中科大高空气象探测课件第5章 单站高空测风记录

第五章单站高空测风记录整理一、计算量得风层风向、风速㈠计算量得风层的时间规定1、在0—21分钟，用每1分钟的读数分别计算各量得风层的风向风速2、在22—42分钟内，用每2分钟的读数分别计算各量得风层的风向风速。3、在43分钟以后，用每4分钟的读数分别计算各量得风层的风向风速。由于40与42分钟和39与43分钟计算出的量得风层的时间均为41.0分钟，规定一般情况采用39与43分钟计算41.0分钟的量得风层，只有在测风记录终止于42分钟时，才由40与42分钟计算41.0分钟的量得风层。㈡遇有失测时，计算量得风层的处理规定1、在0—20分钟内失测1分钟，记录不作失测处理，用失测前后一分钟的读数计算量得风层的风向、风速；失测＞1分钟，记录作失测处理。2、在20—40分钟内失测≤2分钟时，记录不作失测处理，用失测前后一分钟的读数计算量得风层；如失测＞2分钟，则记录作失测处理。3、40分钟以后失测≤4分钟时，记录不作失测处理，用失测前后一分钟的读数计算量得风层；如失测＞4分钟，则记录作失测处理。注意：当20、21分钟记录失测时，刚好跨在20分钟前后，此时记录应作缺测处理；当39、40、41分钟失测，刚好跨在40分钟前后，此时记录也应作缺测处理；三、遇有特殊情况的计算㈠当经纬仪的仰角器差∣Δδ∣≥±0.3°时，仰角读数必须进行订正。㈡观测中遇有气球过顶，且仰角大于90°时，需用仰角的补角，即180－δ及方位角±180°来计算量得风层，当α＞180°用“-”号；当α＜180°用“+”号。㈢观测点距施放点的距离＞30米时，应进行零点位移。即：将放球点的方位角读数和距观测点的距离作为0分钟的读数。二、计算规定高度的风1、规定高度的分类㈠距经纬仪规定高度:（米）：300、600、900；㈡距海平面规定高度（米）：500、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、7000、8000、9000、10000、10500、12000、14000以后每隔2000米为一层，到38000米为止；㈢等压面规定高度（hpa）：925、850、700、500、400、300、250、200、150、100、70、50、30、20、10。二、计算规定高度的时间㈠小球测风1、距经纬仪300、600、900的时间：直接用各规定高度除以气球升速。2、距海平面规定高度的时间：（距海平面规定高度—经纬仪拔海高度）÷2003、规定等压面时间：（各规定等压面的平均海平面高度—经纬仪拔海高度）÷200㈡雷达单独测风(1)位势高度计算方法根据各高度计算分钟的仰角和斜距值计算出几何高度后，进行大气折射订正、地球曲率订正、位势米与几何米的换算后得到位势高度。(2)确定时高线以探空记录纸的纵坐标表示时间，横坐标表示高度，根据地面及每分钟雷达天线位势高度在探空记录纸上得到时间——高度曲线。⑷求取规定高度的时间①经纬仪300、600、900米时间：②读取距海平面规定高度的时间：③规定等压面的时间：采用最接近的探空记录所得各等压面拔海高度，在时—高线上直接读取时间。注：当最接近的一次探空记录终止高度低于本次雷达单独测风高度终止时，高出部分的规定等压面高度可向前再推一个时次查找，如果还不能满足时，剩余部分规定等压面的高度，采用小球测风的规定等压面平均高度来代替。三、计算规定高度的风由各规定高度时间在相应量得风层中内插求取。四、计算规定高度风的特殊情况处理㈠过北处理当规定高度所处的相邻两个量得风层的风向变化经过正北时，求取两量得风层之间的风向差时，必须将风向较小的加上360°后，再求取风向差。㈡若风向变化很大，且相邻两个量得风层的风向差接近180°±3°时，必须根据记录中的前后4个量得风层进行判断，确定过南还是过北。㈢规定高度遇有上或下一量得风层失测时代替规定：1、低于或等于地面900米的规定高度，可用其上或下100米及其以内量得风层的风代替。2、距地900米以上，等于或低于海拔6000米的规定高度，可用其上或下200米及以内量得风层的风代替。当规定高度和用来代替的量得风层的高度中有一个高度小于或等于距地900米时，即用规定高度上或下100米及以内量得风层的风代替。3、海拔高于6000米的规定高度，可用其上或下500米及以内量得风层的风代替。当规定高度和用来代替的量得风层的高度中有一个高度小于拔海6000米时，即用规定高度上或下200米及以内量得风层的风代替。4、如果某规定高度根据代替规定不能代替，则该规定高度的风作缺测处理。5、最后一个量得风层的高度与其上一层规定高度的差值符合代替规定时，则上一层规定高度的风可用最后一个量得风层的风代替。6、如果规定高度上或下一量得风层的风为静风，可按以上代替规定，用其下或上一量得风层的风代替，若不符合代替规定，可用最接近的量得风层的风来代替，但是在摩擦层内该规定高度的风应作缺测处理。7、当规定层的上、下量得风层均为静风时，则该规定高度的风也为静风。8、如果规定层上或下一量得风层的风速为0，但有风向，则该规定高度的风向、风速须进行内插计算。第四节选择最大风层一、最大风层的标准：（1）在500hpa（或5500米）以上的量得风层中，从某一高度开始，到某一高度结束，出现风速大于30米/秒的“大风区”，在该“大风区”中风速最大的一层，就为最大风层。（2）在某“大风区”以上，又出现符合上述条件的“大风区”，且该“大风区”中的最大风速与前一“大风区”结束后的最小风速之差等于或大于10米/秒时，则该“大风区”中风速最大的一层，也为最大风层，其余类推。二、最大风层的选择方法1、在500hpa（或5500米）以上的量得风层中，找出风速连续大于30米/秒的“大风区”，在这个“大风区”中找出风速最大的一层，即为最大风层。2、如果在第一个“大风区”以上，又出现第二、第三个“大风区”，则根据以下条件继续选取最大风层，如果在前一“大风区”结束后的最小风速与后一“大风区”中最大风速的差值大于或等于10米/秒，则后一“大风区”中风速最大的一层也应选为最大风层。3、有时一个“大风区”只有一个量的风层，但只要符合最大风层的标准，就应选为最大风层。4、由于某些原因，在前一个“大风区”中选取的最大风层风速比第二个“大风区”中的最大风速还要小，但后一个“大风区”中的最大风速与前一个“大风区”结束后的最小风速之差又小于10米/秒，此时，应作为一种特殊情况，后一个“大风区”中最大风速层也应选为最大风层。5、同一个“大风区”中，最大风速相等，且有两层或以上时，则选取高度最底的一层作为最大风层。第五节小球测风净举力发生错误时的处理

