DEE-53020 Tuulivoiman perusteet, 5 op Risto Mikkonen SH 311 lukuvuosi 2016-2017, 4. periodi ma 10-12 SE 201 ke 12-13 SE 201 Lasse Söderlund SJ 202 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 1
KURSSIN KOTISIVU; SUORITUSVAATIMUKSET www.tut.fi/smg/studies.php DEE-53020 Suoritusvaatimukset: Hyväksytysti suoritettu tentti Kolmen hengen ryhmissä tehtävä harjoitustyö 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 2
KURSSIN TAVOITTEET (1/2) Uusiutuvat sähköenergiateknologiat ammattiaine pyrkii osin painottamaan aihepiirien taustalla olevia luonnonilmiöitä. Tarkoituksena on rakentaa uusiutuvien sähköenergiateknologioiden perustietämys niin vahvaksi, että se antaa hyvän pohjan jatkaa alalla eteenpäin. Tuulivoima on niin poikkitieteellinen ala, että monesta sen osa-alueesta saisi helposti oman kurssinsa. Tällä kurssilla pyritään antamaan käsitys mm. seuraavista asioista: Tuuli luonnonilmiönä: ilmavirtauksiin vaikuttavat voimat, ilmavirtausten tyypit Mitä tuulen teho tarkoittaa? Miten tuulisuutta voidaan mallintaa? Mihin tuulivoimalan roottorin toiminta perustuu? Mitkä asiat vaikuttavat lapojen muotoiluun? Miksi tuulivoimaloissa on yleisimmin vain kolme lapaa? Miksi tuulivoimaloissa käytetään erityyppisiä generaattoreita? Miksi on olemassa vakio- ja muuttuvanopeuksisia voimaloita? Miten tuulivoimalan energiantuotantoa voidaan ennustaa? Lisäksi käsitellään tuulivoiman hankekehitystä. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 3
KURSSIN TAVOITTEET (2/2) Tavoitteena on, että kurssin suoritettuaan opiskelija osaa vastata esimerkiksi seuraaviin kysymyksiin: Miksi ilmavirtaus kiertää matala- ja korkeapaineen keskuksia tiettyihin suuntiin tietyllä puolella maapalloa? Mistä tuulivoimalan kokonaishyötysuhteen teoreettinen yläraja, 59.3%, saadaan? Miksi tuulivoimalan energiantuotantoa ei voida luotettavasti arvioida pelkän tuulennopeuden vuosittaisen keskiarvolukeman avulla? Mitä tuuliturbiinin mekaaninen teho tarkoittaa? Miksi kaksilapaisen tuulivoimalan roottori pyörii nopeammin kuin kolmelapaisen? Mitä tuulivoimalan lapojen lukumäärän kasvattamisesta seuraa? Miksi tuulivoimalan lavassa on kierrettä lavan pituusakselin suhteen? Mitä tuulivoimalan lavan sakkaaminen tarkoittaa? Miten erityyppisten tuulivoimaloiden generaattorit eroavat toisistaan? Mitä tarkoittavat tuulivoimalan hyötysuhde, huipunkäyttöaika ja kapasiteettikerroin? Kurssi keskittyy tuulivoiman luonnontieteellisiin perusteisiin. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 4
DEE-53020 Tuulivoiman perusteet Aihepiiri 1 Tuuli luonnonilmiönä: Ilmanpaine Ilmavirtojen liikkeisiin vaikuttavat voimat 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 5
ILMAKEHÄN RAKENNE 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 6
3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 7
MITÄ ON TUULI? Tuuli on ilmamolekyylien liikettä suhteessa maapallon pyörimisliikkeeseen. Täysin tyynessä säässä ilmamolekyylien ja maapallon pyörimisliikkeen nopeusvektorit ovat yhtä suuret, jolloin maanpäällisen tarkkailijan silmin ilma ei liiku. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 8
