积雪冻土电线积冰观测
浅谈利用气象要素条件把握电线积冰的观测时机
浅谈利用气象要素条件把握电线积冰的观测时机洪杰(1安徽省黄山市气象局安徽黄山245000 )摘要电线积冰是冬春季地面气象观测的重要内容,近年来我国雨雪冰冻天气灾害频发,大部分台站都开展了电线积冰观测业务。
本文根据多年实践经验,从电线积冰过程主要阶段与气温、风速等气象要素的关系出发,就如何利用气象要素条件判断电线积冰的生成和把握一次积冰过程最大值测量时机进行了总结,与同行探讨。
关键词电线积冰气象要素观测方法1 引言电线积冰指雨凇、雾凇凝附在导线上或湿雪冻结在导线上的现象,附着在导线上的霜、干雪花和沾附的雨滴,因气温下降至零下而冻结少量的冰,都不作为电线积冰。
[1]其中,雨凇是指过冷却液态降水碰到地面物体后直接冻结而成的坚硬冰层;雾凇是指空气中水汽直接凝华或过冷却雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶物,多附在细长的物体或物体的迎风面上;[2]湿雪冻结物是由湿雪层冻结而成的冰层,气温为0℃左右,降湿雪时形成,比较少见。
[3]电线积冰观测,应在电线积冰架上进行,电线积冰架由两组支架组成,一组成南北向,一组成东西向,每一组支架包括两根支柱和两根导线。
从积冰架上的导线开始形成积冰起,至积冰消失止,称为一次积冰过程。
有电线积冰观测任务的气象站,进入积冰季节,应注意积冰架导线上有无积冰形成,并视机测定每一次积冰过程的最大直径和厚度。
[1]电线积冰是冬春季地面气象观测的重要内容,近年来我国雨雪冰冻天气灾害频发,大部分台站都开展了电线积冰观测业务。
在地面气象观测台站的观测项目中,气温、湿度、风向风速等气象要素已实现了自动观测,但电线积冰仍沿用人工观测方式。
在实际工作中,观测员无法做到对电线积冰进行实时监控,但可以通过自动站监控软件的监控界面对有关气象要素进行综合分析,较好的把握电线积冰的观测时机。
由于湿雪冻结物比较少见,因此在此只讨论雨凇和雾凇这两种常见的电线积冰现象。
2 利用气象要素条件判断电线积冰的生成1.1 利用温度条件判断雨凇的生成雨凇通常在气温-1~-5℃,有降雨的条件下,由过冷却雨滴或毛毛雨滴在寒冷的物体表面冻结而成。
记一次电线积冰过程的观测
规格 的各 2个 ) 量 杯和 台称 , 于切 割和 清除积 冰 , 用
的 工 具 , 括 手 锯 、 尾 钳 、 棱 刮 刀 、 灯 等 。再 就 包 鱼 三 喷
是 预先 用 台称 测 量 了所 有 导 线 和 合 页 箱 的 各 自重 量 , 录于册 , 记 以备 测量 时使 用 。
程记 录下来 , 与广 大地 面观 测员 共 同学 习和探 讨 , 以 求测报 工作 质量 提高 。
1 积冰观 测前 的准 备
临 近 积 冰 季 节 前 ,我 们 检 查 了 结 冰 架 的 安 装 情 况 ,保 证 两 组 结 冰 架 安 装 合 格 。 用 纱 布 把 南 北 和 东
1 2月 5 日出 现 的 一 次 雾 淞 很 大 , 过 1 m,达 到 超 5m 了测 重 标 准 ,近 十 几 年来 还 是 头 一 次 出 现 。 由 于 观 测 过 程 比较 复 杂 , 是 第 一 次 碰 到 , 把 此 次 观 测 过 又 现
2 2 积冰 发展持 续观 测 .
记一次 电线积冰过程 的观测
张 占良 谢普新 丁海伟 , , , 樊官平 2牛志连 , ,
( .山 西省 河 曲县 气象 局 , 1 山西 河 曲 0 6 0 ;2 3 50 .山 西省 五 寨 国 家气 候观 象 台 , 西 五 寨 0 6 0 ; 山 32 0 3 山西 省 兴 县 气 象局 , 西 兴 县 山 中 图分 类 号 :4 2 P 1 文献标识码 : B 030 ) 3 6 0
河 曲 县 地 处 晋 西 北 黄 土 高 原 腹 地 ,属 典 型 的 温
那 是 水 汽 在 上 边 的 凝 结 物 , 于是 记 下 雾 淞 的 开 始 时 间 , 在 第 一 对 导 线 上 的一 端 清 除 掉 一 小 段 霜 层 , 并 以 方便 观测 。
地面气象观测业务调整实施要求
一、人工观测任务调整
3.长期保留人工观测任务的基准气候站(根据中国气象局安 排确定)
为保持各种观测方法和观测手段的延续性,按照中国气 象局确定的站点,侯马(待定)国家基准气候站长期保留人 工观测任务,定时观测任务调整为02、08、14、20时4次。
维持现行业务不 变,当在08、14 、20时整点前半 小时(30~00分 )内观测到大风 、龙卷、冰雹等 现象达到发报标 准时,可以合并 的内容合并到该 正点新长Z文件中 ,不再另发重要 天气报,不能合 并的单独编发。
四、加密观测
2012年4月1日起执行《地面气象应急加 密观测管理办法》。
五、培训要求
编制教学计划,组织市级管理人员和台站 业务人员,开展业务调整改革技术培训。
责任单位:各市气象局,山西省观象台。 时间要求:2012年3月18日前完成培训。
地面气象观测业务调整主要技术规定一览表
调整项目
人工站观 测任务
自记仪器 云、能见 度定时观
测
侯马基准 站(待定
)
基准站
基本站
一般站
长期保留 人工观测 任务,定 时观测任 务调整为 02、08、 14、20时 4次。