净举力发生错误时的处理规定：当净举力错误＜5克时，记录照常整理；当净举力错误≥5克时，应重新计算实际升速，再进行记录的重新整理。二、计算实际升速1、根据球皮和绳重以及错误的净举力，计算出标准密度升速值。2、根据当时的气压和温度以及上述准密度升速值计算出实际升速。三、计算量得风层的实际风速㈠对风向无影响，不必进行处理。㈡风速订正：求出风速订正系数：实际升速/理论升速再将风速订正系数与原量得风层的风速相乘，即得量地风层的实际风速。四、计算规定高度的风速㈠计算规定高度的时间订正系数：理论升速/实际升速将原规定高度的时间与时间订正系数相乘，即得各规定高度的实际时间。㈡根据订正后规定高度的时间重新到订正后的量得风层中内插求取规定高度风速值。第六节高空风报告电码一、电码说明㈠高空风报告电码分成A、B、C、D四部，各部的识别组和编报内容见下表：部识别组编报的资料APPAA100hpa层及其以下各规定等压面层、最大风层的资料。BPPBB100hpa层及以下各规定拔海高度的资料。CPPCC100hpa层以上各规定等压面层、最大风层的资料。DPPDD100hpa层以上各规定拔海高度层的资料。㈡只要观测到应该编报的资料都必须按照规定进行编报，不得省略。㈢探测终止高度以上和低于测站的规定高度的发报层，可应省略不报。㈣如果没有探测到某部规定编报的任何资料时，该部可省略不报。（五）当发出的报文中有错时，应在规定的时间内，将整部报文重发更正报。若某部拍发过一次更正报后，不得拍发第二次更正报，㈦各段编报规定1、A、C部中编报第一段，第二段，第三段和第六段的内容；在B、D部中编报第一段、第四段和第六段的内容。2、关于第二段的编报规定：⑴A、C部中编报的各规定等压面：A部B部9253007085025050700200305001502040010010⑵各规定等压面应按其高度自下而上顺序编报。在探测范围内，如果某规定等压面风的资料缺测，则与之对应的ddfff风组应编报为×××××，不得省略。⑶55npp组可以重复编报，在一个55npp之后，最多只能编报三个连续的规定等压面的资料。4、关于第三段编报规定：⑴指示码为7或6。⑵在A部或C部中，若观测到一个以上的最大风层时，应按风速由大到小的顺序重复编报。⑶在A部或C部中，若观测到一个以上的最大风层，且风速相等时，应按高度由下到上顺序重复编报。⑷当最大风出现在闭合“大风区”时，用“7”作指示码，编报：7HmHm