Ilmakehän rakenne Troposfääri ulottuu n. 8-10 km:n korkeuteen ja sen ylärajalla sijaitsee tropopaussi. Lämpötila laskee ylöspäin mentäessä xxx astetta. Myös ilmanpaine laskee. Lähes kaikki ilmakehään vaikuttavat sääilmiöt tapahtuvat troposfäärissä 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 9
Ilmakehän rakenne (Cont.) Stratosfääri ulottuu n. 50 km:n korkeuteen ja sen yläpuolisena rajana toimii stratopaussi. Stratosfäärin lämpötila nousee korkeuden mukana ollen stratopaussissa sama kuin maan pinnalla (otsonikerros). Otsonikerroksen vuoksi osa UV-säteilystä absorboituu stratosfääriin. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 10
Ilmakehän rakenne (Cont.) Mesosfääri ulottuu n. 80-90 km:n korkeuteen ja absorboi hyvin vähän Auringon lähettämää energiaa, lämpötila laskee ylöspäin mentäessä. Mesopaussissa lämpötila on noin -100 0 C. Meteorit eli tähdenlennot esiintyvät osin mesosfäärissä ja osin termosfäärissä. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 11
Ilmakehän rakenne (Cont.) Mesosfääri vaihtuu termosfääriin ja lopulta n. 500 km:n korkeudella eksosfääriin, joka vaihtuu planeettainväliseen avaruuteen. Maan magneettikenttä ulottuu n. 25 000 km:n korkeudelle maan pinnasta ja se jakaantuu kahteen kerrokseen. Näillä kerroksilla on tärkeä tehtävänsä aurinkotuulen ohjaamisessa Maan ohi. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 12
Ilmakehän rakenne (Cont.) Magnetosfäärissä liikkuvat protonit aiheuttavat voimakasta säteilyä. Termosfäärin alaosassa sijaitseva ionosfäärissä syntyvät revontulet, jotka aiheutuvat ilmakehään osuvista varautuneista elektroneista ja protoneista. Myös radioaallot heijastuvat sieltä. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 13
Boforia Nimitys 0 Tyyni < 0,2 Tuulen nopeus m/s 1 Hyvin heikko tuuli 0,3 1,5 2 Heikko tuuli 1,6 3,3 3 Kohtalainen tuuli 3,4 5,4 4 Kohtalainen tuuli 5,5 7,9 Vaikutus maalla Savu nousee pystysuoraan [3] Tuulen suunnan huomaa savun liikkeestä, mutta tuuliviiri ei käänny. Tuuli tuntuu iholla; puiden lehdet kahisevat; tuuliviiri kääntyy. Puiden lehdet ja lehvät havisevat; kevyt lippu suoristuu. Maasta nousee pölyä ja irrallisia papereita; pienet oksat liikkuvat. Vaikutus merellä Peilityyni meri Meren pinnassa pieniä kareita. Pieniä, lyhyitä, selviä aaltoja, jotka eivät murru. Aallonharjat alkavat murtua; silloin tällöin läpinäkyvää vaahtoa aallon harjalla. pitkähköjä aaltoja, joiden harjalla valkoista vaahtoa 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 14
5 Navakka tuuli 8,0 10,7 6 Navakka tuuli 10,8 13,8 7 Kova tuuli 13,9 17,1 8 Kova tuuli 17,2 20,7 Pienet lehtipuut heiluvat. Suuret oksat heiluvat; puhelinlangoissa suhisee; sateenvarjoa vaikea pidellä. Puut heiluvat; on vaikea kulkea vasten tuulta. Puiden oksat katkeilevat; ulkona liikkuminen vaikeaa. Aallonharjat kauttaaltaan valkoisina vaahtopäinä; meri kohisee jatkuvasti. Aaltojen vaahto leviää; meri kohisee kumeasti. Aaltojen huiput murtuvat, vaahto järjestyy tuulen suuntaisiksi juoviksi, kohina kuuluu kauas. Aallot pitkiä ja verraten korkeita, vaahto tiheinä tuulen suuntaisina juovina. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 15
