第九章高空风的测量
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1.引言大气层中的风向和风速测量对于许多领域都非常重要,例如气象、航空、海洋、环境保护等。
因此,研究和发展具有高精度和高可靠性的风向和风速测量方法具有重要意义。
2.风向测量方法2.1.风向标法风向标法是最简单和最直观的风向测量方法。
它通过观察风向标上的指针或其他标志物的方向来确定风向。
这种方法适用于低空风向测量和风向变化缓慢的情况。
2.2.风袋法风袋法是一种基于气体动力学原理的风向测量方法。
它利用风袋在风中的变形来测量风向。
风袋通常由两个或更多的薄膜构成,它们之间充满了气体。
当风吹过风袋时,其中一个膜会向风口方向凸起,另一个则凹陷。
这种变形可以通过测量两个膜的形态来确定风向。
2.3.旋转杆法旋转杆法是一种基于摩擦力原理的风向测量方法。
它利用一个固定在地面上的杆,杆顶安装有一个旋转的指针或标志物。
当风吹过杆时,风力会使得指针或标志物旋转,其方向指向风的来向,从而确定风向。
3.风速测量方法3.1.热线法热线法是一种基于热传导原理的风速测量方法。
它利用一个细丝电阻作为热线,将其加热到一定温度。
当气体通过热线时,它会带走部分热量,从而降低热线温度。
通过测量热线的电阻变化来计算气体的流速,进而确定风速。
3.2.声波法声波法是一种基于声学原理的风速测量方法。
它利用声波在气体中的传播速度和方向与气体运动速度和方向之间的关系来计算风速。
这种方法需要使用专门的声速计来测量声波的传播速度,因此适用于高精度的风速测量。
3.3.激光多普勒测速法激光多普勒测速法是一种基于激光多普勒效应的风速测量方法。
它利用激光束对气体中的微粒进行散射,并通过测量散射光的频率变化来计算气体的速度,从而确定风速。
这种方法具有高精度和非接触性,适用于远距离和高速风速测量。
4.结论风向和风速是大气层中最基本的气象要素之一,对于许多领域都具有重要意义。
本文介绍了几种常见的风向和风速测量方法,包括风向标法、风袋法、旋转杆法、热线法、声波法和激光多普勒测速法。
风声测量方法
- 风向测量:使用风向标,其风向箭头指向哪个方向,就是表示当时刮的是什么方向的风。
当风向标与气流路径成一定夹角时,气流将对风向标尾翼造成一个压力。
其大小正比风向标几何外形在气流方向垂直面之上的投影。
风向标头部迎风面积小,尾翼迎风面积大。
该压力差造成的风压使风向标绕垂直轴转动,直至风向标与气流平行。
从风向标和固定主方位指示杆之间相对位置就可以很容易观测出风向。
- 风速测量:使用测量风速的风速仪,其外接了可伸缩的六轮风叶设计,感应更加灵敏,机械式测量方法通常用作测量井巷的风。
首先需估算风速,然后采用风向标和秒表将风表指针和秒表的归零,然后使风表朝向风流并与风流方向垂直。
风表空转30秒之后,同时开启风速表和秒表开关,开始测量。
同一断面的测风次数不低于3次,测风过程中要平稳进行。
风的测量
来源:作者:佚名发布时间: 2008-8-27 13:15:29
测风系统
在风电场选址时,一般气象台、站仅能提供较大区域内的风能资源情况,而且其采用的测量设备精度也不一定能满足风电场微观选址的需要。
因此,风电场选址需使用高精度的自动测风系统进行测量。
风的测量包括风向测量和风速测量。
风向测量是指测量风的来向,风速测量是测量单位时间内空气在水平方向上所移动的距离。
自动测风系统主要由六部分组成。
包括传感器、主机、数据存储装置、电源、安全与保护装置。
传感器分风速传感器、风向传感器、温度传感器(即温度计)、气压传感器。
输出信号为频率(数字)或模拟信号。
风向测量
1、风向标
风向标是测量风向的最通用的装置,有单翼型、双翼型和流线型等。
风向标一般是由尾翼、指向杆、平衡锤及旋转主轴4部分组成的首尾不对称的平衡装置。
其重心在支撑轴的轴心上,整个风向标可以绕垂直轴自由摆动。
在风的动压力作用下取得指向风的来向的一个平衡位置,即为风向的指示。
传送和指示风向标所在方位的方法很多,有电触点盘、环形电位、自整角机和光电码盘4种类型,其中最常用的是码盘。
风向杆的安装方位指向正南。
风速仪(风速和风向)一般安装在离地10m的高度上。
图。
测量风速的方法内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)测量风速的方法张曦计算机科学与技术10级1班高空风观测测量近地面直至30公里高空的风向风速。
通常将飞升气球作为随气流移动的质点,用地面设备(经纬仪或雷达)跟踪气球的飞升轨迹,读取其时间间隔的仰角、方位角、斜距,确定其空间位置的坐标值,可求出气球所经过高度上的平均风向风速。