Hm

Hmdmdmdfmfmfm。当最大风层出现在非闭合“大风区”时，用“6”作指示码，编报：6HmHm

Hm

Hmdmdmfmfmfm。“大风区”的开始和终止都观测到时，称该大风区称为闭合“大风区”反之为非闭合“大风区”。⑷当A、C部中，没有观测到最大风层时，则该部的第三段必须编报一组“77999”，不得省略。B部D部规定海平面高度（米）规定海平面高度（米）10002000400060008000100002200028000320003400036000380005、关于第四段的编报规定：

⑴指示码为8。在B、D部中，规定编报的各规定海平面高度见下表：⑵各规定高度层应按其高度自下而上顺序编报。如某规定海平面高度风的资料缺测时，该高度可省略不报。⑶其中，8tnU1U2U3组可以重复编报。在一个8tnU1U2U3组之后，最多只能编报三个规定高度层风的资料。二、电码说明㈠第一段：1、PPAA、PPBB、PPCC、PPDD：识别组。2、YYGGa4YY—分别编报观测日期的十位数和个位数。GG—实际放球时间的世界时，以最接近的整时数编报。由于北京时比世界时早8小时，编报时应将实际放球时间减8小时。a4—测风方法，按下表编报：电码设备电码设备01探空球测风小球测风23无线电经纬仪测风（雷达无斜距）雷达测风3、IIiii按中国气象局编印的“国内气象台站区站号表”中规定的站号编报。㈡第二段：1、55nPP55—规定等压面的指示码。n—最大只能报3，从PP所指的等压面层算起，每三层规定等压面为一组，当最后一组不足三层时，n也可以报2或1，在A部PP编报该组最低高度规定等压面气压的百位和十位；在C部PP编报该组最低高度规定等压面气压的十位和个位。紧接在55nPP之后，依次编报该组各等压面的风的资料。在55nPP之后最多只能连续编报三组风的资料。2、ddfff

dd—编报规定等压面风向的百位和十位数。fff—编报规定等压面风速的百位、十位、个位，其百位数同时也编报风向的个位数，风向的个位数编报按照下表进行。风向个位数编报电码风向个位数编报电码803594051627⑶当规定高度为静风时，ddfff应编报00000。⑷当规定高度的风速小于0.5米/秒，仍应照常发报。㈢第三段1、7HmHm

Hm

Hm

或6HmHm

Hm

Hm。7或6—最大风层指示码。Hm

Hm

Hm

Hm—最大风层的拔海高度，以位势10米为单位编报，即编报最大风层拔海高度的万位、千位、百位、十位。2、当某部没有最大风时，第三段编报77999㈣第四段8tnu1u2u3

ddfff

ddfff

ddfff1、8—规定海平面高度的指示码。2、tn—规定海平面的高度,编报距海平面规定高度除以500的十位数。u1u2u3—分别编报规定距海平面规定高度除以500的个位数。⑴关于8tnu1u2u3的编报规定①8tnu1u2u3电码组之后的ddfff风组，可以编报1、2、3组不能超过3组。②tnu1×500表示8tnu1u2u3报文中第一个风组距海平面规定高度。③

tnu2×500表示8tnu1u2u3报文中第二个风组距海平面规定高度。④8tnu3×500表示8tnu1u2u3报文中第三个风组距海平面规定高度。⑤连续的三个距海平面规定高度除500以后的十位数不同时，不能在同一个8tnu1u2u3组。⑥如果在8tnu1u2u3组之后只编报一个或二个风组时，8tnu1u2u3