9 Myrsky 20,8 24,4 10 Myrsky 24,5 28,4 11 Myrsky 28,5 32,6 12 Hirmumyrsky 32,7 Rakennuksiin aiheutuu pieniä vaurioita (kattotiilet ja savupiippujen hatut irtoavat) Puut irtoavat juurineen, Rakennuksille aiheutuu huomattavaa vahinkoa. Metsää kaatuu; rakennukset siirtyilevät (erittäin harvoin sisämaassa). perinpohjaista tuhoa Aallot korkeita ja niiden pärske huonontaa hiukan näkyvyyttä; meri pauhaa. Merenpinta valkoisena vaahdosta; pauhu kovaa ja puuskittaista; pärske huonontaa näkyvyyttä. Näköpiirissä olleet laivat katoavat aaltovuorten taakse; koko merenpinta valkoisena. koko merenpinta valkoisena, näkyvyys erittäin huono 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 16
ILMANPAINE (1/2) Ilma kohdistaa voiman kaikkiin kappaleisiin, joiden kanssa se on kontaktissa. Unohdetaan gravitaatio, ja tarkastellaan ilmaa suljetussa vakiotilavuudessa. Suljetun tilavuuden seinämiin kohdistuva voima on seuraus tilavuuden sisällä olevien ilmamolekyylien satunnaisesta törmäilystä seinämiin. Ilmamolekyylien liikkeen vilkastuminen kasvattaa seinämiin kohdistuvaa voimaa. Liikkeen vilkkautta saadaan kasvatettua lisäämällä suljetun tilavuuden ilmamolekyylien määrää tai nostamalla lämpötilaa. Paine määritellään voimana pinta-alayksikköä kohti. Ilmanpaine tarkoittaa sitä voimaa pinta-alayksikköä kohti, jonka ilma kohdistaa sen kanssa kontaktissa olevaan kappaleeseen. Esimerkiksi polkupyörän rengaspaine kasvaa, kun lisätään ilmamolekyylien lukumäärää tai kasvatetaan niiden lämpötilaa. Suljetussa vakiotilavuudessa lämpötilan nostaminen ei kuitenkaan vaikuta ilman tiheyteen (kg/m 3 ). 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 17
ILMANPAINE (2/2) Ilmakehä ei ole suljettu tilavuus, joten esimerkiksi lämpötilan muutos aiheuttaa tiheyden muutoksen. Lisäksi gravitaatiolla on hallitseva merkitys ilmanpaineeseen ilmakehässä. Tietyn kohteen ilmanpaine mitataan ilman painona pinta-alayksikköä kohti. Mitä korkeammalla merenpinnasta ollaan, sitä pienempi on ilman paino, sillä sitä vähemmän kohteen yläpuolella on ilmaa, johon gravitaatio vaikuttaa. Keskimääräinen ilmanpaine merenpinnan tasolla vastaa noin yhden kg:n massaa neliösenttimetrille: 2 1.0328746 kg 9.81 m s pavg 101325 Pa. 4 2 10 m Vaikka paineen SI-yksikkö on Pascal (N/m 2 ), ilmanpaine esitetään yleisimmin bareina: 1 Pa = 0.01 mbar p avg = 1.01325 bar = 1013.25 mbar. Pohdintaa: Jos merenpinnan tasolla sijaitsevan talon kattopinta-ala on 100 m 2 (10 6 cm 2 ), katon yläpuolella oleva ilma kohdistaa kattoon miljoonan kg:n massaa vastaavan voiman. Miksi talon katto ei romahda? 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 18
ILMANPAINEEN PYSTYSUUNTAISET MUUTOKSET Gravitaation seurauksena ilmakehän korkeimmat ilmanpainelukemat löytyvät merenpinnan tasolta, sillä maan vetovoima puristaa ilmaa sitä enemmän, mitä enemmän tarkastelukohdan yläpuolella on ilmamassaa. Mitä korkeampi on ilmanpaine, sitä suurempi on ilmamolekyylien määrä tilavuusyksikköä kohti eli sitä suurempi on ilman tiheys. Ohuessa vuoristoilmassa on alhaisen ilmanpaineen vuoksi happimolekyylien määrä tilavuusyksikköä kohden pienempi kuin merenpinnan tasolla. Siksi myös hengittäminen tuntuu hankalammalta. Pystysuuntainen ilmanpaineen profiili esitetään yleensä standardin ilmakehän avulla, joka on malli todellisesta ilmakehästä. Standardi ilmakehä perustuu ilmakehän olosuhteiden keskiarvoistamiseen kaikilla leveyspiireillä kaikkina vuodenaikoina. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 19
