与えられた体積の空気の質量は、その密度にその体積を掛けたもの、つまりρVです。 でも風でパワー、または単位時間あたりのエネルギーの場合、対象となる変数は「風の質量流束」、つまりタービンの断面積A（多くの場合円）を横切って流れる空気の量です。 ザ・風力発電の方程式であることが判明

つまり、風速の3乗に応じて電力が増加します。 つまり、時速30マイルの風が10を提供することを意味します³ = ​千回時速10マイルの風と同じくらいのパワー！

• 風速計の単位については、風速は通常マイル/時（mi / hr、または日常の用語ではMPH）またはキロメートル/時ですが、SI単位はメートル/秒（m / s）です。 MPHからm / sにすばやく変換することに興味がある場合は、約2.5で割ります。

あなたはすでに風速計が「何であるか」を知っています。 しかし、詳細なレベルでは、人々はどのような種類のデバイスで風速を測定しますか？

• ​カップとプロペラ：これは最も広く使用されているタイプの風速計であり、簡単に作成できます。 風速が低く、雨氷が降ると問題が発生する可能性があります。
• ​ピトー管：これらは航空機や実験室の「風洞」で使用されます。
• ​円柱または球をドラッグします。これらは一般的ではありませんが、言及する必要があります。
• ​散逸風速計：これらは特に頑丈なバージョンです。
• ​音速風速計：これらは高価で、家庭用ではありませんが、高速で信頼性があります。
  

時々、風向が主な関心事であり、速度はそれほど重要ではありません。 これを念頭に置いて、空港には、間もなく発生する天気について多くのことを伝えるウィンドソックスがあります。 たとえば、北西からの風（北西風）は通常、より涼しく乾燥した天気を意味しますが、南東風はしばしばより暖かく、より湿度の高い空気をもたらします。

ザ・カップアンドプロペラ前述のように、風速計のスタイルは最も一般的なタイプです。 幸いなことに、その操作は簡単に説明できます。 風がプロペラの腕を回転させると、風を「キャッチ」するカップが既知の半径の円を回転します（2 中央のロッドのスピンは次のように、既知の時間でプロペラアームの長さ（円周）のπ倍になります。 カウントされます。 総距離（回転数×円周）を時間で割ったものが風速です。

他の種類の風速計は、より複雑な方法で風速を決定します。 A熱線風速計空気よりも暖かい温度に加熱された物体の上を空気が流れると、対流によって熱が除去されるため、物体は冷却されるという事実を利用しています。

熱線風速計では、電気的に温められた金属線が風にさらされ、線先の温度を一定に保つために電力を増減します。 したがって、風速が高いほど、熱平衡を維持するために必要な電力が多くなります。

気圧の測定–それ自体はと呼ばれる機器によって測定されますバロメーター–風速の計算にも使用できます。 たとえば、管風速計は、一端だけが開いているガラス管内の空気圧を測定します。 風速は、チューブの内側と外側の圧力差から計算できます。

• 通常のアイテムから独自の風速計を作成してみたい場合は、その方法の例がリソースに記載されています。

ランナーが一方向に移動する屋外の国際陸上競技でのランニングイベントでは、風が競技者を助け（または妨げ）、優れた時間を生み出すことができます。 このため、これらのイベント中は風速計がトラックサイドに配置されます。 新記録を樹立するためのランナー方向の最大許容正味風速は2.0m / sである。 そのため、レース中いつでも風速計がこの値を超えた場合、マークは記録に不適格です。 目的。

前のセクションから、マイル/時（MPH）で表した風速はm / sで表した値の2倍強であることがわかります。 したがって、5 MPHの風は、日常の基準ではかなり控えめであると見なされ、「真の」人間の達成の領域外にマークを表示するのに十分なブーストを提供するのに十分です。 10秒未満のレースでこれまで誰よりもわずか0.01秒速くフィニッシュする場合、すべての要素が重要です。 風速計は言うまでもなく、最新の計時装置のないトラックを想像してみてください。