取消气压、气温、空气湿度 、风向、风速、地温(含地 面温度、浅层地温、深层地 温)、的人工定时观测,仅 保留每日20时进行一次自动 观测与人工器测对比观测( 深层14时),降水、日照、 蒸发、冻土、积雪、电线积 冰、地面状态的人工观测任 务不变。
责任单位:各市气象局组织实施。 时间要求:2012年3月31日20时后进行调整。
一、人工观测任务调整
2.调整国家基准气候站、国家基本气象站云、能见度和天气 现象人工观测时次
地面气象观测业务技术规定
观测业务要求
观测业务要求
(三)观测任务与流程 .每日观测任务 ()每日日出后和日落前巡视观测场和现用自动站的采集器、传感器、综合集成硬件控制器等仪器设备及备
(气预函〔〕号)要求,使用气象网络授时系统定期校时。 .系统默认的时间同步间隔为天,可以根据实际情况来确定校时时间
及校时频率。
二、观测与记录
观测与记录
(一)云 .基准站、基本站观测云量、云高,不观测云状,云高前不记录云属;
一般站不进行云的观测。 .因雪、雾、轻雾使天空的云量无法辨明或不能完全辨明时,总、低
地面气象观测业务技术规定 (版)
一、观测业务要求 二、观测与记录 三、气象报告 四、应急加密观测
一、观测业务要求
观测业务要求
(一)观测时次 .国家级地面气象观测站自动观测项目每天小时连续观测。 .基准站、基本站定时人工观测次数为每日次(、、、、时),一般站定时人工观测次数为每日次(、、
时)。 (二)观测项目 .各台站均须观测的项目:能见度、天气现象、气压、气温、湿度、风向、风速、降水、日照、地面最小能见度为小时内最小分钟平均值,以为单 位,取整数。段的能见度为正点前分钟(分)内的最小分钟平均值,以为单位,取 一位小数,小数点后第二位及之后的数值直接舍去。 .自动观测视程障碍现象的最小能见度为天气现象时段内“过去分钟平均值”的最小 “分钟滑动平均值”,以为单位,取整数。重要天气报告中的能见度(编码组中的) 以“过去分钟平均值”的“分钟滑动平均值”为准,以为单位编报,不足时,米数 直接舍去,高位不足补“”。
2018《大气探测学》课程重点 (1)
(4)了解双金属片温度计、温度传感器的基本原理及其构造
(5)掌握地温测量的基本仪器,了解其测量方法
(6)★★测温仪器的热滞现象:理解并掌握其原理,能够推导公式并进行相关计算。
(7)★气温测量中的防辐射设备:为什么要安装防辐射设备、防止辐射误差的途径;了解百叶箱、通风干湿表和防辐射罩的基本结构。
★(6)气象仪器的属性(精确度、灵敏度、惯性、分辨率、量程),包括测量误差及其分类
★(7)大气探测的代表性、准确性和比较性。
简答题
3
第二章 云的观测
★(1)云的定义:理解并掌握
★(2)云的形成过程:重点掌握,特别是基本概念饱和水汽压
(3)云观测的意义:了解为什么要进行云的观测
★(4)云状分类,包括发生学分类和形态学分类,重点掌握我国现行地面气象观测规范中对云的形态学分类(课本表2-1)方法,熟记云属及其简写,属于必考内容。
(7)日照时数的测量方法,主要是暗筒式日照计的测量的基本原理。
简答题
3
第十一章 自动气象观测系统
(1)自动气象站的定义、分类及其测定要素
(2)自动气象站的主要功能
(3)四、气象站数据的采样和算法
1
第十二章 高空温湿压风的探测
(1)高空气象探测的方法和探测的气象要素
(2)无线电探空仪的基本结构和原理
(3)★★高空风的探测:气球测风的基本原理、单经纬仪测定风速和风向。
计算题
简答题
3
第六章 空气湿度的观测
(1)空气湿度的定义、测量高度、观测项目、单位和观测意义
(2)★空气湿度的表示方法。重点掌握各个概念的定义及其相关计算。
(3)★干湿球温度表的测湿原理及相关计算
电线积冰的测量方法
电线积冰的测量方法主要有两种:
第一种方法是使用卡钳和米尺直接测量积冰的直径和厚度。
具体步骤如下:
1. 使用外卡钳,将两脚尖张开,对着冰层选定的部位。
2. 慢慢收拢卡钳,使两脚尖之间的距离相当于冰层的直径。
3. 将卡钳放在米尺上,读取两脚尖的距离,准确到1mm。
4. 用同样的方法测量冰层的厚度。
需要注意的是,测量时应小心,不要触落冰层。
冰层的表面往往不整齐,因此导线上各点的冰层切面可能不完全相同,测量时应区别对待。
一般情况下,应在导线的中央部分测量。
当冰层上有较大的降突部分时,如果隆突部分数量很少且分布稀疏,测量时可不予考虑;若隆突部数量较多且分布较密,测量时应按隆突的大小适当地加以平均。
第二种方法是基于行波传输时差的测量方法。
这种方法可以精确地测量出行波到达线路两端的时间,通过时间差可以计算输电导线在正常运行以及覆冰期间的实际长度。
由于导线覆冰时,随着覆冰厚度的增加,导线的弧垂会增大,线路长度也会伸长,因此可以通过建立线路长度与冰厚的关系来计算导线覆冰厚度。
这种方法需要一定的专
业知识和设备,但可以提供更为精确的测量结果。
无论采用哪种方法,都需要确保测量过程的准确性和安全性,以得到可靠的积冰数据。
题--地面气象观测业务技术规定(2016版)
题--地面气象观测业务技术规定(2016版)单选1.为加强地面气象观测技术规定的系统性和(),发挥其对地面观测业务的技术指导作用,中国气象局综合观测司组织中国气象局气象探测中心和有关省局对2004年以来的业务技术规定进行了全面系统的梳理。