CASE Arvioi a) lämpötilan b) paineen muutosta korkeuden suhteen merenpinnan tasosta. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 20
HYDROSTATIIKAN PERUSYHTÄLÖ TERMODYNAMIIKAN ENSIMMÄINEN PÄÄSÄÄNTÖ dp gdz Taseraja Tasetila Ympäristö Suljettuun systeemiin tuotu lämpö + systeemiin tehty työ = systeemin sisäenergian muutos. du = dq + dw dq dw 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 21
TILAVUUDEN MUUTOSTYÖ dw rev F dx p Adx dv Adx W 1 2 =? dw rev pdv (Tasetilaan tuotu työ määritelty positiiviseksi) 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 22
ENTALPIA Entalpia h = aineeseen sitoutunut kokonaisenergia sisäenergian ja paisuntatyön summa h u pv 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 23
RECAP Adiabaattinen lämpötilan aleneminen dt dz 1 0 adiab. 100 C m 3.4837 p T p 101.29 0.011837 z 4.793 10 7 z 2 ( z 5 km) 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 24
ILMANPAINEEN VAAKASUUNTAISET MUUTOKSET Gravitaatio vaikuttaa ilmanpaineeseen vain pystysuunnassa, joten vaakasuuntaiset muutokset johtuvat lämpötilan ja ilmankosteuden muutoksista. Lämpötilan kasvu pienentää ilman tiheyttä, mikä edelleen pienentää ilman painoa pinta-alayksikköä kohti. Lämpötilan kasvu pienentää ilmanpainetta. Ilma sisältää aina kosteutta, joten vesimolekyyli kuuluu ilmamolekyyleihin. Ilmankosteuden muutokset aiheuttavat ilmamolekyylien massan muutoksen. Veden molekyylimassa on pienempi kuin hapella ja typellä. Koska vesimolekyyli ottaa ilmassa happi- tai typpimolekyylin paikan, ilmankosteuden lisääntyminen pienentää ilman massaa, mikä edelleen pienentää ilman painoa pinta-alayksikköä kohti. Ilmankosteuden kasvu pienentää ilmanpainetta. Vaakasuuntaiset ilmanpaineen muutokset määrittävät pääosin vallitsevan säätilan, vaikka ne ovatkin huomattavasti vähäisempiä kuin pystysuuntaiset muutokset. Pystysuunnassa ilmanpaine muuttuu useita satoja millibareja, kun noustaan muutaman kilometrin korkeudelle merenpinnasta. Vaakasuunnassa ilmanpaineen muutos jää lähes aina 100 mbarin alapuolelle. Sääkartoilla esitetyt ilmanpainelukemat ovat aina lukemia merenpinnan tasolta. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 25
MATALA- JA KORKEAPAINEET Sääennusteiden ilmanpainekartat esittävät merenpinnan tason ilmanpainelukemia tasa-arvokäyrien, eli isobarien, avulla. Ilmanpaine pysyy vakiona tasaarvokäyrää pitkin kuljettaessa. Matalapaineen keskuksessa ilmanpaine on ympäristöään alhaisempi. Korkeapaineen keskuksessa ilmanpaine on ympäristöään korkeampi. Absoluuttiset ilmanpainelukemat eivät kuitenkaan ole ilmavirtausten kannalta tärkeässä roolissa. Sen sijaan painegradientilla, eli paineen muutoksella pituusyksikköä kohti, on ratkaiseva rooli. Pohdintaa: Miten painegradientti käy ilmi ilmanpainekartasta? 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 26
