地面风的观测

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1、第八章地面风的观测知识结构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6§8.1概述１.什么是风？2.风向3.风速4.如何取得具有代表性的风资料？5.阵风１.什么是风我们知道空气处于不停的运动之中。将空气的运动分解成垂直的和水平的两个分量，垂直分量称为空气的垂直运动（如对流运动），水平分量即是风。简而言之，风就是指空气的水平运动，风的运动既有速度又有方向，说明了风是一个矢量，因此风的观测包括风向和风速两项。2.风向风向是指风的来向，用十六方位表示，以拉丁文缩写记录3.风速风速是空气质点在单位时间内所移动的水平距离。以米/秒为单位，定时观测取

2、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0.0～0.201软风烟能表示风向，树叶略有摇动0.3～1.512轻风人面感觉有风，树叶有微响，风向标能转动，旗飘动1.6～3.323微风树叶及小枝摇动不息，旗展开，高的草摇动不息3.4～5.444和风能吹起地面灰尘和纸张，树枝动摇。高的草呈波浪起伏5.5～7.975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8.0～10.796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10.8～13.8127疾风全树摇动，大树枝弯下来，迎风步行感觉不便13.9～17.116

3、8大风可折毁小树枝，人迎风前行感觉阻力甚大17.2～20.7199烈风草房遭受破坏，屋瓦被掀起，大树枝可折断20.8～24.42310狂风树木可被吹倒，一般建筑物遭破坏24.5～28.42611暴风大树可被吹倒，一般建筑物遭严重破坏28.5～32.63112飓风陆上少见，其摧毁力极大>32.6>334.如何取得具有代表性的风资料？在观测中为了取得具有一定代表性的风向、风速资料，风的观测一般是取某一时段内的平均风速和最多风向。实验表明：取十分钟时段内的平均值即可以达到一定代表性的要求，在大多数风的阵性涨落不大的情况下，取2－3分钟时段内的平均值，也可达到一定代表性的要求。气象

4、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。5.阵风阵风（风的阵性）是指瞬时风向风速在平均值附近涨落的变化和分布特性。WMO关于“阵风”的定义是：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。风的阵性在航空、航海、建筑、大气污染和放射性微尘的扩散等方面都有广泛的应用。另外由于风的阵性变化（包括风向的突变或风速的迅变）常常伴随着其它气象要素的变化，标志着某种天气过程的发生或演变，因此，对风的阵性研究很受重视。不难理解，测定平均风速时，仪器要有优良的积分性能（即自动平均能力）；要是测定阵

5、风，仪器应能反映瞬时风速，自动平均能力良好反而不利。因此——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风向标是各种测风仪器中用以知识风向的最主要的部件。分为头部（维持平衡也称平衡锤）、水平杆与尾翼三部分。整个风向标可绕垂直轴旋转。它的重心正好在转动轴的轴心上。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？当风的来向与风向标成某一个交角时，风对风向标产生压力，这个力可分解成平行和垂直于风向标的两个分力。由于风向标头部受风面积较小，尾翼受风面积较大，因而感受的风压不相等，垂直于尾翼的风压产生风压力矩，使风向标绕垂直轴旋

6、转，直至风向标头部正好对着风的来向时，由于翼板两边受力平衡，风向标就稳定在某一位置。这里分析一下风向标的受力情况：设气流与风标的起始位置成α的交角，则风向标的尾翼上受到三个力矩的作用，一是风压力矩M，二是惯性力矩Mn，三是摩擦力矩Mf，包括在转轴支点处的摩擦力矩及空气粘滞性对翼板等产生的摩擦力矩。这样，风标转动的运动方程为M=Mn+Mf。灵敏性Mn=M-Mf稳定性从上式可知，只有当M>Mf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，它取决于风标形状和交角α风向标都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

7、标本身惯性作用引起的摆动要小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什么优缺点呢？§8.2风的传感器风速感应器目前普遍采用的测定风速的仪器为风杯形风速器。它的感应部分是由三个或四个圆锥形或半球形固定在架子上的风杯组成。整个架子连同风杯装在一个可以自由转动的轴上，所有的风杯都顺着一面。在风压的作用下，风杯就顺着圆锥（球形）的凸面方向自由旋转。风速感应器当风从左方吹来时，风杯（1）与风向平行，风对风杯（1）的压力在最直于风杯轴方向上的分力近似为零。风杯（2）与（3）同风向成60·角相交，对风杯（2）而言，