高空风的测量一般指从地面到空中30km各高度上的风向、风速的测定。
其测量方法有:?一.利用示踪物随气球漂浮,观测示踪物位移来确定空中的风向和风速;?常用测风气球作为气流示踪物,使用地点跟踪设备观测其运动轨迹,测定其在空间各个时刻的位置,再用图解法、解析法或矢量法确定相应大气层中的平均风向、风速。
气球空间位置的确定需要测定三个参数:仰角δ、方位角α和球高H。
测风经纬仪是一种跟踪观测和测定空中测风气球仰角、方位角的光学仪器。
在实际测量中,可以采用单经纬仪测风,也可采用双经纬仪测风(基线测风法)。
其中后者准确度较高,可用来鉴定其它测风方法的准确性,但这种方法的观测和计算较复杂。
用双经纬仪测风计算高度时,可采用投影法(包括水平面投影法、铅直面投影法和矢量投影法)。
二.利用大气中的质点或湍流团块与无线电波、声波、光波的相互作用,由多普勒效应引起的频率变化推算空中的风向、风速;在我国,目前主要采用59型探空仪和701型二次测风雷达组成59—701高空探测系统,进行高空温、压、湿、风的综合测量。
三.利用系留气球、风筝、飞机、气象塔等观测平台,使测风仪器安置在不同高度上,根据气流对测风仪器的动力作用来测量空中的风向、风速。
导航测风就是借助导航台信号,由气球携带的探空仪自身确定其位置,并将位置信号、气象资料信号一起发回基站,然后在基站进行处理,计算高空风的方法。
近地面层以上大气风场的探测。
通常用气球法测风。
高空风探测也是气象飞机探测、、的内容之一。
6 精品课程《大气探测学》作业习题第1章绪论1.名词解释:大气探测的精确度、灵敏度、惯性、分辨率、量程、代表性、可比性。
2.大气探测学研究的对象、范围和特点是什么?3.大气探测的发展主要有哪几个时期?4.简述大气探测原理有哪几种方法?5.大气探测仪器的性能包括哪几个?6.如何保证大气探测资料的代表性和可比性?第2章云的观测7.熟记三族、十属、二十类云的中文名和国际简写。
8.解释积状云、层状云、波状云的形成机理和基本特征。
9.解释卷积云与高积云、高积云与层积云各有何异同?10.解释卷层云与高层云、高层云与雨层云、雨层云与层云有何异同?11.解释荚状、堡状、絮状云、钩状云的形成机理,各代表什么大气气层结状况?12.解释碎积云、碎层云、碎雨云的外形与成因有何不同?13.简述对流云从淡积云Cu hum发展到鬃积雨云Cb cap的物理过程。
14.熟记CH、CM、CL云码所代表的云属、云状及其天气意义和演变规律。
15.对下面的记录进行分析,并描述天空状况,包括云状、云量、云的特征及可能伴随出现的天气现象等。
时间8h 10h 12h 14h 16h云码CL1,CM8,CH1 CL2,CM6,CH2 CL2,CM6,CHX CL9,CMX,CHX CL7,CM9,CHX云量4/2 6/4 8/6 10/10 10/10-第3章能见度的观测16.影响能见度的因子有哪些?17.气象能见度的定义是什么?18.白天能见度与夜间能见度的观测有何不同?19.能见度的器测法主要有哪几种,说明它们的优缺点和工作原理。
20.请写出水平均一大气的目标物亮度方程,并说明方程各项的意义。
21.请写出人眼所见目标物的总视亮度方程,并说明方程各项的意义。
22.请写出目标物一水平天空背景亮度对比度衰减规律方程,并说明各项意义。
第4章天气现象的观测23.简述形成连续性、间歇性和阵性降水的物理机理及判断特征。
24.如何区别吹雪和雪暴?25.阐述浮尘与霾;霾与轻雾;浮尘、扬沙、沙尘暴及尘卷风天气现象的形成机理,并写出其符号。
测量风速的方法017张曦计算机科学与技术10级1班高空风观测测量近地面直至30公里高空的风向风速。
通常将飞升气球作为随气流移动的质点,用地面设备(经纬仪或雷达)跟踪气球的飞升轨迹,读取其时间间隔的仰角、方位角、斜距,确定其空间位置的坐标值,可求出气球所经过高度上的平均风向风速。
高空风的测量一般指从地面到空中30km各高度上的风向、风速的测定。
其测量方法有:利斯和T.福雷斯特首创测风气球观测高空风。
气球法测风常用光学经纬仪、无线电经纬仪、一次雷达和二次雷达,以及导航系统等。
光学经纬仪测风有单经纬仪测风和双经纬仪测风两种。
单经纬仪只能测定气球的角坐标(方位、仰角)。
气球高度一是根据气球升速(决定于气球净举力、气球大圆周长和地面空气密度)和升空历经的时间来确定。
但由于大气湍流、铅直气流速度和空气密度随高度变化等因素对气球升速的影响,这种方法确定的高度误差大,测风精度低,一般只在数千米高度以下使用。
二是根据测得的气压、温度和湿度资料,通过计算推得高度。
这种方法测风精度较高。