DA 比较性B 代表性C 真实性D 完整性2.各台站均须观测的项目:能见度、天气现象、气压、气温、湿度、风向、风速、降水、日照、地面温度(含草温)、()。
AA 雪深B 雪压C浅层和深层地温D云量3.某一般站观测项目包含能见度、冻土、雪深、雪压、降水量(结冰期),以下哪个是该站20时观测项目:A A能见度B冻土C雪深D雪压4.复验日照需更正的,在次日()时前更正上传。
CA 08B 09C 10D 115. 若已自动发送的日数据异常(或分钟数据文件未按时上传),在次日()时前通过业务软件更正(或重新)上传。
AA 08B 09C 10D 116.夜间正点记录异常时,应在当日10时前完成修改、上传。
A 08B 09C 10D 127. 视程障碍现象自动判识的台站,扬沙、浮尘、霾的能见度判识阈值为()。
DA 1.0kmB 10.0kmC 0.75kmD 7.5km8.若某站某日17、18、19、20、21、22、23、00时由持续霾现象记录,则在()记霾。
CA 日界前B 日界后C 日界前、后9.承担辐射观测任务的台站,辐射表夜间可不加盖,但应在时()时前检查直接辐射表跟踪(对光点)、散射辐射表感应面遮蔽和净全辐射表薄膜罩状况。
AA 08B 09C 1010.A文件中降水量的方式位X=( )。
有自动观测记录时,第1段定时降水量用自动观测数据代替,2段自动降水量不变,第3段降水上下连接值以自动降水量为准。
CA 4B AC 6D 9多选1. 基准站、基本站定时人工观测次数为每日()次,一般站定时人工观测次数为每日()次。
(有顺序)ECA 1B 2C 3D 4E 5F 62.以下哪些不是基准站、基本站20时的观测项目:DEFA总云量B低云量C云高D冻土E雪深F雪压3.每日()和()巡视观测场和现用自动站的采集器、传感器、综合集成硬件控制器等仪器设备及备份观测设备。
第9章 积雪、冻土和电线积冰的观测
一、积雪的观测二、冻土的观测四、气象应用三、电线积冰的观测❝(1)★积雪的概念、测定积雪的项目以及表示方法❝(2)雪深的观测工具、观测时间、观测方法❝(3)雪压的观测仪器、时间和方法❝(4)冻土的概念及其观测方法❝(5)电线积冰的概念、单位、观测地点❝(6)简单介绍电线积冰架及其观测方法。
一、积雪的观测1、积雪的概念测站四周能见面积被雪(包括米雪、霰、冰粒)覆盖超过一半时称为积雪。
积雪的观测雪深雪压——从积雪的表面到地面的垂直深度。
单位:cm,取整数测量工具:量雪尺(或普通米尺)——单位面积上的积雪重量。
单位为:g/cm2,取一位小数测量工具:体积量雪器或称雪器观测地点:平坦开阔,入冬前平整好,清除杂草、做好标记2、积雪的观测观测工具:量雪尺:木制的有厘米刻度的直尺普通米尺:注意尺的零点是否在迟端观测时间:每天08时进行,如8时无积雪,之后又有,应在14时或20时补测。
测量三次,求其平均。
三次测量地点相距10m 以上。
观测方法:将尺子垂直的插入雪中到地表为止(勿插入土中)。
依据雪面所遮掩尺上的刻度线,读取雪深的厘米数(取整,小数四舍五入)3、雪压的观测观测时间:每月5、10、15、20、25日和月末最后一天①雪深不足5cm时,不观测雪压。
②在规定的观测日期,雪深不足5cm,而在随后的日子里,雪深达到5cm或其以上,以及前一天雪深观测后,因降雪使得雪深一日之间又增加了5cm或其以上时,须在该日测完雪深后补测雪压。
③观测雪压时取三个样本,求平均值,作为该次雪压值雪压观测:体积量雪器/称雪器体积量雪器:由内截面积为100cm 2的金属筒、小铲、带盖的金属容器和量杯组成。
①观测前半小时把量雪器拿到室外,取样前将量雪器清干净,取样时,把量雪器垂直的插入雪中,直到地面。
②拨开量雪器一方的雪,把小铲沿量雪器口插入,连同量雪器一起拿到容器上,再抽出小铲,使雪样落入容器内,加盖拿回室内③雪融化后用量杯测定水样容积2/()100M P P g cm M g = () 为雪压为样本重量称雪器:由带盖的圆筒和秤、小铲组成①观测前半小时拿到室外,清干净,检查秤的零点:挂上带盖的空圆筒,使秤锤上的准线与秤杆上的零线吻合——秤杆指针与提手正中缺口相合;零点不准移动秤锤位置使它平衡,并把秤锤的新位置作为零点;②取样时,将圆筒向下垂直插入雪中,直到地面。
大气探测第八章:积雪、冻土、电线积冰的观测解读
冻土器
13
2.冻土器
冻土器:
由外管和内管组成。 外管:为一标有0cm刻度 线的硬橡胶管。 内管:为一根有cm刻度 的橡皮管(管内有固定冰用 的链子或铜丝、线绳),底 端封闭,顶端与短金属管、 木棒及铁盖相连。内管中 灌注当地干净的水(河水、 井水、自来水等)至刻度的 0线处。
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2.冻土器
6
3.雪压的观测
体积量雪器: 是测量雪压用的一 种仪器。由一内截 面积为100cm2的金 属筒、小铲、带盖 的金属容器和量杯 组成。
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3.雪压的观测
体积量雪器对雪压的测定和计算: 雪压计算公式为: P=M/100
