现代大气探测学第七讲地面风的观测方法

1、现代大气探测学第七讲 地面风的观测方法 知识结构EL型电接风向风速计3测风仪器的安装 5概述1风的传感器2其他测风仪器 4气象应用68.1 概述.什么是风风-空气的水平运动，矢量风向风速2.风向 风向-风的来向十六方位3.风速风速-空气质点在单位时间内所移动的水平距离单位-米/秒记录-定时观测取整数，自记记录取一位小数等级 名 称陆 上 地 物 征 象相 当 风 速范围(m/s)中数0静风静，烟直上0.00.201软风烟能表示风向，树叶略有摇动0.31.512轻风人面感觉有风，树叶有微响，风向标能转动，旗飘动1.63.323微风树叶及小枝摇动不息，旗展开，高的草摇动不息3.45.444和风能吹

2、起地面灰尘和纸张，树枝动摇。高的草呈波浪起伏5.57.975劲风有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波。高的草波浪起伏明显8.010.796强风大树枝摇动，电线呼呼有声，撑伞困难。高的草不时倾伏于地10.813.8127疾风全树摇动，大树枝弯下来，迎风步行感觉不便13.917.1168大风可折毁小树枝，人迎风前行感觉阻力甚大17.220.7199烈风草房遭受破坏，屋瓦被掀起，大树枝可折断20.824.42310狂风树木可被吹倒，一般建筑物遭破坏24.528.42611暴风大树可被吹倒，一般建筑物遭严重破坏28.532.63112飓风陆上少见，其摧毁力极大32.6334.如何取得具有代表性的风资料？(

3、12大探) 风的观测一般是取某一时段内的平均风速和最多风向 气象台站观测中，一般是取两分钟的平均风速和最多风向，自记仪器是取十分钟的平均风速和最多风向风速风向平均风速 算术平均法计算平均风向时存在的问题：在处理风向平均时需要特别注意风向过北（即风向变化跨0）时导致结果失真的问题四种方法：算术平均法、标量平均法、矢量平均法以及单位矢量法 VVxVy0风矢量示意图 矢量平均法5.阵风 阵风（风的阵性）-瞬时风向风速在平均值附近涨落的变化和分布特性。WMO定义-在规定时间间隔（指十分钟）内，风速偏离其平均值的一个正的或负的偏距，其持续时间不超过两分钟者。测平均风速时，仪器要有优良的积分性能（即自动平

4、均能力）；测阵风，仪器应能反映瞬时风速，自动平均能力良好反而不利选择仪器要根据观测的要求来进行！8.2 风的传感器风向感应器风速感应器风的感应器风向标头部（平衡锤）水平杆尾翼风向感应器8.2 风的传感器风向标作用原理？风向标作用原理？灵敏性稳定性 当尾翼所受风压力矩风向标静摩擦力矩时，即在一定的起动风速V下，风向标才能转动。各种风向标的起动风速都不相同风向标应满足在小风速或风向改变不大的情况下，能很快地反映出风向变化来当风向改变时，由风向标本身惯性作用引起的摆动要小风向标起动风速一般风向标 0.5 m/s较好的风向标 风速资料处理注意要点？常见的风向标双叶型风向标菱形风向标流线型风向标它们各有

5、什么优缺点呢？8.2 风的传感器风速感应器风杯风速器 风速感应器测风原理过高效应？1）惯性 2） 垂直气流 3） 风向脉动一般的风杯风速表 过高效应 10%风向和风速的传送风向标：机械传送、电接式传送、电位计式传送、光电转换即格雷码盘等，其中最常用的是格雷码盘风速：机械式、电接式、电机式、磁感式和光电式即多齿光盘等，其中最常用的风速传感器是多齿光盘 格雷码盘8.3 EL型电接风向风速计 （已淘汰）1.基本组成 （1）感应器 a.风速部分的组成及各部分的作用 b.风向部分的组成及各部分的作用 （2）指示器 a.瞬时风速指示部分 b.瞬时风向指示部分 （3）记录器 a.瞬时风速记录部分 b.瞬时风

6、向记录部分感应器 风向部分由风向标、风向方位块、导电环、接触簧片等组成； 风速部分由风杯、交流发电机、蜗轮等组成 8.3 EL型电接风向风速计 （淘汰）指示器瞬时风速指示部分瞬时风向指示部分记录器风速记录部分风向记录部分EL电接风向风速计记录器EL电接风向风速计指示器8.4 其他测风仪器热线风速表 声风速表轻便风向风速表 EN型系列测风数据处理仪单翼风向风杯风速传感器传感器螺旋桨式风向风速感应器海岛自动测风系统 热线风速表是利用一根被加热的金属丝置于空气中，散热速率与周围空气的流速有关，利用这种特性来测量风速。 声风速表是利用声波在空气中的传播速度与风速之间的函数关系测量风速的。8.4 其他测

