Alat Ukur Angin Permukaan (Konvensional)

Wind Velocity adalah suatu besaran vektor tiga dimensi dengan fluktuasi acak dalam skala kecil di atmosfer dan dalam waktu yang bersamaan mengikuti pergerakan udara dalam skala yang lebih besar. Pengamatan angin permukaan umumnya dijabarkan dalam vektor dua dimensi melalui dua parameter, yaitu; arah dan kecepatan (Mazzarella, 1972, WMO No.8).

Umumnya pengamatan angin permukaan (e.g. horizontal wind speed) adalah rata-rata pengamatan selama periode 10 s/d 60 menit, sesuai dengan kebutuhan Forecast.

Climatological statistics biasanya memerlukan data rata-rata pengamatan untuk setiap jam, rata-rata periode siang hari dan periode malam hari. Untuk laporan synoptic, pengamatan dilakukan dalam rata-rata 10 menit.

Kebutuhan Penerbangan (Aeronautical applications) justru membutuhkan rata-rata pengamatan yang lebih singkat, yaitu rata-rata setiap 1 menit, untuk mengetahui fluktuasi angin turbulensi dan gusty.

Pengamatan Wind speed dilaporkan dalam 0.5 m/s atau dalam satuan lain seperti: knots, km/jam, mil/jam atau satuan kecepatan lainnya yang relevan.

Wind direction dilaporkan dalam derajat dengan resolusi 10 derajat. Pelaporan menggunakan kode: 01 … 36 (contoh, kode 2 berarti angin berhembus dari arah 15-25°). Data merupakan rata-rata pengamatan dalam periode 10 menit.

Persyaratan Meteorologi

Accuracy untuk horizontal speed adalah 0.5 m/s dibawah 5 m/s dan 10% diatas 5 m/s. Wind direction diukur dengan accuracy 5°. Persyaratan akurasi ini merupakan hal yang mudah untuk dipenuhi oleh peralatan-peralatan modern.

Aspek yang cukup sulit dalam pengukuran angin permukaan adalah penempatan dari anemometer. Karena dapat dikatakan hampir tidak mungkin untuk menemukan lokasi yang dapat representatif untuk mewakili area yang cukup luas, sehingga direkomendasikan untuk menghitung/memperkirakan kesalahan penempatan ini (exposure errors).

Beberapa applikasi memerlukan information mengenai angin kencang sesaat (gusty), sehingga memerlukan pengamatan dalam interval yang lebih singkat. Aplikasi tersebut diantaranya; ‘nowcasting’ for aircraft take-off and landing, wind-load climatology, air pollution dispersion problems, and exposure correction.

Metode Pengukuran dan Pengamatan

Angin permukaan biasa diukur menggunakan wind vane and cup or propeller anemometer. Sensor yang digunakan cup -rotor dan propeller anemometers, sedangkan untuk arah angin menggunakan direction vanes. Cup dan vane, propeller dan vane, ataupun propellers stand alone dengan common combinations.

Instalasi Anemometer

1. Letaknya harus bebas hambatan, idealnya berjarak 10 x dari tinggi hambatan.

2. Ketinggian anemometer = 10 m.

3. Tiang harus kuat dan diberi pijakan untuk dinaiki.

4. Penahan tiang diberi pondasi dan labrang yang salah satu labrang menghadap utara.

5. Bila sensor WS (Wind Speed) dan WD (Wind Direction) terpisah, maka kedudukannya menghadap Utara-Selatan.

6. Bila menggunakan solar sell, dipasang menghadap selatan dengan sudut 10-300 derajat.

7. Untuk proteksi dipasang Lighting Protector, Sourge Protector, dan Line Protector.

8. Bila dipasang tersendiri maka harus diberi pagar.

Estimasi Pengamatan Angin Permukaan

Dalam kondisi tertentu dimana pengukuran secara instrumen tidak dapat dilakukan, maka pengamatan harus dilakukan dengan estimasi. Walaupun memiliki tingkat kesalahan yang cukup besar namun dapat diterima bila tetap berpegang dengan metode yang dapat dipertanggungjawabkan. Untuk estimasi pengamatan angin permukaan dapat digunakan metode “skala Beaufort”.

Alat Ukur Kecepatan Angin Permukaan

Skala Beaufort (Estimation)
Wind Shock (Estimation)
Cup Rotor Anemometer (Measure the wind force by directly)
Plate Anemometer (Measure the wind force by directly)
Hot-disk anemometers (Temperature gradient across a chip arrangement)
Hot-wire anemometers (Measure the cooling of thing heated wires)
Pitot tube anemometers (Measure the overpresure in a tube that is kept aligned with the wind vector by means of a direction vane)
Sonic anemometers (Measure the time between emission and reception of an ultrasonic pulse travelling over a fixed distance (Kaimal, 1980))
Remote wind sensing (Techniques with sound (SODAR), light (LIDAR) or electromagnetic waves (RADAR))

Alat Ukur Arah Angin Permukaan

1. Arah Angin Horizontal

Wind Cock (Estimasi)
Wind Shock (Estimasi)
Wind Vane (Mengukur arah angin langsung)
Sonic -2D Anemometer (Mengukur gerakan partikel di udara dengan ultrasonic 2D)
Remote Wind Sensing (Memanfaatkan effek Doppler)

2. Arah Angin Vertikal