P为雪压(g/cm2);M为样本重量(g),分母 100为量雪器内截面积(cm2)。
4
2.雪深的观测
⑴ 观测时间:每天08时(或14或20时补测, 并备注);平均雪深不足0.5cm记0;
⑵ 每次观测须作三次测量,记入观测簿相 应栏中,并求其平均值。三次测量的地点, 彼此相距应在10m以上
5
3.雪压的观测
观测和记录:
① 每月5、10、15、20、25日和月末最后一 天,若雪深已达到5cm或以上时,在雪深观 测(或补测)后,应在观测雪深的地点附近进 行雪压观测。 ② 测雪压取三个样本,并取其平均值,作 为该次雪压值。为避免下次在原地重复取样, 应在取过样本的地点作出标记。
雪压计算公式: P=M/S=50×m/50=m P为雪压(g/cm2);S为圆筒内截面积(50 cm2);m为秤杆 刻度数;M为样本重量(g)。因秤杆上每一刻度单位(即十个 小格)等于50g,故M值用秤杆刻度度数m乘50而得。
10
8.2
冻 土
1.概述 2.冻土器 3.冻土观测
大气探测第八章:积雪、冻土、电线积冰的观测
20
2.电线积冰架及辅助工具
电线积冰架:
两组:一组东西向、
一组南北向
21
2.电线积冰架及辅助工具
辅助工具:
⑴ 合页箱:用以截取导线上的积 冰物。 ⑵ 量杯:通用毫升(ml)量杯, 用以测定积冰重量。 ⑶ 台称:单位为g,用以测定积 冰重量。 ⑷ 外卡钳:用以测定积冰直径和 厚度。 ⑸ 米尺:用以测定积冰直径和厚 度。 ⑹ 手锯、鱼尾钳、三棱刮刀、喷 灯:用以切割和清除积冰。
从积冰架上的导 线开始形成积冰 起,至积冰消失 止。
观测项目及标准:
观测须测定每一次积冰过 程的最大直径和厚度,以 毫米为单位,取整数。当 所测单纯的雾淞直径达到 15mm或雨淞、湿雪冻结物 或包括雾淞在内的混合积 冰直径达到8mm时,尚须测 定一次积冰最大重量,以 克/米(g/m)为单位,取 整数。
承担冻土观测的气象站,应根 据埋入土中的冻土器内水结冰 的部位和长度,来测定冻结层 次及其上限和下限深度。冻土 深度以厘米(cm)为单位,取 整数,小数四舍五入。
12
1.概 述
冻土: 观测项目:
是指含有水分的 土壤因温度下降 到0℃或以下而呈 冻结的状态。
观测仪器:
冻土深度,单位: 厘米,取整数, 小数四舍五入。
冻土器
13
2.冻土器
冻土器:
由外管和内管组成。 外管:为一标有0cm刻度 线的硬橡胶管。 内管:为一根有cm刻度 的橡皮管(管内有固定冰用 的链子或铜丝、线绳),底 端封闭,顶端与短金属管、 木棒及铁盖相连。内管中 灌注当地干净的水(河水、 井水、自来水等)至刻度的 0线处。
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2.冻土器
4
2.雪深的观测
⑴ 观测时间:每天08时(或14或20时补测, 并备注);平均雪深不足0.5cm记0;
3.1观测气象的方法与技巧
气象观测
日照时数:在一给定时间,太阳直接辐照度达到或超过120瓦· 米-2 (W· m-2)的那段时间总和 。 观测日照的仪器:暗筒式日照计、聚焦式日照计、太阳直射辐射表 。
太阳直射辐射表 暗筒式日照计
聚焦式日照计
回目录
观测气象的方法与技巧
器测项目
气象观测
冻土
冻土是指含有水分的土 壤因温度下降到0℃或以下而呈 冻结的状态。冻土器安装在观 测场内有自然覆盖物的地段。 当地面温度降到0℃或以下,土 壤开始冻结时,在每日08时观 测一次冻土,直至次年土壤完 全解冻为止。
气象观测
包括降水现象、地面凝结现象、视程障碍现象、雷电现象和其 他现象等,这些现象都是在一定的天气条件下产生的。 降水现象:根据降水物的形态共分成11种,其中液态降水有雨、毛 毛雨、阵雨,固态降水有雪、冰粒、米雪、阵雪、霰、冰雹,还有混合型降 水有雨夹雪、阵性雨夹雪等。此外,根据降水性质,分阵性降水、连续性降 水和间歇性降水等三种类型。 地面凝结现象:露、霜、雨凇、雾凇。 视程障碍现象:包括雾(雾、大雾、浓雾);轻雾;吹雪;雪暴; 烟幕;霾;沙尘暴(沙尘暴、强沙尘暴、超强沙尘暴);扬沙;浮尘。雾和 沙尘暴根据能见度的不同分三个等级。 雾 、沙尘暴 能见度0.5km~小于1.0km 浓雾、强沙尘暴 能见度0.05km~小于0.5km 强浓雾、特强沙尘暴 能见度小于0.05km
回目录
观测气象的方法与技巧
目测项目 能见度
气象观测
能见度用气象光学视程表示 ,观测的是有效水平能见度。能见度观 测必须选择目标物和目标灯。能见度的观测必须选择在视野开阔,能看到 所有目标物的固定地点作为能见度的观测点 。 能见度观测仪:透射能见度仪 、散射能见度仪
科技成果——电线积冰自动监测系统
科技成果——电线积冰自动监测系统技术开发单位中科院电工研究所成果简介电线积冰是指在低温雨雪天气条件下由于过冷水滴或冰晶不断凝附在电线上造成的积冰现象。
电线积冰对电力、通讯线路的正常运营具有重要影响,当输电线路积冰超过其设计荷载时就会造成倒杆、倒塔、断线等,导致电网损毁、电力输送中断,严重危害电网运行的安全,电力部门称之为冰灾。
其中以雨凇和雾凇造成的积冰危害最为严重,主要发生在我国南方山区,以云贵高原地区为典型代表。
由于特殊的低纬高原气候和复杂的地形环境条件,云贵高原地区每年都有不同程度的电力冰灾发生。