中的u2u3或u3应分别编报为×。㈤第六段61616SnSr0Sr0Sr0Sr01、61616SnSr0Sr0Sr0Sr0⑴61616—气球施放相对时间的指示码。⑵Sn—相对时间符号。

0—相对时间为正值或零。表示气球实际施放时间或各层资料的实际探测时间等于或晚于YYGG表示的时间。1—相对时间为负。表示气球实际施放时间或各层资料的实际探测时间早于YYGG表示的时间。⑶Sr0Sr0Sr0Sr0：气球施放时间与第一段中YYGG所编报得时间差，单位为秒。Sr0Sr0Sr0Sr0可以表示的相对时间范围是

9999秒。2、62626P1P1LarLarLar

LarLorLorLorLor

SnSrSrSrSr …… …………

PnPnLarLarLar

LarLorLorLorLor

SnSrSrSrSr⑴62626—规定等压面数据探测点相对经纬度数据指示码。⑵P1P1

、PnPn—第二段中各等压面气压，与第二段编报方法相同。

⑶LarLarLarLar—编报相对纬度。即：X=探测点纬度-测站纬度×1000当0≤X＜5000时，

LarLarLarLar=X；当X＜0,且|X|＜5000时：

LarLarLarLar=|X|+5000；探测点的纬度和测站纬度单位均为度，精度为0.001度。探测点纬度-测站纬度的绝对值必须小于5，因此LarLarLarLar可表示的相对纬度范围是

4.999度。⑷LorLorLorLor

—编报相对经度。即：X=（探测点经度-测站经度）×1000当0≤X＜5000时，LorLorLorLor=X；当X＜0,且|X|＜5000时，LorLorLorLor

=|X|+5000；其中：探测点的经度和测站经度单位均为度，精度为0.001度。探测点经度-测站经度的绝对值必须小于5，即：LorLorLorLor可表示的相对经度范围是

4.999度。⑸Sn—相对时间的符号。同前所述。⑹SrSrSrSr—各层资料的实际探测时间与放球时间YYGG之差的绝对值，单位为秒，相对时间编码范围是

9999秒。3、636367×LarLarLar

Lar

LorLorLorLor

Sn

SrSrSrSr或6×LarLarLar

Lar

LorLorLorLor

Sn

SrSrSrSr⑴63636—最大风数据探测点相对经纬度数据指示码。⑵7或6—同前所述。⑶7×LarLarLar

Lar

LorLorLorLor

Sn

SrSrSrSr—同前所述。4、646468tnu1u2u3

LarLarLarLar×LorLorLorLor×SnSrSrSrSr⑴64646—距海平面规定高度数据探测点的相对经纬度数据指示码。⑵8tnu1u2u3①8—距海平面规定高度指示码。②tnu1u2u3—距海平面规定高度—编报方法同前。③LarLarLar

Lar×LorLorLorLor×SnSrSrSrSr

—编报与tnu1u2u3相对应的距海平面规定高度相对纬度、相对经度和气球实际施放时间与第一段中YYGG之差。四、气球空间、时间定位计算方法在高空气象实时探测过程中，利用测风雷达测得的探空气球坐标数据及放球时间计算探空气球在各时刻水平投影南北分量和东西分量，用各规定层的时间进行内插计算出各层次高空资料空间、时间定位数据。㈠空间定位计算1、测风雷达仰角测量误差2、测风雷达测距测量误差3、地球曲率误差㈡相对经纬度的计算1、水平投影距离2、测风雷达测高3、水平投影分量4、相对经纬度㈢各层资料相对经纬度的计算1、计算每分钟的相对经纬度⑴当测风雷达仰角、斜距均正常观测时，用测风雷达仰角、斜距计算探空气球水平投影距离。⑵当测风雷达仰角、斜距有一项缺测时，用探空高度和仰角或斜距计算水平投影，在计算时先将位势高度转换成几何高度。⑶当仰角和斜距同时缺测或方位角缺测时（即测风雷达测风数据缺测），空间定位无法计算，相对经纬度缺测。2、