Windprofielen

Windprofielen beschrijven hoe de windsnelheid varieert met hoogte boven het aardoppervlak. Ze zijn fundamenteel in meteorologie en windengineering, omdat de windsterkte op verschillende hoogten bepalend is voor weersverwachtingen, verplaatsing van de luchtmassa’s en de belasting van gebouwen, bruggen en windturbines.

Veelgebruikte modellen voor windprofielen zijn het logaritmische profiel en het power-law profiel. Het logaritmische profiel geldt onder neutrale tot licht onstabiele atmosferische condities in de grenslaag en kan worden uitgedrukt als u(z) = (u*/κ) * ln(z/z0), waarbij u* de frictiewindsnelheid is, κ de von Kármánconstante (ongeveer 0,41) en z0 de terreinafhankelijke ruwe grond. Het power-law profiel heeft de vorm u(z) = u_ref (z/z_ref)^α, waarbij α afhankelijk is van het type terrein (open land, stedelijk, water) en van de atmosferische stabiliteit.

Meetmethoden en data: windprofielen worden bepaald uit metingen op verschillende hoogten met anemometers, en uit remote sensing-methoden zoals LIDAR, SODAR of windprofilers die de wind op diverse hoogten in kaart brengen. De waargenomen profielen variëren met tijd van de dag, weersomstandigheden en atmosferische stabiliteit, waardoor site-specifieke profielen vaak nodig blijven.

Toepassingen en beperkingen: ze worden gebruikt bij ontwerp en analyse van windbelastingen op bouwwerken, infrastructuur en windturbines, evenals bij klimaat- en luchtstroomonderzoek. Profielen zijn niet universeel; afhankelijk van terrein, omgeving en stabiliteit kunnen significante afwijkingen optreden. Daarom wordt vaak gekozen voor een combinatie van lokale metingen en gestandaardiseerde profielen.