而该地区又是我国西电东送的重要源地和主要通道,在2008年初的持续低温冰冻天气过程中,贵州全省及云南西部受灾严重,贵州电网大面积损毁,西电东送由425万千瓦转为倒送50万千瓦,电力、通讯中断造成数百亿元的经济损失,并对人民群众的生产生活造成重大影响。
鉴于电线积冰带来的巨大灾害,就对气象部门的预报提出了更高的要求。
如果在一定时间段内不间断地测得覆冰的相关参数,将会为准确、及时地预报积冰气候提供最有力的依据。
目前气象领域内对于电线积冰的预报一般采用基于气象规范(中国气象局地面气象观测规范QX/T59-2007)的电线积冰架,如图1所示,但是其取冰、融冰和测量均是由人工来完成,这种方式需要气象工作人员在积冰周期定时观察电线积冰状态,根据经验来判断是否为当日积冰的峰值,然后决定是否测量。
这不仅增加了工作人员的劳动强度,而且由于得不到连续实时的电线积冰数据,因而不能观测到整个完整的积冰过程,使得电线积冰观测的效率和准确率大大降低。
同时积冰严重的地区由于复杂气候、地形条件很难开展长期的人工监测,使得气象部门很难积累大量连续的电线积冰数据,因此限制了气象部门基于电线积冰观测进行冰冻等灾害气候的预报、预警,也就无法为电力、交通、通信等部门提供服务。
图1 中国气象局地面气象观测规范中的电线积冰架及观测方法针对目前电线积冰监测及预报技术的现状,电工所微纳加工技术与智能电气设备研究部基于中国气象局地面气象观测规范QX/T59-2007试制成功“电线积冰自动监测系统”,实现了对电线积冰物理过程及其相关气象要素连续自动监测,监测到的相关电线积冰要素将有助于气象科研人员揭示电线积冰的致灾机理并建立电线积冰的预警预报模型及其指标体系,进而为气象部门提高预报准确率奠定坚实的基础,实现为交通、电力、通信等部门提供预报服务。
9.积雪冻土和电线积冰的观测
DFIR型防风圈(图1)防护物采用是两个同心八角形的栅栏的结合体, 它的作用是为了削弱风对降水计接收水平面的影响,并且转化水平方向 上的漩涡为垂直方向上的漩涡。外围的栅栏是一个内切于直径为12 m圆 内的八角形,每一边长为4.6 m。栅栏上边缘距离地面高3.5 m,下边缘 距离地面2.0 m。为阻止栅栏下部随风飘流,支持物被安装在栅栏墙的中 部。内部栅栏是一个内切于直径为4 m圆内的八角形,每一边长1.6 m, 内栅栏距离地面高3 m,下边缘距离地面1.5 m。Tretyakov式降水计置于 双层栅栏中心安装,承雪口距离地面3 m高。不推荐安装承雪口高度超 过内栅栏的上部边缘,并且也不要低于此高度10 cm。双层栅栏位置的 选择提升地形学的优势,避免了严重暴雪的影响。 风对固态降水的影响比液态降水大得多。根据国内外试验,在器口 未加任何防护的情况下,仪器捕获的降雪量比实际平均偏小10%~ 50%,最大可达100%。为获得较为准确的降雪量资料,除了尽可能将 观测场选在受风影响小的地方外,近百年来世界许多国家都在研究削减 器口风力影响的防风圈,主要采用的防风圈形式有前苏联的特立奇耶夫 式(Tretyakov)、加拿大的尼夫式(Nipher)、美国的奥尔特式(Alter)、 WMO(1985)的(DFIR:Double Fence Intercomparison Reference)等。
用来连续记录液体降水的自记仪器,它由承 水器(通常口径为20cm)、浮子室、自记钟 • 有降水时,降水从承水器经漏斗进水 和虹吸管等组成。 管引入浮子室。浮子室是一个圆形容
器,内装浮子,浮子上固定有直杆与 自记笔连接。浮子室外连虹吸管。 • 降水使浮子上升,带动自记笔在钟筒 自记纸上划出记录曲线。 • 当自记笔尖升到自记纸刻度的上端( 一般为10mm)浮子室内的水恰好上升 到虹吸管顶端。虹吸管开始迅速排水 ,使自记笔尖回到刻度“0”线,又 重新开始记录。自记曲线的坡度可以 表示降水强度。 • 由于虹吸过程中落入雨量计的降水也 随之一起排出,因此要求虹吸排水时 •10 间尽量快,以减少测量误差。
雨雪冰冻天气的观测与发报注意事项
雨雪冰冻天气的观测与发报注意事项摘要根据地面观测规范的要求,介绍了从降雪到形成积雪天气过程中的观测记录、数据处理与发报的注意事项,以期为雨雪冰冻天气的观测与发报提供参考。
关键词雨雪冰冻天气;降雪;积雪;观测;发报;注意事项1降雪天气的观测记录与数据处理1.1降雪量的观测当出现降雪时,若是随降随化的则按正常记录处理,不能随降随化的,白天守班时段(7:31—20:00)开始出现的,应及时将雨量传感器加盖,待固态降水结束后取盖;夜间非守班时段(20:00至翌日7:30)开始出现的,应在7:31前将固态降水及时清除掉,雨量传感器口加盖,待固态降水结束或转为随降随化的固态降水后取盖(若无法确定结束时间,可待下一次定时观测巡视无固态降水时及时取盖)。
若预计夜间可能出现固态降水,也可于20:00后将雨量传感器加盖,待白天守班时段巡视无固态降水时,应及时取盖;雨量传感器加盖停止使用情况需在值班日志中备注[1-2]。
雨量传感器加盖停止使用期间对应的小时和分钟降水量按缺测处理,并在业务软件中将定时降水从“自动”修改为“人工”,8:00、14:00、20:00定时观测时次编报降水量用人工观测降水量数据代替并值班日记中交待。