TENDENSSI Ilmanpaineen muutosnopeuden mittana on ilmanpaineen tendenssi eli ilmanpaineen muutos kolmessa tunnissa. Ilmanpaineen noustessa se on positiivinen ja laskiessa negatiivinen. Tavallisimmat muutosnopeudet ovat luokkaa 0-2 mbar / 3h. Voimakkaiden myrskyjen yhteydessä tendenssi voi olla huomattavasti suurempi. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 27
TUULI LUONNONILMIÖNÄ Tuuli on ilman liikettä suhteessa maapallon pyörimisliikkeeseen. Ilmavirtojen liikkeeseen vaikuttavia voimia voidaan luokitella viisi kappaletta: Painegradienttivoima Keskihakuvoima Coriolis-voima Kitka Gravitaatio 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 28
PAINEGRADIENTTIVOIMA Painegradientti poikkeaa nollasta, jos ilmanpaine muuttuu paikan suhteen. Painegradientti saa ilmamolekyylit liikkeeseen painegradienttivoima. Ilmiötasolla kyse on kaasujen ja nesteiden tiheyserojen tasoittumisesta, jota luonnontieteissä kutsutaan yleisesti diffuusioksi. Ilmanpaineen absoluuttinen arvo ei vaikuta painegradienttiin. Ainoastaan ilmanpaineen muutoksella ja kohteiden välisellä etäisyydellä on merkitystä. Kuvan kaikissa tilanteissa painegradientin itseisarvo pysyy muuttumattomana, 0.02 mbar/m. Kuvassa (c) painegradientin suunta on vastakkainen kuviin (a), (b) ja (d) verrattuina. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 29
PAINEGRADIENTTIVOIMA Fpg m Fpg m Fpg m, y, z 1 d p dx, x = ilmasolun tiheys 1 d p dy 1 d p dz p = ilmanpaine m = ilmasolun massa Kyseessä on yksinkertaisesti Newtonin II peruslaki F pg, x m 1 d p dx kiihtyvyys 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 30
KESKIHAKUVOIMA Newtonin I laki: kiihtyvässä liikkeessä olevaan kappaleeseen kohdistuu aina nollasta poikkeava nettovoima. Kaarevalla radalla oleva kappale on aina kiihtyvässä liikkeessä, sillä mahdollisesta vakiovauhdista huolimatta nopeuden suunta muuttuu jatkuvasti. Kun moukarinheittäjä irrottaa vaijerista, metallikuula lähtee tangentin suuntaan, jolloin vakionopeus on ideaalitilanteessa mahdollista. Ennen irrottamista heittäjä kohdistaa moukariin sisäänpäin vaikuttavan voiman, joka rajoittaa sen liikeradan ympyräksi. Tätä voimaa kutsutaan keskihakuvoimaksi. Keskihakuvoiman suunta on aina kaarevan radan keskipistettä kohti. Ilmavirtojen reitit ovat harvoin suoria, joten keskihakuvoima vaikuttaa myös tuuliin. Ilmavirtojen yhteydessä keskihakuvoima ei ole oma itsenäinen voimansa, vaan se on seuraus muiden voimien välisestä epätasapainosta. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 31
CORIOLIS-VOIMA (1/3) 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 32
CORIOLIS-VOIMA (2/3) Punainen nuoli osoittaa ilmavirtauksen suuntaa. Kuvassa (a) suunta on tarkastelun alkuhetkellä alhaalta ylös (etelästä pohjoiseen) sekä avaruudessa olevan että maanpäällisen tarkkailijan silmin. Kuva (b) esittää samaa tilannetta hieman myöhemmin. Avaruudessa olevan tarkkailijan silmin ilmavirtauksen suunta on edelleen alhaalta ylös, mutta koska maapallon ilmansuuntakoordinaatisto kiertyy maapallon pyöriessä, maanpäällisen tarkkailijan silmin ilmavirtauksen suunta ei enää olekaan etelästä pohjoiseen. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 33
