常规气象观测仪器04版

13
北京气象中心观测室
§3


风速的测量
旋转式风速表
风杯型 风车型 螺旋桨型 半球形 锥形 三个 四个
14

风杯

北京气象中心观测室
一、风杯感应原理

由于风杯凹面和凸面所受的风压力不相等， 风杯受风压后，向着凹面的方向作逆时针方向 旋转，并受到空气阻力的作用。转动速度越快， 空气阻力越大。由于在一定的风速下，风杯所 受的扭力矩一定，因此风杯达到一定的速度后， 空气阻尼力矩就与扭力矩平衡，转速不再增加。 风杯旋转的速度与风速之间保持一定的关系。
以快速脉动为特征的风则称之为阵风。 如果平均风速大于8米/秒，通常还应确定该平 均时段内的瞬时最大风速。
7


北京气象中心观测室
四、风的测量方法



分别测量风向风速 先测量风的两个分量，然后再合成得到风向、 风速。 风向的测量，一般是采用风向标进行。 风速的测量方法

旋转式风速表 超声波 风压 加热电阻丝 电磁波、激光等的多普勒效应
3
3.4-5.4
4
4 5
5.5-7.9 8.0-10.7
7 9
渔船刚好具有舵效 速率 渔船的帆可被风张 开 ，以大 约 0.5—1 千米/小时的速度 移行 渔船开始出现簸动， 移行速度约有1.5— 2千米/小时 风利于作业，渔船 满帆时，船身倾侧 于一方 渔船缩帆(即收起 帆的一部分)
6
10.8-13.8
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
轻 风 微 风
和 风 清 劲 风 强 风
1.6-3.3
2
小波虽短，但已显著，波峰 顶呈玻璃状，但未见破碎 出现大的小波；波峰顶开始 破碎，有玻璃状飞沫；间或 出现白浪
小的波浪变成较大的波浪， 频繁地出现白浪 出现更显著的长峰中浪，形 成许多白浪 ( 偶尔出现激溅 浪花) 开始形成大浪，白色的波峰 飞沫到处可见 ( 可能出现激 溅浪花) 5
9
烈 风
20.8-24.4
23
形成大浪，沿风向形成浓密 条纹，波浪波峰开始卷倒， 激溅浪花影响能见度
—
发生轻微的建筑破坏 (烟 囱管和房顶盖瓦吹落)
10
狂 风
24.5-28.4
26
11
暴 风
28.5-32.6
31
出现长卷峰非常大浪，其所 引起的大片飞沫沿风向形成 — 浓白条纹；整个海面呈白色， 海面波涛汹涌；咆哮轰鸣； 能见度受到影响 出现异常大的浪（小规模和 中规模船舶间或隐没于波浪 — 背后)，海面被沿着风向的长 长一片白色飞沫完全覆盖， 波峰尘边缘全都被吹成泡沫， 能见度受到影响
12
有叶的小树开始 摇 摆 , 内 陆水 面形 成波浪 渔船主帆缩 帆加倍， 大 树枝 摇动 , 电 线 捕鱼 须注意风险 呼呼有声 , 举伞困 难
北京气象中心观测室
蒲福风级表
7 疾 风 大 风 13.9-17.1 16 风浪涌起，风开始把碎破的 渔船不出港，在海 白色飞沫吹成沿风向伸展 的 上的渔船停航 条纹 出现长峰大浪。波峰边缘破 近港渔船全都进港 碎成浪花，飞沫被吹成沿风 向伸展的明显条纹 全树摇动 , 迎风步行感到 不便 8 17.2-20.7 19 树枝折断,行进受阻
八方位：北风、东北风、东风……
十六方位：北风、北北东风、东北风…. 度：规定以正北为起点，顺时针旋转一周为360 度，正北为360度 静风：Calm
2
北京气象中心观测室
八方位与度数之间的关系
北风→360度
南风→180度 45度→东北风
3
北京气象中心观测室
（二）风速
单位时间里空气所经过的距离 单位：m／s。 海面上有时用海里/小时（也称“节”） 为单位，1m／s＝1.94海里/小时。 蒲福风级
8
北京气象中心观测室
§2 风向的测量
一、风向标



风向标是测量风向 的最通用仪器。 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。 风向标是一个首尾 不对称平衡装置
在风的动压力作用下风向标取得一个指向气流来 向的平衡位置而指示风向
9
北京气象中心观测室
各种类型的风向标
10
北京气象中心观测室
4
北京气象中心观测室
蒲福风级表
风
级 0 1
名
称 静 风 软 风
平 均 风 速范围 （m/s） 0.0-0.2 0.3-1.5
相当的 平均风 速(m/s) 0 1
船上观测估计 风速的征象 海面如镜 海面形成鱼鳞状的涟漪，但 尚无飞沫状波峰顶 静
沿岸估计 风速的征象
陆地估计 风速的征象 静,烟直上 烟 能表 示风 向 , 但 风向标尚不能表 示风向 人 面感 觉有 风 , 树 枝有微响 , 普通的 风向标能随风移 动 树叶与细枝摇动 不息,旌旗展开 灰 尘和 碎纸 扬起 , 小树枝摇动
北京气象中心观测室
地面风的测量
§1 概 述
一、定义
风，是指空气的水平运动。风是一个矢量，测 量风时，既要测量空气水平运动速度的大小，即 风速，也要确定出空气水平运动的方向，即风向。 风随高度变化。 地面风，是指离地面10米高度处的风。
1
北京气象中心观测室
二、风向风速表示法
(一 )风向
水平气流（风）的来向
风向标各部分的功能



尾翼是用来感应风力的部件，在风力的 作用下产生旋转力矩 平衡锤是用来保证风向标的重心正好处 在旋转轴的轴心上 指向杆所指示的方向，即为风的来向 旋转主轴是风向标的转动中心，并通过 它带动传感元件，把风向标指示的角度 值转换为可以传输、处理和显示的量。
11
北京气象中心观测室
空气中充满飞沫和激溅浪花， — 浪花激溅 使海面变成白色； 能见度受 到严重影响 6
内陆少见 , 见时树木连根 拔起,大量建筑物遭破坏
极少遇到 , 伴随着广泛的 破坏
12
飓 风
32.7 及 以 >33 上
—
北京气象中心观测室
三、平均风及风的阵性

气象上测量的通常为平均风 用于天气气候学时，平均时段一般取10分钟。 风向取真北。 用于航空目的时，平均时段一般取2分钟。风 向取磁北。
二、风向标的起动风速

由于风向标存在轴承摩擦力矩等，因此 在尾翼所受风压力矩大于风向标静摩擦 力矩时，风向标才开始转动。
风向标的起动风速越小越好，一般的风 向标的起动风速为0.5m/s，目前较好的 风向标起动风速可小于0.3m/s。
12

北京气象中心观测室
三、风向的转换和指示



风向标转动时，垂直主轴带动表示风向 角度的装置旋转，把信号传送到记录器 或指示器。 风向信号的发生系统是转轴与角度的转 换系统。 常用的有机械、电和光电三种方式。