1.2风向风速传感器的观测降雪天气,要注意检查风向风速传感器是否运转正常,特别是在风速较小的时候,如果较长时间出现静风记录,应加强严密监视、分析风向风速传感器是否因为低温结冰导致被风杯冻结而停止转动。
当风向风速传感器冻结时,应视天气状况及时放倒风杆进行维护。
如果预计未来雨雪冰冻天气维持,风向风速传感器将持续冻结,当备份自动站风向风速传感器采集的记录正常时,用相应的记录代替;如备份站也被冻结,则应将长Z文件中的风的记录作缺测处理,白天守班时段正点观测时次并使用轻便风向风速仪进行观测,并在气簿-1和值班日记中备注,并需要在A文件中作相应处理。
1.3蒸发量的观测当降雪天气蒸发器出现冻结而无法观测时,在长期结冰的地方则停止大型蒸发的观测,使用小型蒸发皿进行观测;在短期结冰的地方继续使用大型蒸发,小时蒸发量则作缺测处理,日合计记“B”,在月末将冰敲碎,测量结冰以来的总量[3-4]。
地面气象观测业务调整主要技术规定一览表
启动降雪加密观测时,雪深和降水观测数据输入“正点地面气象要素数据维护”中,不再上传降雪加密观测文件(Z_SURF_I_IIiii_yyyyMMddhhmmss_O_SNOW-TEMP.TXT)。
自动站雨量计故障说明
因自动站故障无法获取降水量资料时,应使用人工雨量筒每小时进行观测记录,在“正点地面观测数据维护”中输入到时降水量中,分钟降水量作缺测处理。
在非守班期间各定时30分钟前出现的霾、浮尘、沙尘暴、雾、雷暴等重要天气现象,且持续到定时前30分钟之后,达到始发或续发重要天气报标准时,应编发一份重要天气报,此时GGggW0中的GGgg以正点前31分编发。
维持现行业务不变,当在08、14、20时整点前半小时(30~00分)内观测到大风、龙卷、冰雹等现象达到发报标准时,可以合并的内容合并到该正点新长Z文件中,不再另发重要天气报,不能合并的单独编发。
上传08、14、20时新长Z文件时,按《加密天气报告电码(GD-05)》的有关规定编码(即:保持现行的编码规定不变)。守班期间其他正点按A文件格式规定由人工输入,逐时追加,当需要记录起止的天气现象在小时正点没有终止时,记录至该时整时整分。以“.”表示结束。因缺测无记录时,存入“//,.”,并点击编现在天气码,过去码自动编为//。
维持现行业务不变(8、14、20时定时观测)
天气现象
夜间(20时~次日08时)天气现象连续观测调整为4次正点(20、23、02、05时)观测,不连续观测。保留白天(08时~20时)天气现象连续观测。夜间天气现象按夜间不守班台站的输入规定操作。
维持现行业务不变
天气现象记录规定
天气现象按照夜间不守班台站的有关要求观测。将气簿-1天气现象栏划分为“夜间”(20-08时)和“白天”(08-20时)两栏。夜间出现的天气现象应结合自动观测记录尽量判断,记入“夜间”栏,只记符号,一律不记起止时间和方位;白天出现的天气现象在“白天”栏内正常记录。最小能见度记录在相应的时段内。
电线积冰(业务调整)
三、电线积冰对比观测和资料评估
1.对比观测时间和站点 电线积冰观测导线变更应做好对比观测和资料评估, 全疆所有电线积冰观测台站从2011年1月1日起至2011 年12月31日均开展4mm和26.8mm电线积冰对比观测。 2.4mm电线积冰观测、记录和上报 4mm电线积冰观测按照《地面气象观测规范》执行, 对比观测期间在截取电线上的积冰物时应小心操作, 不要触落冰层,尽量避免造成相互影响。各台站需将 4mm电线积冰的观测数据按照附件2的格式形成逐月 文件,并在每月10日前将上月数据上传至区局信息中 心指定目录:172.23.163.41//qhzl-dm/xx地区/地面资 料/自动站上传文件。
12月25日 14时 93434
电线积冰 最大 直径 厚度 34 32 重量 15 13 气 温
20时
风 向
93437
风 速 记事 雾凇 0810-1250 雨淞 0920-20 日照时数
26.8mm南北 37 26.8mm东西 36 4mm南北 4mm东西
-3.6
ENE 2.3
12月26日
电线积冰 26.8mm南北 26.8mm东西 4mm南北 4mm东西
08时 93428
最大 直径 厚度 重量 气 温 风 向 风 速 记事 雾凇 雨淞 20-1030 日照时数
把导线连同合页箱从积冰架上水平地取下来,随即 把备份导线挂到积冰架上。然后将合页箱带回室内, 待冰层融化后,取出导线,把水注入毫升量杯,量 得的数值就是25cm长的冰层重量值(g)。再将此值乘 以4,即得一米长导线的冰层重量。若有台秤,也可 将带回室内的合页箱直接称量,然后扣除合页箱和 导线的重量(应事先称好,并标明重量值),即得 25cm长冰层段的重量;再将此值乘以4,便是1m长 导线上的冰层重量。积冰严重的地区,每当取下导 线十分困难,或积冰直径已超过所具备的合页箱直 径时,在测定积冰时也可改为只取冰层,不取走导 线的做法。