用双经纬仪测风,是根据位于选定基线两端的两个经纬仪同步观测获得的角坐标值,通过几何图解或计算,得出各高度上的平均风向、风速。
光学经纬仪测风一般只适用于能见度好的少云晴天,夜间必须在气球上挂灯笼或其他可见光源,阴雨天气则只能在可见气球的高度内测风。
无线电经纬仪测风它是利用无线电定向原理,跟踪气球携带的探空发射机信号,测得角坐标数据。
气球所在的高度则由无线电探空仪测量的温、压、湿值算出。
因此无线电经纬仪测风适用于全天候,但当气球低于无线电经纬仪最低工作仰角时,测风精度迅速降低。
雷达测风一次雷达测风是雷达跟踪气球携带的无源反射靶,接收反射靶的反射信号来实现定位并计算风向、风速。
二次雷达测风是跟踪气球携带的工作于应答状态的探空发射机信号来实现定位的。
此法可以获取角坐标和斜距数据,从而计算出高空风,无需依赖无线电探空仪探测的温、压、湿数据计算气球高度。
高空气象探测中风的计算问题分析摘要:大气探测是气象预报的基础,对探测方式和计算方法不断进行改进和完善,可以有效提升探测精确度。
对于气象工作者来说,在实际的探测工作中应不断发现问题并进行处理,不断提升预报服务水平。
关键词:高空气象探测风向风速计算问题分析引言目前,高空气象探测系统主要是将二次测风雷达与电子探空仪进行结合,对高空处的风向、风速、气温、气压等气象要素进行探测,属于一种新型的探测系统,可以很容易的对探测数据信息实现一系列的采集、监测和集成。
自使用高空气象探测系统以来,我国的气象探测自动化程度得到了大幅度提升,再加上采集器速度快及使用便捷的特点,增强了高空气象探测资料的精确度水平,为气象预报和气候研究工作提供了方便,同时也满足了社会各个行业及人们日常生产生活的需求。
在对风气象要素进行探测的过程中,因外界多种因素的共同影响,使得探测到的风气象要素数据信息与实际的气象不符,对探测资料的准确性产生了影响,同时还阻碍了高空气象资料的正常发报,不利于高空探测工作的顺利进行。
所以分析高空气象探测中风的计算问题就显得十分必要。
1探测记录的探讨对于低空,尤其是近地面的摩擦层中,随着高度的增加风的变化主要与气层的稳定度有关,只有熟练掌握了风随高度的变化,在气象预报、环境污染监测和预报以及飞行器的升降过程中都十分重要。
对于摩擦层以上的自由大气来说,风与地转风类似,两个高度的矢量差接近与热成风。
热成风几乎平行于等温线,左、右两侧分别是低温区和高温区。
若随着高度的增加风向顺时针变化,则说明有暖平流出现;反正,则说明有冷平流产生。
所以,可以结合热成风与冷暖区之间的配置,根据风随高度的变化判断层结是否稳定。
通过完善高空风的计算方法,充分利用L波段高空探测系统,可以提升高空风数据信息的准确性水平。
1.1“过南过北”的问题如表1所示为探测站某次高空探测到的风记录,其中在对应风层的12.5min和13.5min的风向相差了180°,是典型的“过南过北”,此时很难直接判断风向是顺时针变化还是逆时针变化。
高空风知识点高空风是指在大气中的高空层位中运动的气流。
它是天气系统中非常重要的一个组成部分,对于气象预报、飞行规划以及气候研究等方面都具有重要的影响。
本文将从基本概念、形成机制、测量方法和应用等角度介绍高空风的知识点。
一、基本概念高空风是指在大气中的高空层位中运动的气流。
它主要由地球的自转和地球表面的不均匀加热所引起。
高空风的强度和方向会受到多种因素的影响,包括地形、季节、天气系统等。
了解高空风的强度和方向对于气象预报和飞行规划非常重要。
二、形成机制高空风主要是由地球的自转产生的地转偏向力和压强梯度力共同作用下产生的。
地球的自转会使得地球上的物体相对于地球表面产生转向力,从而导致空气在垂直方向上发生水平偏转。
而压强梯度力则是由于地球表面的不均匀加热导致不同位置的气压差异而产生的。
三、测量方法为了准确地获取高空风的信息,气象学家使用气象雷达、卫星、无人机等技术手段进行观测。
其中,探空是一种常用的测量高空风的方法。
通过发射气球并搭载气象仪器,可以获取到不同高度上的温度、湿度和风速等数据,从而推算出高空风的强度和方向。
四、应用高空风的知识对于气象预报和飞行规划具有重要的应用价值。
在气象预报方面,了解高空风的强度和方向可以预测天气系统的移动和发展趋势,从而提供准确的天气预报信息。
在飞行规划方面,高空风的情况会直接影响飞机的飞行速度和航线选择,飞行员需要根据高空风的情况进行飞行计划,确保航行的安全性和效率。
总结:高空风是天气系统中重要的组成部分,它的强度和方向对气象预报和飞行规划具有重要影响。
通过探空等测量方法可以获取高空风的相关数据,进而应用于气象预报和飞行规划等领域。
了解高空风的知识,有助于我们更好地理解大气运动规律,并提供准确的天气预报和飞行计划。