Hur mäts vind?

Vinden har i alla tider varit en naturkraft att ta hänsyn till, både som ett hot i form av starka vindar som kan medföra stor ödeläggelse och som en tillgång i form av vindenergi för t ex segelsjöfarten och vindkraftverk. Denna text beskriver hur vinden mäts.

Allmänt om vindmätningar

En vindmätare (eller anemometer som den också kallas) ska enligt föreskrifterna placeras på tio meters höjd över en slät yta utan störande objekt i omgivningen. Avståndet till andra andra objekt bör vara minst 10 gånger objektets höjd.

Ofta placeras vindmätaren i toppen av en mast eller liknande. Om vindmätaren placeras vid sidan masten bör den monteras på ett stag av en längd minst tre gånger mastens bredd.

En helt perfekt placering kan i praktiken vara svårt att uppnå. Det kan
t ex finnas byggnader eller vegetation i närheten, men placeringen av mätstationen görs för att i möjligaste mån minimera dessa felkällor.

Vindriktningen anger från vilket håll det blåser i form av väderstreck eller ett gradvärde. En sydlig vind kommer således från söder vilket också kan anges som 180 grader. 360 grader betyder att vinden kommer ifrån norr, ej att förväxlas med 0 grader som anges då det är vindstilla eller växlande vind.

Vindhastigheten anges ofta på två olika sätt, medelvind och byvind. SMHIs observationer av byvind avser det högsta momentana (2-3 sekunder) mätvärdet under en mätperiod av 1 timme. Medelvinden är medelvärdet av vindhastigheten under 10 minuter.

Ladda ner observationsdata för vindriktning och vindhastighet Länk till annan webbplats.

Den högsta uppmätta medelvinden för kuststationer i Sverige är 40 m/s vid Ölands södra grund den 17 oktober 1967 (dock var vindmätaren där placerad högre än önskvärda 10 meter). För fjällstationer är motsvarande rekord 51,8 m/s vid Stekenjokk den 1 februari 2024. Den högsta byvinden är 81 m/s uppmätt i Tarfala den 20 december 1992.

Automatstationer

Alla SMHIs vindobservationer utförs idag vid automatstationer. Den senaste generationen av automatstationer började installeras 1995 och idag är ca 140 stycken sådana i drift.

För vindmätningar använder SMHI förutom sina egna stationer även cirka 20 stationer ägda av Försvarsmakten och cirka 20 stationer vid civila flygplatser.

Ultraljudsinstrument

Den modernaste typen av vindmätare som används inom SMHI fungerar enligt en princip som bygger på att mäta den hastighet som ultraljud har genom luften.

Ultraljudsinstrumentet består av en basenhet, på vilken det högst upp sitter monterat fyra böjda armar. Armarna är placerade så att de parvis är riktade mot varandra. I slutet av varje båge sitter en kombinerad ultraljudssändare och ultraljudsmottagare.

Instrumentet mäter ljudets hastighet i luft, vilken är beroende av vindhastighet och luftens temperatur. Om vinden har samma riktning som ljudvågen, kommer ljudvågen att förflytta sig fortare. Om vinden istället har motsatt riktning jämfört med ljudvågen kommer det leda till att ljudets hastighet minskar.

Ljudets hastighet är som nämnt också beroende av luftens temperatur. Därför mäts ljudets hastighet både med vindriktningen och mot vindriktningen. Då kan effekten av luftens temperatur dras bort och vindhastigheten kan beräknas.

En fördel med ultraljudsinstrumentet är avsaknaden av rörliga delar. I fjälltrakterna har det länge varit problematiskt att mäta vindhastigheten då rörliga delar lätt fryser fast som följd av isbildning på instrumenten vid låga temperaturer. Men ultraljudsinstrumentet har inga rörliga delar och de uppåtriktade bågarna kan lätt värmas upp för att förhindra isbildning.

Skålkorsanemometrar

En typ av vindmätare som fortfarande används i stor utsträckning är skålkorsanemometern. Den består av skålar monterade i ändarna på ett kors som roterar i vinden. Ju högre vindhastighet desto högre rotation hos skålkorset.

Dr J. T. R. Robinson uppfann skålkorsanemometern för vindmätning 1846. Den första skålkorsanemometern i Sverige togs i bruk 1909 och var av Finemans typ. Finemans anemometer ersattes 1923 av en efterföljare konstruerad av Johan Wilhelm Sandström. Dagens skålkorsanemometrar bygger på samma princip, även om datainsamlingen har moderniserats.

Propelleranemometrar

Automatstationer i den öppna handeln är ibland utrustade med propelleranemometer. SMHI använder inte propelleranemometer vid någon av våra ordinarie väderstationer, men de förekommer exempelvis på havsbojar.

Annars är grundprincipen densamma som för en skålkorsanemometer. Ju mer det blåser desto snabbare roterar propellern.

Äldre vindmätare

De tidigaste instrumentella vindmätningarna utfördes i Sverige med Kreügers vindmätare 1851. Den bestod av lod och hävarmar som rörde sig när vinden pressade mot en skärm.

1879 ersatte den nybildade Nautisk-Meteorologiska byrån Kreügers anemometer med Hagemanns vattenfyllda u-rör. Rörets ena sida vändes mot vinden som då pressade upp vattnet i rörets andra sida där en avläsning kunde ske. Dock innebar övergången till Hagemanns anemometer knappast någon förbättring och den avskaffades efter ett par decennier.

En vidareutveckling av Hagemanns instrument var Rungs anemometer som började användas 1908. Den var uppbyggd av ett rör kopplat till en tryckmätare i vilken vinden skapade ett undertryck som kunde avläsas.