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若第二次测定仍未达到要求,则应继续对“第三对” 导线上的冰层进行观察和测定,具体要求同“第二 对”导线的使用。“第四对”导线的使用法同此。 一次积冰过程,一般可以包括积冰的发展、保持、 崩塌或消融几个阶段。这几个阶段可能顺次出现, 也可能反复交错出现,时间长短不一。往往积冰在 总的增长过程中,会夹杂出现一些较小的崩塌现象。 只有当积冰增长至本次过程的最大程度时,在随之 而来的崩塌之前,是进行积冰最大直径、厚度和重 量测定的时机。这个时机可在观察的基础上,结合 天气条件和实践经验来具体判断。某次若因估计不 足等原因,造成在积冰发生较大崩塌前未能测定最 大直径、厚度和重量时,可在发现崩塌时,立即进 行测定。同时,记载具体情况,及崩塌前的积冰直 21 径、厚度的大概状况。
每次测定积冰重量之后,随即还应观测气温和风 向风速(2分钟平均)一次。若遇上只测定积冰直径、 厚度而不测定重量的情况时,此项观测应在测定 厚度之后进行。若两个方向导线上的积冰不是一 次相继测定的,则在每一个方向积冰测定后,都 须观测气温和风向风速,并区别方向进行记载。
22
2、测量方法
积冰直径和厚度的测量:测积冰直径是指垂直于 导线的切面上冰层积结的最大数值线,导线直径 包括在内;积冰厚度是指在导线切面上垂直于积 冰直径方向上冰层积结的最大数值线,厚度一般 小于直径,最多与直径相等。
冻土器由外管和内管组成。外管为一标有0cm刻度 线的硬橡胶管;内管为一根有cm刻度的橡皮管(管 内有固定冰用的链子或铜丝、线绳),底端封闭, 顶端与短金属管、木棒及铁盖相连。内管中灌注 当地干净的水(河水、井水、自来水等)至刻度的0 线处。
14
进行冻土观测时,一手把冻土器的铁盖连同内管 提起(图9-6),用另一只手摸测内管冰(包括冻结 得不够坚实的冰柱)所在位置,从管壁刻度线上读 出冰上下两端的相应刻度数,分别为此冻结层的 上、下限深度值。冻土深度观测完毕即将内管重 新插入,并盖好盖子。 遇有两个或两个以上冻结层,应分别测定每个冻 结层的上、下限深度。冻土深度不足0.5cm时,上、 下限均记“0”。 当冻结层的下限深度超出最大刻度范围时,应记 录最大刻度数字,并在数字前加记“>”符号, 如>×××。待冻土期结束后,应换用更长规格 的冻土器。 观测操作力求迅速,尽量勿使内管弯折。遇结冰 不够坚实或气温较高时尤须小心,尽量避免冰柱 滑动或消融。
第九章 积雪、 积雪、冻土和电线积冰的观测
1
积 雪 的 观 测
1.积雪 1.积雪 2.积雪的观测项目 2.积雪的观测项目 (1)雪深 (2)血压
3.积雪观测时的常用仪器 3.积雪观测时的常用仪器 (1)量雪尺 (2)体积量雪器 (3)称雪器 4.观测地点的选择 4.观测地点的选择
2
积 雪 的 观 测
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电线积冰的观测
电线积冰是指雨淞、雾淞凝附在导线上或湿雪冻 结在导线上的现象。附着在导线上的霜、干雪花 和沾附的雨滴,因气温下降至零下而冻结少量的 冰,都不作为电线积冰。 从积冰架上的导线开始形成积冰起,至积冰消失 止,称为一次积冰过程。观测须测定每一次积冰 过程的最大直径和厚度,以毫米(mm)为单位, 取整数。当所测单纯的雾淞直径达到15mm或雨淞、 湿雪冻结物或包括雾淞在内的混合积冰直径达到 8mm时,尚须测定一次积冰最大重量,以克/米 (g/m)为单位,取整数。 电线积冰观测,应在电线积冰架上进行。
积冰的形成和变化是复杂的,有时会出现一个方 向导线上有积冰,另一个方向上没有或两者起止 时间早迟不一;或一个方向达到测重标准,另一 个方向末达到测重标准等等。遇到这类情况,对 两个方向的积冰应分别按测量规定照实记载。 在积冰严重,一次积冰过程持续日子较长的情况 下,要做到一次测量即能获得本次过程的最大值 是困难的。很可能在第一次测量后,积冰并未发 生大崩塌,或在崩塌之后(未崩塌完)又开始了新 的增长。此时,须在“第二对”导线上对冰层状 况继续观察,方法同“第一对”导线。当“第二 对”导线积冰直径、厚度已超过“第一对”的测 量值时,须作出判断,选择适当时机再在“第二 对”导线上进行测定。 20
10
移雪量器又叫雪迁移量测定器,简称集雪器。702型集雪 器。它的外形呈椭圆,并具有流线型的特点,长直径25cm, 短直径16cm,高23cm。集雪筒内部有三个互相错开的水平 隔板,能使进入集雪筒中的雪粒全部沉积下来。上隔板长 16cm,距底14cm,中隔板长17cm,距底9cm,下隔板长 14cm,距底5cm,集雪器进口长6cm,口宽5cm,高2cm,进 口下部距底5cm,进口底面是水平的,上面有5°的仰角, 以利风雪顺利进入集雪器。其出口连接在集雪器的盖子上, 出口长4cm,口宽7cm,高2cm。集雪器上部盖子用螺栓固 定在筒上,仪器进、出口均配有小盖子。
体积量雪器:由内截面积为100cm2的金属 筒、小铲、带盖的金属容器和量杯组成
等雪融化后, 再用量杯测定 其容积 P=M/100 = 然后拨开量雪器一方的雪, 然后拨开量雪器一方的雪, 把小铲沿量雪器口插入, 把小铲沿量雪器口插入,连 同量雪器一起拿到容器上, 同量雪器一起拿到容器上,再 抽出小铲, 抽出小铲,使雪样落入容器 内,加盖拿回室内
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电线积冰架一般由两组支架组成,一组成南北向, 一组成东西向,两组之间距离以互不影响、方便 操作为宜。
