Использование энергии ветра

Ветер – возобновляемый источник энергии. Энергия ветра уже давно используется людьми – вспомним парусные суда, ветряные мельницы. На территории России та часть ветра, которая могла бы использоваться уже при современном состоянии техники составляет не менее 10 млрд. КВт.

Однако использовать энергию ветра очень сложно, так как его скорость постоянно колеблется в широких пределах. Современные ветряные двигатели устроены так, что могут работать при скоростях ветра от 2 м/с до штормовых. Лопасти ветрового колеса автоматически поворачиваются при изменении направления и скорости ветра. Применяются также различные способы аккумулирования энергии ветра, хотя все они сложны в эксплуатации и требуют больших затрат. Наиболее целесообразно применение ветреных установок, где невозможно использовать другие источники энергии.

Сбор данных о ветровом режиме осуществляет главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова. Эти данные используются при проектировании промышленных объектов, различных летательных аппаратов, проектировании городов, при строительстве высотных сооружений.

По формулам, учитывающим розу ветров можно рассчитать конфигурацию и протяжённость санитарно-защитной зоны промышленных предприятий, в которых не следует проводит жилищное строительство.

На направление воздушных потоков, особенно при слабых ветрах и на связанный с ними перенос загрязняющих веществ оказывает большое влияние рельеф местности. Он влияет также на образование приземных инверсий, ограничивающих высоту подъёма дыма из труб промышленых предприятий.

Синоптический анализ и прогноз

Непрерывные изменения в состоянии погоды связаны в первую очередь с процессами общей циркуляции атмосферы.

В связи с изменением погоды созданы службы погоды. В России это Гидрометеорологический центр. В его задачи входит:

1) своевременное информирование об изменениях погоды

2) информирование о краткосрочных и долгосрочных прогнозах погоды.

Все метеорологические сведения в Гидрометеорологический центр поступают со станций наблюдения, эти сведения обрабатываются и наносятся на синоптическую карту. На синоптические карты наносится фактическое состояние атмосферы в конкретный момент наблюдения: распределение характеристика воздушных масс, фронтов; расположение и свойства барических фронтов; характер и расположение облачности; наличие осадков; распределение температур и т.п. Карты составляются по наземным и высотным наблюдениям. Анализ синоптических карт даёт возможность получения информации о погоде, вплоть до любого района земного шара.

Главная и более трудоёмкая задача состоит всё-таки не в информации о погоде, а в прогнозе ожидаемых изменений, прежде всего на более короткий срок (1 – 2 суток). Иначе говоря, необходимо определить как в следующие несколько десятков часов должны будут переместиться и измениться синоптические объекты (барические системы, фронты и воздушные массы).

В настоящее время улучшение качества прогнозов достигается использованием вычислительных методов прогноза – численное интегрирование во времени уравнений динамики и термодинамики атмосферы при широком использовании начальных значений метеовеличин.

Гораздо сложнее дать долгосрочный прогноз (на декаду, месяц, сезон, год), степень точности в этом случае неизбежно ниже, чем при краткосрочных прогнозах. Для долгосрочного прогноза уже не подходит анализ ежедневных синоптических карт. Приходится обобщать карты за те или иные периоды времени.

Долгосрочные прогнозы основывают на анализе синоптических карт за определенный период времени, при этом исходят из предположения, что за начальными условиями в реальном случае следует сходное дальнейшее развитие. Однако такие предположения весьма условны, так как небольшие изменения в начальных условиях могут привести к совершенно иному ходу процесса.