Windsnelheid en windrichting

Anemometer
Een instrument dat de windsnelheid (in m/s, knopen, km/u, mph) meet, wordt een anemometer genoemd. Dit komt van het Oud-Griekse ανεμοϛ, dat wind betekent. De windsnelheidsmeters zijn in verschillende types op te delen: de cupanemometer, de propelloranemometer en de ultrasone anemometer zijn de belangrijkste typen anemometers. Daarnaast kan de windsnelheid van afstand met een radar gemeten worden. Verder bestaan er handanemometers en vaste anemometers.

Opstelling anemometer
Een anemometer wordt bij voorkeur zo vrij mogelijk opgesteld. De obstakels staan bij voorkeur op een afstand van meer dan twintig keer de hoogte van dat obstakel. Dan wordt het windveld vrijwel niet tot niet verstoord door de obstakels. Dat is helaas zelden te realiseren, waardoor vrijwel alle windmetingen in een bepaalde mate verstoord zijn. De standaard meethoogte is 10 meter, maar een andere vaak voorkomende meethoogte is 2 meter. Voor meer informatie: zie richtlijnen.

Cupanemometer
De cupanemometer bestaat uit drie (soms vier) halve bollen. Deze kunnen draaien om de as van de anemometer. Door drukverschillen tussen binnen- en buitenzijden van de bollen, gaan deze halve bollen draaien wanneer er wind staat. Deze draaiing wordt versneld, tot het moment waarop de draaisnelheid van de centra van de halve bollen om de as gelijk is aan de windsnelheid. Dan zijn de drukverschillen namelijk weg. Door het aantal omwentelingen te registreren en hun aantal te tellen per seconde, kan men de windsnelheid uitrekenen. De cupanemometer is de meest voorkomende anemometer. De middelingstijd waarover kan worden gemeten is meer dan 0.25 seconde.
Cupanemometer KNMI te Nieuw-Beerta

Ultrasone anemometer
De ultrasone anemometer bestaat uit tenminste twee zenders en ontvangers van geluidsgolven. Door de wind en daarmee verplaatste lucht verplaatsen geluidsgolven zich niet met de geluidssnelheid, maar met een iets grotere of iets kleinere snelheid. Tevens wordt de afstand tussen de golftoppen en dalen iets groter of kleiner door de wind dan bij de geluidssnelheid. Die registreert de ontvanger. Met die tijd/afstand tussen golftoppen/golfdalen kunnen twee windcomponenten worden berekend en kan de absolute windsnelheid worden berekend. Eventueel kan ook een derde component worden gemeten, de verticale component. 
Met dit type anemometer kan over een klein tijdsinterval worden gemeten. Ook kan over kleine volumes worden gemeten, de wind wordt dan met hoge resolutie gemeten. Om een ultrasone windmeting goed te kunnen uitvoeren, wordt ook de temperatuur gemeten waarmee de geluidssnelheid bij de heersende omstandigheden kan worden uitgerekend.
Ultrasone anemometer zijn vaak duur en daarmee niet aantrekkelijk voor weeramateurs. Ze zijn wel interessant voor verschillende onderzoeksgebieden en kunnen worden soms gebruikt voor synoptische en klimatologische waarnemingen.
Ultrasone anemometer Aachen (DWD)3 D sonic anemometer
Ultrasonic anemometer 2D (links) en 3D (rechts).

Propelloranemometer
De propelloranemometer lijkt qua werking op de cupanemometer, maar bij deze windmeter is een propellor op een windvaan bevestigd. Ook hier wordt met het aantal omwentelingen in een tijdsinterval de windsnelheid berekend.
Propeller anemometer

Handwindmeter
Een handwindmeter wordt gebruikt om windsnelheid te meten en direct te kunnen aflezen. Vaak worden naast de momentane waarden ook gemiddelde, maximum en soms ook minimum door het apparaat opgeslagen. Handwindmeters zijn relatief goedkoop verkrijgbaar, maar kunnen vrij grote afwijkingen vertonen. Het model is meestal een cupanemometer in verkleinde vorm, of een propelloranemometer.
Hannd anemometer met cupjesHannd anemometer met propeller

Radarmetingen
In de jaren vanaf ongeveer 2000 zijn windmetingen met radars in opkomst gekomen bij tornado-onderzoek.

18-01-2013 | Achtergrond_Wind | 74
© 2019 Vereniging voor Weerkunde en Klimatologie