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合页箱(图9-8)是一个25cm长,两端封闭的金属圆筒,筒 分开上下两半,一边用合页连接;筒的直径,一般有15cm 和25cm两种;每种规格的合页箱应各配两个,一个供东西 向导线用,另一个供南北向导线用,为避免记录发生混淆, 箱外应标明方向,定向专用。主要作用是截取导线上的积 冰物。 量杯:通用毫升(ml)量杯,用以测定积冰重量。 台称:单位为g,用以测定积冰重量。 外卡钳:用以测定积冰直径和厚度。 米尺:用以测定积冰直径和厚度。 手锯、鱼尾钳、三棱刮刀、喷灯:用以切割和清除积冰。
电线积冰观测的辅助工具
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1、积冰过程的观测
进入积冰季节,应注意积冰架导线上有无积冰形 成。当积冰开始形成时,要分方向记载冻结现象 符号和开始时间;积冰完全消失,应记下终止时 间。 开始积冰后,应注意观察“第一对”导线上积冰 的变化。为便于观察,可在这一对导线的一端随 时清除掉一小段冰层,视这段光裸导线有否冰层 形成,来判别它的变化状况。当积冰积聚相当数 量,结合天气条件估计已达本次积冰的最大程度, 如果再保持下去有可能发生大崩塌的情况时,即 应在“第一对”导线上进行该次积冰最大直径、 厚度的测量。当直径达到规定标准时,还应测量 19 最大重量。
11
在风洞中对集雪器进行的空气动力学效应测定表 明:当集雪器进口中心风速为Vi,无仪器时同高 度处的风速为V0,实验风速在3-16m/s时,Vi/ V0 值在0.7-0.8之间变化。Vi/ V0与V0的关系(图95)。我们以Vi/ V0值作为该仪器的集雪效率,对 所测得的集雪量进行订正。订正的方法是,根据 V0值从图上查出Vi/ V0值,将所测得的吹雪强度 除以Vi/ V0值,即得实际吹雪强度,然后根据实 际吹雪强度进行移雪量计算。
5
体 积 量
6
积 雪 的 观 测
积雪观测时的常用仪器
取样时,将圆 筒向下垂直插 入雪中,直到 地面
称雪器:由带盖的圆筒和秤、小铲组成
然后拨开圆筒一边的雪,把 小铲插入圆筒底沿下面,连 同圆筒一起拿起,盖好筒盖 再将筒翻转,擦净粘在筒外 的雪。把筒挂在秤上,移动 秤砣,直到秤杆水平为止。
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P=M/S= = = 50×m/50=m × =
m为秤杆的刻度数
秤提手 秤杆指针
称 雪
秤杆
支架三棱刀 秤锤
秤钩
提环 活动环
圆筒
准线
8
积 雪 的 观 测
观测地点的选择 雪深、雪压的观测地段,应选择在观测场 附近平坦、开阔的地方。入冬前,应将选定的地 段平整好,清除杂草,并作上标记。
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移雪量的观测与计算
随着交通运输的发展,公路、铁路的修建,需要 我们清楚风雪流运行规律,设计不易积雪的路基, 或对已修成的路线进行雪害防治,这就需要进行 移雪量的测定。 测定移雪量的方法有:移雪量器观测法、自然集 雪沟观测法、人工集雪沟观测法、栅栏阻雪法等。 集雪量除以集雪时间,再除以仪器进口面积即得 吹雪强度。吹雪强度除以集雪效率便得出实际吹 雪强度。 设实际吹雪强度为Fi,各高度处的Fi在吹雪高度 内的积分,即是该次吹雪过程单位时间、单位宽 度的移雪量,简称单位移雪量。
量雪尺 普通米尺
测站四周能见 面积被雪(包括米 雪、霰、冰粒)覆 盖超过一半时称为 积雪
从积雪的表面到地 面的垂直深度,单 位为厘米,取整数
体积量 雪器
单位面积上的积雪 重量,单位为:克 /平方厘米,取一 3 位小数
积Hale Waihona Puke 雪 的 观 测积雪观测时的常用仪器
将尺子垂直的 插入雪中到地 表为止( 表为止(勿插 入土中) 入土中)
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影响积冰重量的因子
影响积冰重量的主要因子是积冰过程的持续时间、 风向、风速。 积冰持续时间对积冰重量的影响,由于雾凇型积 冰和湿雪型积冰两种类型积冰形成于不同的天气 现象,因而具有较大的差异。雾凇型积冰主要是 由于雾滴的冻结形成导线表面的积冰,雾的生成 到消散是一个连续的过程,所以雾凇型积冰的持 续时间对于积冰重量影响较大;湿雪型积冰主要 是由雪降落到近地层较高的环境温度下,部分融 化或通过过冷云雾滴依附到导线上冻结形成积冰, 其积冰的过程主要是在降雪过程中完成。
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积冰重量的测量
积冰重量是指1m长导线上冰层的重量。 测量松脆冰层(例如雾淞)的重量时,应先把张开 的合页箱的下半部分,从选定的冰层下方伸过去, 让导线能嵌入合页箱横壁上适当的缺口位置,再 将合页箱上半部分合拢扣上,导线上的冰层就有 25cm长的一段进入箱内,让合页箱连同冰层暂时 挂在导线上。 将合页箱带回室内,待冰层融化后,取出导线, 把水注入毫升量杯,量得的数值就是25cm长的冰 层重量值(g)。再将此值乘以4,即得一米长导线 的冰层重量。