ความเร็วลมคืออะไรและการวัด

ความเร็วลม

ในทางด้านวิทยาศาตร์ความเร็วลม (Wind speed) เป็นปริมาณพื้นฐานที่เกิดจากอากาศเคลื่อนตัวจากความกดอากาศสูงไปยังความดันต่ำ ซึ่งมีสาเหตุจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ โดยทั่วไปแล้วความเร็วลมจะวัดด้วยเครื่องวัดลม (แอนนิโมมิเตอร์ Anemometer)

ความเร็วลมส่งผลต่อการพยากรณ์อากาศ การบินและการเดินเรือ โครงการก่อสร้าง อัตราการเจริญเติบโตและการเผาผลาญของพืชหลายชนิด และมีประโยชน์อื่นๆ อีกนับไม่ถ้วน

ปัจจัยที่มีผลต่อความเร็วของลม

ความเร็วลมได้รับผลกระทบจากปัจจัยและสถานการณ์ต่างๆ จากปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อลม ปัจจัยที่สำคัญที่สุดเรียกว่าการไล่ระดับความดัน ซึ่งเกิดจากความเหลื่อมล้ำของความกดอากาศที่เกิดขึ้นในสถานที่ต่างๆ บางพื้นที่มีความกดอากาศต่ำ บางพื้นที่มีความกดอากาศสูง

โดยส่วนใหญ่แล้ว อากาศจะเคลื่อนไปตามความกดอากาศเหล่านี้ไล่ระดับจากความกดอากาศสูงไปเป็นความกดอากาศต่ำ การเคลื่อนไหวเป็นแรงหลักที่สร้างลมบนโลก ยิ่งความแตกต่างของความดันมากเท่าใด ความเร็วลมก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นพื้นที่ที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากของความกดอากาศในระยะทางสั้น ๆ มักจะมีความเร็วของลมสูงกว่าบริเวณที่การเปลี่ยนแปลงค่อยเป็นค่อยไป

หน่วยความเร็วลม

เมตรต่อวินาที (m/s) เป็นหน่วย SI (The International System of Units) สำหรับความเร็วและเป็นหน่วยที่แนะนำโดยองค์การอุตุนิยมวิทยาโลกโดยแทนที่หน่วยเดิมที่ใช้กิโลเมตรต่อชั่วโมง (กม./ชม.)

ด้วยเหตุผลอื่นๆ บางครั้งหน่วยอื่นๆ เช่นไมล์ต่อชั่วโมง (mph), นอต (kn) หรือฟุตต่อวินาที (ft/s) ก็ถูกนำมาใช้ในการวัดความเร็วลมด้วยเช่นกัน

ในอดีต ความเร็วลมยังได้รับการจำแนกโดยใช้หน่วยโบฟอร์ต (Beaufort ) ซึ่งอิงจากการสังเกตด้วยตาเปล่าของผลกระทบลมที่กำหนดไว้โดยเฉพาะในทะเลหรือบนบก

การวัด

เครื่องวัดความเร็วลมสามารถวัดขนาดความเร็วรวม ขนาดความเร็วบนระนาบแนวนอน หรือองค์ประกอบความเร็วในทิศทางใดทิศทางหนึ่งได้ มีเครื่องวัดความเร็วลมรุ่นต่างๆ มากมายได้แก่

  • แบบใบพัด (Vane Anemometer)
  • แบบใช้ลวดร้อน (Hotwire anemometer)
  • แบบ CFM CMM

เครื่องวัดแบบใบพัด (Vane Anemometer)

เป็นรูปแบบของเครื่องวัดแบบหมุนด้วยความเร็วเชิงกล ด้วยการออกแบบแบบของเครื่องวัดนี้เป็นใบพัด เหมาะสำหรับกรณีที่ทิศทางการเคลื่อนที่ของอากาศเป็นไปในทิศทางเดียวกันเสมอเช่นระบบระบายอากาศของอาคารต่างๆ

ให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจและแม่นยำมาก บางรุ่นมีฟังก์ชันเพิ่มเติมเช่นการวัดอุณหภูมิ ความชื้นและจุดน้ำค้าง การแปลงปริมาตร CFM CMM และความสามารถในการบันทึกข้อมูล

เครื่องวัดแบบลวดร้อน (Hotwire anemometer)

เป็นเครื่องมือสำหรับวัดความเร็วและทิศทางของของเหลวโดยการวัดการสูญเสียความร้อนของลวดที่ให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าที่สอดอยู่ในกระแสลม ประกอบด้วยส่วนลวดละเอียดที่ให้ความร้อนด้วยไฟฟ้า

ความร้อนจะถูกส่งผ่านจากลวดสู่อากาศเมื่อใส่ในกระแสลม และอุณหภูมิของลวดจะลดลง เหมาะสำหรับทดสอบอัตราการไหลของอากาศ ในอุตสาหกรรมการทำความร้อน การระบายอากาศ และการปรับอากาศ

ประโยชน์ของการวัดความเร็วลม

เครื่องมือเหล่านี้ใช้ในสถานีตรวจอากาศ ความเร็วของลมจะช่วยบ่งชี้การเปลี่ยนแปลงของรูปแบบสภาพอากาศ เช่นพายุที่กำลังใกล้เข้ามา เนื่องจากมีความสำคัญสำหรับวิศวกร นักภูมิอากาศ และนักบิน อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ประโยชน์ดังต่อไปนี้

  1. ใช้โดยผู้ใช้เครื่องบิน RC และโดรนเพื่อตรวจสอบสภาพอากาศก่อนทำการทดสอบเครื่องมือ
  2. อุปกรณ์เหล่านี้ถูกใช้โดยนักบินวิทยุบังคับและนักยิงปืนระยะไกล
  3. นักกระโดดร่มยังใช้คำนวณความเร็วลมอีกด้วย
  4. ถูกใช้ในอากาศพลศาสตร์สำหรับการวัดความเร็วลม ด้านระบบปรับอากาศ HVAC