هناك العديد من الطرق "الشائعة" لتحديد المعايير البيئية مثل سرعة الرياح واتجاهها. ومع ذلك ، فإن الباحثين الذين يتعاملون مع هذه المشكلات باحتراف يستخدمون جهازًا خاصًا لهذه الأغراض - مقياس شدة الريح.
اختراع الجهاز
كانت الحاجة إلى القياس الدقيق لسرعة واتجاه الرياح موجودة بين البشر لفترة طويلة فيما يتعلق بمجموعة متنوعة من الأنشطة. على سبيل المثال ، كانت هذه الحاجة موجودة بين البحارة الذين يسافرون على متن السفن الشراعية الذين أرادوا التنبؤ باتجاه وسرعة سفنهم.
نتيجة لذلك ، في محاولة لحل هذه المشكلة ، صمم الإيطالي ليون باتيستا ألبيرتي في عام 1450 أول نموذج أولي لمقياس شدة الريح الحديث ، والذي كان عبارة عن قرص يجب تثبيته على محور عمودي على الرياح. هذا الوضع للقرص في وجود الرياح تسبب في دورانه ، والذي بدوره يحدد سرعة حركة التيارات الهوائية.
بعد ذلك ، حاول الباحثون مرارًا وتكرارًا تحسين هذا التصميم. لذلك ، في عام 1667 ، ابتكر العالم الإنجليزي روبرت هوك ، الذي كان يعمل في مجال العلوم الطبيعية ، مقياس شدة الرياح مشابهًا لمبدأ التشغيل ، لذلك يُطلق عليه أحيانًا اسم مخترع هذا الجهاز بشكل غير صحيح.
أجهزة قياس شدة الريح الحديثة
بمرور الوقت ، تم تعديل وتحسين تصميم الأدوات المصممة لتحديد سرعة واتجاه الرياح. في عام 1846 ، ابتكر الأيرلندي جون روبنسون أحد أنواع الأدوات التي لا يزال يستخدمها العلماء المعاصرون اليوم - مقياس شدة الكأس. كان عبارة عن هيكل بأربعة أوعية تقع على محور عمودي. تسببت الرياح العاتية في دوران الأوعية ، وأتاحت سرعة هذا الدوران قياس سرعة تدفق الهواء. بعد ذلك ، تم استبدال تصميم الأكواب الأربعة بتصميم مكون من ثلاثة أكواب ، لأنه جعل من الممكن تقليل الخطأ في قراءات الجهاز.
نوع آخر من أجهزة قياس شدة الريح التي يستخدمها العلماء المعاصرون هو مقياس شدة الريح الحراري ، والذي يعتمد مبدأه على تغيير درجة حرارة خيط معدني ساخن تحت تأثير تدفق الهواء. تعمل درجة تبريدها نتيجة لهذا التأثير كأساس لقياس سرعة الرياح واتجاهها.
أخيرًا ، ثالث أكثر أنواع الأدوات شيوعًا اليوم هو مقياس شدة الريح بالموجات فوق الصوتية ، والذي طوره الجيولوجي أندرياس فليك في عام 1904. يقيس المعلمات الأساسية لتدفق الهواء اعتمادًا على التغيير في سرعة الصوت في ظل الظروف البيئية الحالية. في الوقت نفسه ، تتمتع أجهزة قياس شدة الريح بالموجات فوق الصوتية بأوسع نطاق من القدرات مقارنةً بأنواع الأجهزة الأخرى: فهي لا تسمح فقط بقياس سرعة واتجاه الرياح ، بل تسمح أيضًا بقياس درجة الحرارة والرطوبة والمعلمات الأخرى.
