Vindprofil

Vindprofil, eller vindprofilen, är hur vindens hastighet och riktning förändras med höjden över marken. Den uppstår i atmosfärens gränsskikt och påverkas av markens struktur (roughness), stabilitet i atmosfären och turbulens. Vindprofilen är central inom meteorologi, vindkraft och flygtrafik eftersom den beskriver hur vindförhållanden varierar från kustnära låg höjd till roterande vindfält på större höjder.

Två vanliga sätt att beskriva vindprofilen är den logaritmiska profilen och den kraftlagbaserade profilen. Den logaritmiska profilen används i neutral eller måttligt instabil stratifikation och ges av U(z) = (u*/k) ln(z/z0), där U är vindhastigheten vid höjden z, u* är friktionshastigheten, k är von Kármán-konstanten (≈0,41) och z0 är markens roughnesslängd. Den kraftlagsbaserade profilen använder U(z) = U_ref (z/z_ref)^α, där α är vindskjuvningsfaktorn som varierar med terräng och stabilitet och ofta ligger mellan cirka 0,1 och 0,2 i neutrala förhållanden.

Mätning och uppskattning av vindprofilen görs genom mätmastertorn, LiDAR och SODAR samt genom modeller som anpassar sig efter markförhållanden och stabilitet (t.ex. Monin-Obukhov-similitetsteori). Vindprofilen används för att uppskatta vindresurser vid höjder där turbinerna opererar, beräkna laster på konstruktioner och modellera utbredning av föroreningar och andra processer i atmosfären.

Begränsningar inkluderar diurnala och säsongsmässiga förändringar, terrängens påverkan och antagandet om stationära förhållanden, vilket gör att verkliga profiler ofta kräver lokala justeringar.