DETERMINAREA DIRECTIEI VANTURILOR

A.Consideratii teoretice

Prin vant se intelege deplasarea maselor de aer pe orizontala, datorita diferentei de presiune atmosferica pe suptafata Pamantului. Vantul este caracterizat de: directie, viteza, tarie sau intensitate si frecventa.

Prin directia vantului se intelege directia de unde bate vantul. Directia vantului se determina prin indicarea punctului cardinal dinspre care bate vantul, fie prin roza vanturilor, fie prin unghiul azimutal.

Roza vanturilor este un cerc impartit in 8 sau 16 sectoare avand indicate pe raze directiile in functie de punctele cardinale.

Unghiul azimutal se considera de la 0 la 360⁰ in sensul miscarii acelor de ceasornic.

Viteza vantului se exprima in m/s sau km/h.

Intensitatea vantului este forta exercitata de vant pe o suprafata asezata perpendicular pe directia de actiune, exprimandu-se in N/m².

Experimental s-a stabilit ca presiunea exercitata de vant este proportionala cu patratul vitezei, P=kv² (k=0,0625), viteza vantului se poate exprima in m/s, km/h sau in grade Beaufort.

Gradele Beaufort sunt stabilite de urmare a efectelor mecanice pe care le produce vantul asupra corpurilor de pe Pamant.

Frecventa vantului reprezinta numarul care indica de cate ori a batut vantul, intr-o perioada, dintr-o anumita directie.

Diagrama vantului. Reprezentand pe roza vanturilor frecventa in procente, din totalul observatiilor, la o anumita scara, se obtine un poligon neregulat, cu 8 sau 16 varfuri, care reprezinta diagrama vantului.

Scara Beaufort

Diagrama vantului poate fi lunara, anotimpuala, anuala si multianuala.

Vantul dominant intr-o localitate este vantul care are frecventa cea mai mare. Pe diagrama vantului, varful cel mai proeminent al poligonului reprezinta vantul dominant. Din figura 16 se vede ca la Cluj vantul dominant are directia NV.

Fig.16. Frecventa si taria mijlocie a vantului pe directii la Cluj

Vantul mijlociu este rezultanta directiilor pe care le consideram vectori concurenti. Grafic se poate afla vantul mijlociu aplicand regula paralelogramului sau a poligonului (fig.17).

Fig.17. Determinarea vantului mijlociu; a-regula paralelorgramului;

b-regula poligonului

Descrierea aparaturii

Pentru determinarea directiei vantului se foloseste pe aeroporturi maneca de vant (fig.18), care este confectionata din panza si are forma unui trunchi de con cu baza mare intinsa pe un cerc metalic, legat de un tub metalic ce se invarteste in jurul unei axe verticale.

Fig.18. Maneca de vant

Sub influenta vantului, maneca de vant se umfla si ia o astfel de pozitie incat baza mare este intotdeauna indreptata in directia vantului.

Maneca de vant este folositoare indeosebi pe aerodromuri pentru ca se vede de la distanta.

Pentru a fi mai usor observata in timpul iernii, maneca de vant se confectioneaza din panza vargata, ceea ce o face mai distincta pe solul acoperit cu zapada. La statiile meteorologice din Romania se foloseste pentru determinarea directiei si vitezei vantului girueta Wild.

Girueta Wild (fig.19) este formata dintr-un ax metalic, vertical, lung de 120 cm, prevazut la partea inferioara cu o roza a vanturilor, alcatuita din 4 sau 8 vergele metalice fixe care indica punctele cardinale. Dintre aceste vergele cea orientata spre N-ul geografic poarta litera N confectionata din tabla. Pe tot axul vertical se afla si cele doua dispozitive care indica, unul directia, celalalt viteza vantului. Aceste doua dispozitive constituie partea mobila a giruetei.