7、风仪器热线风速表 声风速表轻便风向风速表 EN型系列测风数据处理仪单翼风向风杯风速传感器传感器螺旋桨式风向风速感应器海岛自动测风系统 轻便风向风速表是测量风向和一分钟内平均风速的仪器，它用于野外考察或气象站仪器损坏时的备份。 8.4 其他测风仪器热线风速表 声风速表轻便风向风速表 EN型系列测风数据处理仪单翼风向风杯风速传感器螺旋桨式风向风速感应器海岛自动测风系统 EN型系列测风数据处理仪与特定感应器配套可以组成EN1型和EN2型两种自动测风仪。主要功能有：定时打印输出二分钟、十分钟平均风向风速；打印输出大风报警及解除警报的风向、风速及其出现时间，发出报警信号 风向感应器为单翼风标。当风标转动

8、时，带动格雷码盘，按照码盘切槽的设计，码盘每转动2.8，光电管组就会产生新的七位并行格雷码输出。 该感应器的头部是一组螺旋桨叶片，风向标部分制成飞机机身相似的外形，保持良好的流线型。该系统是专门为测量海岛出现的强风而设计的，其特点是具有较好的测强风能力。 根据风速随高度的变化情况以及为了观测和维护的方便，同时不受地形地物的影响，测风仪器的安装高度最好在1020米之间8.5 测风仪器的安装测风仪器安装的地点要求尽量开阔空旷，远离障碍物，使之不受气流涡旋的影响。因为建筑物、凹地、山谷等地形作用会使气流产生涡流、辐合、辐散，使风的资料只有小气候方面的意义，而缺少代表性 测风仪器必须垂直安装；安装测风

9、仪器的杆不能太粗，否则会改变气流的自然状况；仪器应安装在杆的顶端，如果需要安装在杆的中间，则应使用一定长度的横臂，以使风速仪器远离杆柱气象应用 风在天气预报中有着重要的作用，常作为良好的预报指标而广泛应用 风是一种自然力。我们可以利用风力发电；飞机选择适当的航线，就可以缩短飞行时间，减少油料消耗；风也可以将湿空气带到干旱地区，以减少旱情。但是，大风也可以吹倒树木，使建筑物倒塌遭到破坏；由于暴风而产生的波浪危及航行中的船舶安全，也可变成怒涛冲击海岸，破坏海岸建筑物气象应用 1、在天气预报方面 气旋与锋面逼近时，风力一般都要加大；反气旋中心移近时，风力就要减弱。气压系统加强或气压梯度加大时风力就要

10、大；而气压系统减弱或气压梯度变小时，风力就会减小 大风多具灾害性，对航运、渔业生产及军事活动的影响甚大，所以大风预报是风的预报的重点。大风的预报内容主要包括起风的时间、风向、风力和大风持续时间等。考虑在预报地区范围中今后是否会出现产生大风的气压场形势，如有无锋面过境。有无气旋发生发展，会不会出现南高北低或东高西低的气压形势，或其他可能产生大风的天气系统 此外，风对于霜的形成也有影响。有微风的时候，空气缓慢地流过冷物体表面，不断地供应着水汽，有利于霜的形成。但是，风大的时候，由于空气流动得很快，接触冷物体表面的时间太短，同时风大的时候，上下层的空气容易互相混合，不利于温度降低，从而也会妨碍霜的形

11、成。大致说来，当风速达到3级或3级以上时，霜就不容易形成了气象应用 2、在城市规划方面 为了尽可能地减少工厂排放的烟尘、废气对居住区的污染，城市规划尤其要考虑风的影响。各地都可根据该地的风频统计进行布局规划 规律一：在常年盛行一种主导风向的地区进行城市规划时，应将向大气排放有害物质的工业企业布局在盛行风的下风向，居住区布局在上风向 规律二：在风向随季节变化的地区进行城市规划时，应使向大气排放有害物质的工业企业避开冬夏季对吹的风向，布局在当地最小风频风向的上风向，居住区布局在下风向气象应用 3、在森林防火方面 风力的大小还与森林火灾的发生关系十分密切。风不仅能把植被吹干，有助于燃烧，而且在火灾发

12、生后，还能使火源得到充分的氧气供应，加速燃烧，同时使火花飞溅，影响火灾的形状，延伸火灾的外形，扩大火灾面积，使地面火变为树冠火。及时准确的预报会减免火灾的发生和将损失减到最小 4、在军事气象方面 风是海洋气象因素之一，它对海军平战时的活动影响很大。风力超过一定限度，还会影响海军兵器的使用，影响海军航空兵各种飞机的起降，甚至使飞机偏离预定航线。在海上防化学作战时，风向、风速也是必须考虑的因素之一。另外，风速对舰艇上无掩蔽人员的战斗力影响也很大。台风的影响就更大了，它使舰艇难以航行，飞机不能起飞，海上一切活动和训练演习都将被迫停止。所以，准确的预报对航行有重大意义 气象应用 5、其它 风速风向资料还广泛应用于建筑设计、输电线路设计、大气污染评价、风能资源开发等领域。风能主要被用于发电、电池充电、抽水或加工粮食等用途。大型现代化的风力涡轮可向用电设备供电，而小型的风力涡轮则多用于家庭和偏僻的乡村从而用来解决居民的能源需求。风能与其它能源相比，既有其