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。
第13章高空风的测量13.1 概述13.1.1定义以下定义摘自《全球观测系统手册》(WMO1981)测风气球的观测(Pilot-ballon observation ):由光学经纬仪跟踪一自由浮升气球确定高空风。
无线电测风(Radio wind observation):用电子方法跟踪一自由浮升气球确定高空风。
无线电探空测风(Raw in so nde observatio n):—种无线电探空和无线电测风相结合的观测方法。
高空观测(Upper-air observation): —种在自由大气中直接或间接进行的气象观测。
高空风观测(Upper-wind observation):在大气中规定高度进行的风的观测或在大气中完整的高空风速和风向的探测结果。
本章将主要探讨光学经纬仪和无线电测风观测方法。
气球技术、用特殊平台、特殊设备或间接用遥感技术测量的方法,将在第n编的有关章节中介绍。
13.1.2高空风测量的单位高空风的风速通常使用的单位是米/秒或节(海里/时),有时也使用千米/时。
风向以气流的来向为准,以正北起算的度表示。
在陆地测站高空压、温、湿、风(TEMP报告中,风向约整至最近的5°。
报告达到这种准确度的分辨率是由最先进的测风系统完成的,特别适用于高空风非常强的时候。
更准确的风向报告,尽量使用BUFR(二进制)编码,在要求最高准确度时使用。
用来指示高空观测值垂直位置的位势单位是标准位势米,符号为m (原文如此,我国采用gpm) *,定义为0.980655动力米。
在对流层中位势高度很接近以m (几何米)表示的高度。
高空风报告中的高度是海拔高度,但在计算时用从观测站求算的高度较方便。
13.1.3气象要求13.1.3.1 在气象业务中的使用高空风的观测主要应用于所有尺度和所有纬度的业务气象预报,也用于质量场(温度和相对湿度)的观测。
高空风对保证飞机航行的安全和经济非常重要。
高空风测定的不准确性是制约现代火炮准确性的主要因素。
中国民用航空气象工作规则【法规类别】管理体制【发文字号】中华人民共和国民航局令第6号【失效依据】本篇法规已被《中国民用航空气象工作规则》(发布日期:2005年6月27日实施日期:2005年7月27日)废止【发布部门】中国民用航空总局(已撤销)【发布日期】1990.02.03【实施日期】1990.11.01【时效性】失效【效力级别】部门规章中国民用航空气象工作规则(民航局令第6号一九九0年二月三日)目录第一章总则第二章组织领导第三章航空气象观测第一节机场观测第二节高空风观测第三节雷达探测第四节飞机观测第四章飞行气象情报第一节飞行气象情报的分类第二节飞行气象情报的组织供应第三节飞行气象情报的传递第四节气象资料的收集与图表的制定第五章航空天气预报第一节天气分析第二节航空天气预报的编制和发布第三节航空天气预报的范围和时效第六章重要气象情报、机场警报和风切变警报第一节重要气象情报第二节机场警报第三节风切变警报第七章航空气象服务第一节航线飞行第二节通用航空作业飞行第三节训练飞行第四节航班气象服务方法第八章资料与科研第一节气象资料的收集与处理第二节气象科研工作第九章气象仪器设备第一章总则第一条《中国民用航空气象工作规则》是组织与实施民用航空气象工作的依据。
民航各级领导、全体气象人员和使用部门均须遵照执行。
凡民航气象的各种规范、细则、手册等均应符合本规则。
第二条民用航空气象工作的基本任务是搜集、整理、分析气象情报、资料,及时准确地提供飞行所需的气象情报,为保证飞行安全、正常和效率服务。
第三条民用航空气象服务工作,必须贯彻“保证安全第一,改善服务工作,争取飞行正常”的方针。
在组织与实施气象服务中,应有高度的事业心、责任心和实事求是的科学态度,做到精心组织、精心观测、精心预报。
第四条民用航空气象业务工作,接受国家气象局的行业管理,应当立足现有条件,加强业务建设。
有计划地补充、培养各类专业技术人才;加强与国内气象部门的联系,大力开展技术革新和科研活动,不断提高气象人员的技术素质;积极引进并开发应用国内外先进技术和装备,逐步实现民用航空气象预报方法客观化、气象观测自动化和气象情报传递现代化;根据国际、国内飞行需要,合理设置民航各级气象台、站,全面规划,明确分工,形成一个大、中、小相结合的气象服务体系。
第13章⾼空风的测量第13章⾼空风的测量13.1 概述13.1.1定义以下定义摘⾃《全球观测系统⼿册》(WMO,1981)测风⽓球的观测(Pilot-ballon observation):由光学经纬仪跟踪⼀⾃由浮升⽓球确定⾼空风。
⽆线电测风(Radio wind observation):⽤电⼦⽅法跟踪⼀⾃由浮升⽓球确定⾼空风。
⽆线电探空测风(Rawinsonde observation):⼀种⽆线电探空和⽆线电测风相结合的观测⽅法。
⾼空观测(Upper-air observation):⼀种在⾃由⼤⽓中直接或间接进⾏的⽓象观测。
⾼空风观测(Upper-wind observation):在⼤⽓中规定⾼度进⾏的风的观测或在⼤⽓中完整的⾼空风速和风向的探测结果。
本章将主要探讨光学经纬仪和⽆线电测风观测⽅法。
⽓球技术、⽤特殊平台、特殊设备或间接⽤遥感技术测量的⽅法,将在第Ⅱ编的有关章节中介绍。