CORIOLIS-VOIMA (3/3) Jos maapallo ei pyörisi, ilma virtaisi suoraan korkeapaineesta matalapaineeseen. Coriolis-ilmiö on seuraus maapallon pyörimisestä oman akselinsa ympäri. Pyörimissuunta on kohti itää, minkä vuoksi maapäällisen tarkkailijan silmin ilmavirtaus kaartuu pohjoisella pallonpuoliskolla oikealle ja eteläisellä vasemmalle. Mitä nopeammin ilma virtaa, sitä voimakkaammin coriolis-ilmiö vaikuttaa. Mitä nopeammin ilma virtaa, sitä pidemmän matkan se kulkee aikayksikössä. Mitä pidemmän matkan ilma liikkuu, sitä suurempi on coriolis-poikkeaminen. Tangentiaalinen nopeus =maan pyörimisliikkeestä seuraava maan pinnan tangentin suuntainen nopeus itäänpäin. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 34
KITKA (1/2) Kitka mielletään usein kiinteiden kappaleiden välistä liikettä vastustavaksi voimaksi. Kitka on kuitenkin merkittävä tekijä myös nesteiden ja kaasujen liikkeessä. Nesteen ja kaasun sisäistä kitkaa kutsutaan viskositeetiksi. Mikroskooppisesti nesteen/kaasun kitka johtuu molekyylien satunnaisesta liikkeestä. Molekyyliviskositeetti ei kuitenkaan merkittävästi vaikuta suuremmassa mittakaavassa ilmavirtojen liikkeeseen. Suuressa mittakaavassa nesteen/kaasun kitka johtuu virtauksen pyörteistä. Pyörreviskositeetti vaikuttaa merkittävästi ilmavirtojen liikkeeseen. Kun ilmavirtaus kohtaa esteen, pyörteitä syntyy kuvan mukaisesti esteen taakse. Osa ilmavirtauksen liike-energiasta kuluu pyörteisiin, joten pyörreviskositeetti hidastaa ilmavirtauksia. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 35
CASE - PYÖRREVISKOSITEETIN HYÖDYNTÄMIEN 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 36
KITKA (2/2) Mitä epätasaisempi maan pinta on, sitä voimakkaammin pyörreviskositeetti hidastaa ilmavirtausta. Esimerkiksi pelto hidastaa ilmavirtausta vähemmän kuin metsä. Pyörreviskositeetti heikkenee nopeasti, kun etäisyys maan pinnasta kasvaa. Tästä syystä tuulen nopeus on sitä suurempi, mitä korkeammalle noustaan. Kun noustaan noin 1 km korkeudelle maan pinnasta, pyörreviskositeetti ei enää käytännössä vaikuta ilmavirtaukseen. Sitä ilmakerrosta, jossa pyörreviskositeetti hidastaa ilmavirtausta, kutsutaan rajakerrokseksi tai kitkakerrokseksi. Rajakerroksen paksuus on luokkaa 1 km.. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 37
GRAVITAATIO Koska ilmavirrat koostuvat massallisista hiukkasista, gravitaatio vaikuttaa niiden liikkeeseen. Koska gravitaatiovoima vaikuttaa maan pintaa vastaan kohtisuorasti, gravitaatio ei vaikuta maan pinnan suuntaisten ilmavirtausten energiaan. Gravitaatio vaikuttaa laskeviin ja nouseviin ilmavirtauksiin. Hellejaksojen jälkeisiin koviin ukkosiin usein liittyvät syöksyvirtaukset ovat yksi esimerkki gravitaation vaikutuksesta ilmavirtauksiin. Syöksyvirtaus syntyy, kun sadepisarat haihtuvat pilven alapuolella kuivassa ilmassa. Haihtuminen sitoo energiaa, joten ilman lämpötila laskee paikallisesti. Samalla ilman tiheys kasvaa lämpövärähtelyn vaimentuessa. Syntynyt raskas ilma putoaa nopeasti alaspäin ja kääntyy vaakasuuntaiseksi kohdatessaan maan pinnan. 3/6/2017 DEE-53020 Tuulivoiman perusteet 38