Værballong. Bilde: Privat
I denne oppgaven skal vi se nærmere på hvordan vindhastigheten endrer seg med høyden og om den observerte vinden passer med en formel som blir brukt til å estimere den vertikale vindprofilen.
Vindhastigheten er målt i Stavanger, 4. februar 2016.
1. Målingene er gjort med en værballong som driver med vinden. Værballongen har en GPS som måler posisjonen til ballongen med jevne tidssteg. Ut ifra det du vet om tid, avstand og fart, hvordan kan posisjonene brukes til å finne farten?
2. Last inn vinddata i Geogebra. Vindhastigheten er målt i knop. Gjør om til m/s, og plott vindprofilen. Plott høyde på y-aksen og vind på x-aksen og skaler aksene. Beskriv det du ser. Hvorfor tror du vinden er anderledes nær bakken sammenlignet med høyere oppe? Bruk gjerne tilgjengelige hjelpemidler.
3. Finn vinden 10 m over bakken grafisk (kryssningspunktet mellom y = 10 og grafen).
Det er både dyrt og tidkrevende å måle vind ved hjelp av en værballong, å måle vinden på bakkenivå er derimot enklere. Dersom vi vet vinden ved 10 meters høyde, kan vi beregne vindhastigheten høyere oppe, ved formelen under:
\(v(h)=v_{10} \bigg(\frac{h}{10}\bigg)^{0.3}\),
hvor \(v =\)vindhastigheten [m/s]; \(v_{10} =\) vindhastigheten 10 m over bakken [m/s]; \(h =\) høyde over bakken[m].
4. I og med at vi har byttet om på x- og y-aksen, må ligningen løses med hensyn på h. Omformuler ligningen og skriv den inn i GeoGebra (for \(v_{10}\) bruker du svaret du fikk i Oppgave 3).
5. Sammenlign denne grafen med dine datapunkter, stemmer den? Ut i fra det du ser, hvilket høydeintervall vil du si at formelen stemmer for?
6. Finn stigningstallet til grafen for h = 500 m, både ved derivasjon, og grafisk. Sammenlign svarene.
Kilder :
Vinddata er hentet fra University of Wyoming (http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html).
Forfatter
Hilde Marie Vaaga