13.1.2⾼空风测量的单位⾼空风的风速通常使⽤的单位是⽶/秒或节(海⾥/时),有时也使⽤千⽶/时。
风向以⽓流的来向为准,以正北起算的度表⽰。
在陆地测站⾼空压、温、湿、风(TEMP)报告中,风向约整⾄最近的5°。
报告达到这种准确度的分辨率是由最先进的测风系统完成的,特别适⽤于⾼空风⾮常强的时候。
更准确的风向报告,尽量使⽤BUFR(⼆进制)编码,在要求最⾼准确度时使⽤。
⽤来指⽰⾼空观测值垂直位置的位势单位是标准位势⽶,符号为m(原⽂如此,我国采⽤gpm)*,定义为0.980655动⼒⽶。
在对流层中位势⾼度很接近以m(⼏何⽶)表⽰的⾼度。
⾼空风报告中的⾼度是海拔⾼度,但在计算时⽤从观测站求算的⾼度较⽅便。
13.1.3⽓象要求13.1.3.1在⽓象业务中的使⽤⾼空风的观测主要应⽤于所有尺度和所有纬度的业务⽓象预报,也⽤于质量场(温度和相对湿度)的观测。
⾼空风对保证飞机航⾏的安全和经济⾮常重要。
⾼空风测定的不准确性是制约现代⽕炮准确性的主要因素。
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。
大气探测学_国防科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.雾的水平能见度小于1.0km。
参考答案:正确2.全天空成像仪WSI可以实现云量的昼夜连续观测。
参考答案:错误3.云幕灯在白天和夜间均可实现云底高度的测量。
(X)参考答案:错误4.积云云块垂直向上发展不旺盛,厚度小于其水平宽度,从侧面看似小土包,为淡积云。
参考答案:正确5.由于自身冷却或气团沿锋面缓慢抬升而形成的云常呈均匀幕状为()参考答案:层状云6.在红外波段,以下哪些不是主要的吸收气体?参考答案:氧气(O2)7.在微波波段,氧气的强吸收带位于()和118GHz附近,通常用来遥感大气温度廓线。
参考答案:60GHz附近8.在微波波段,水汽的强吸收带位于(),通常用来遥感大气湿度廓线。
参考答案:183GHz附近9.降水现象是指()的水凝(冻)物从空中下落到地面上的现象参考答案:固态_混合态_液态10.利用同一时刻由前向散射仪接收到的()与雨水检测器接收到的降水强度之比可以区分降水类型。
参考答案:散射光强11.全天空成像仪WSI采用双可见光波段法测量云量,即通过测量天空()两个窄可见光波段的辐射值确定云量。
参考答案:650nm和450nm12.冷镜式露点仪是目前唯一一种可以在全温湿量程范围内达到较高准确度的测湿仪器,一直作为湿度标准器。
参考答案:正确13.风杯响应风速的变化是一个一阶过程,且响应风速上升和下降的时间常数不同,因此造成“过高效应”。
参考答案:错误14.“日晕三更雨,月晕午时风”描述的下列哪类云的特征?参考答案:卷层云15.下述云中,不属于低云族的是()参考答案:Ac tra16.激光气象雷达通常由()等组成。
参考答案:控制与数据处理单元_供电单元_光学接收单元_数据采集单元17.激光气象雷达可以用于探测()。
参考答案:云底高_风廓线_气溶胶种类_湿度廓线18.散射辐射=总辐射-直接辐射参考答案:正确19.层积云属于一种典型的积状云。
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。
《风的测量》作业设计方案一、教学目标1. 知识目标:学生能够了解风的观点、形成、分类以及测量方法。
2. 能力目标:学生能够运用仪器测量风速,并进行数据处理和分析。
3. 情感目标:培养学生对自然环境的尊重和珍爱认识,激发学生对科学的兴趣和热爱。
二、教学内容1. 风的观点和形成2. 风的分类3. 风的测量方法4. 风的影响三、教学重点与难点1. 重点:风的观点和形成、风的测量方法。
2. 难点:风的分类和影响。
四、教学方法1. 案例分析法:通过实际案例引导学生探讨风对生活和自然环境的影响。
2. 实验教学法:组织学生进行风速测量实验,培养学生的实践能力和数据处理能力。
3. 讨论交流法:引导学生盘绕风的观点、分类等问题展开讨论,激发学生的思维和创新能力。
五、教学过程设计1. 导入环节:通过展示风的形成视频或图片,引发学生对风的兴趣,提出问题引导学生思考。
2. 观点讲解:讲解风的观点、形成和分类,引导学生理解风的基本知识。
3. 实验操作:组织学生进行风速测量实验,教师指导学生正确应用测风仪器,收集数据。
4. 数据处理:学生利用实验数据进行计算和分析,探讨不同地区风速的差别和影响因素。
5. 总结讨论:引导学生总结风的测量方法和影响,展开讨论,激发学生对科学的热爱和探索欲望。
六、作业安置1. 作业一:要求学生编写一份关于风的测量方法的实验报告,包括实验目标、方法、结果和分析。
2. 作业二:要求学生选择一个城市,收集该城市一周内的风速数据,并绘制成柱状图进行分析。
3. 作业三:要求学生结合实际案例,分析风对当地气候和生活的影响,并撰写一篇心得体会。
七、评判方式1. 实验报告评分:评分标准包括实验设计、数据处理、结论等方面。
2. 数据分析评分:评分标准包括数据收集的准确性、分析的逻辑性等方面。
3. 讨论心得评分:评分标准包括观点的奇特性、论证的合理性等方面。
八、教学资源1. 教材:《地理》或相关教材章节。
2. 实验仪器:风速仪、计算机等。