Fig.19.Girueta Wild

Dispozitivul indicator al directiei vantului numit si pana de vant sau ampenaj este alcatuit dintr-o vergea metalica orizontala prevazuta la o extremitate cu doua placi metalice care formeaza intre ele un unghi de aproximativ 20⁰, iar la cealalta extremitate se afla o contragreutate constand dintr-o sfera de plumb. Sub influenta vantului, pana se orienteaza astfel incat contragreutatea se indreapta in directia din care bate vantul. Pozitia contragreutatii se compara cu roza vanturilor, fixata mai jos si astfel se determina directia vantului.

La partea superioara a axului vertical se afla dispozitivul de viteza format dintr-o placa metalica cu dimensiuni de 15 x 30 cm si masa de 200 g (girueta cu placa usoara) sau 800 g (girueta cu placa grea). Aceasta placa este astfel montata incat se misca solidar cu dispozitivul indicator al directiei vantului si se orienteaza intotdeauna perpendicular pe directia acestuia.

Sub actiunea vantului placa se indeparteaza de pozitia verticala facand cu aceasta un unghi a carui marime depinde de viteza vantului. Devierea placii se apreciaza cu ajutorul unui arc de cerc metalic pe care se gasesc 8 dinti (4 lungi si 4 scurti), numerotati de jos in sus, de la 0 la 7. Dintele din dreptul caruia oscileaza placa reprezinta o masura a vitezei vantului. Primul dinte, notat cu 0, indica pozitia verticala a placii - timp calm.

Fig.20.Anemometru mecanic; a-cu cupe, b-cu morisca cu palete

Anemometrul mecanic cu cupe (fig.20) este format dintr-un sistem cu cupe fixate la capatul unui ax vertical, foarte mobil in jurul axei lui, prin intermediul unui sistem de rulmenti. Capatul opus al axului vertical se termina cu un surub fara sfarsit (melc), care angreneaza un sistem de rotite dintate. Toate rotile dintate de transmisie se afla intr-o carcasa, prevazuta cu un cadran pe care gasim acele indicatoare ale numarului de rotatii efectuate de cupele anemometrului. Acul mare se deplaseaza pe cadranul mare care are 100 de diviziuni, doua ace mai mici se misca pe cadranele cu inscriptia "o suta" si "o mie" avand fiecare cate 10 diviziuni. In timpul in care acul mare va face o turatie completa, acul mic de pe cadranul cu inscriptia "o suta" va inainta naumai cu o singura diviziune. In partea laterala a carcasei se afla un inel mobil cu ajutorul caruia se poate cupla sau decupla controlul. In partea inferioara a aparatului se afla un surub cu filet pentru a se putea insuruba intr-o prajina de lemn.

Anemometerul mecanic cu palete, are ca piesa receptoare o morisca cu palete. Anemometrele cu palete sunt confectionate la fel ca si cele cu cupe; singura deosebire este ca morisca cu paletele, in timpul determinarii vitezei vantului se orienteaza perpendicular pe directia acestuia.

Procedeul de lucru este indicat ca la anemometrul cu cupe, iar viteza vantului se exprima in m/s cu ajutorul graficului din certificatul de etalonare. Datorita constructiei sale anemometrul cu palete este mult mai sensibil decat cel cu cupe si de aceea, se foloseste numai la masurarea vitezelor mici.

Anemometrele cu cupe prezinta urmatoarele avantaje fata de anemometrul cu palete:

este mai rezistent, deci se poate folosi si la vanturile mai puternice;

nu trebuie orientat in directia vantului in momentul determinarii.

De remarcat este faptul ca anemometrele sunt dispozitive cumulative.

Viteza vantului nu se citeste instantaneu, ci doar dupa un anumit timp de functionare. Anemometrele electronice pot da citiri instantanee.

B.Metodica experimentala:

se studiaza girueta;

se determina viteza vantului cu anemometrul cu cupe - citire directa;

citire indirecta;

se determina taria vantului pe scara Beaufort;

se determina presiunea vantului cu formula: P=kv², k=0,06;

se construieste diagrama lunara a vantului, pe baza valorilor de frecventa;

se stabileste vantul mijlociu.

Datele se trec in urmatorul tabel:

=    =2