5、风的观测

⑵ 自记纸的更换 ：方法步骤基本同气压计。 不同点是： ① 笔尖在自记纸上作时间记号是采用下压风速 自记笔杆的方法； ② 换纸后不必用逆时针法对时； ③换纸时风向、风速笔尖必须过自记纸的正点 时间，下纸时间必须过正点时间（北京时）。 ④对准时间后必须将钟筒上的压紧螺帽拧紧。
四、自记纸的整理
⑴ 时间差订正 以实际时间为准，根据换下自记纸上的时间 记号，求出自记钟在24小时内的计时误差， 按变差分配到每个小时，再用铅笔在自记迹 线上作出各正点的时间记号。 当自记钟在24 小时内的计时误差≤20分钟时，不必进行时 间差订正。但要尽量找出造成误差的原因， 并加以消除。
⑵ 各时风速 风速自记部分是按空气行程200m电接一次，风杯转 动80圈，风速自记笔相应跳动一次来记录的。 如十分钟内笔尖跳动一次 风速便是0.3m/s 200m/600s) 1/3 如十分钟内笔尖跳动两次 风速便是0.7m/s 400m/600s) 2/3 如十分钟内笔尖跳动三次 风速便是1.0m/s 600m/600s) 3/3 如十分钟内笔尖跳动四次 风速便是1.3m/s 800m/600s) 4/3 因此，风速的小数位只能是0、3和7。 注意：当风速迹线压线时，包右不包左的原则。
二、风速器 类型：风杯和风车 原理：（以本杯为例讨论） 当风从左方吹来，风杯１与风向平行，风对风杯１的压力在垂直于 风杯轴方向上的分力，近似为零。风杯２与风杯３同风向成６０ 度角相交，结风杯２而言，其凹面迎风，承受风压最大，风杯３ 其凸面迎风，风的绕流作用使其所受风压比风杯２小，由于风杯 ２与风杯３在垂直于风杯轴方向上的压力差，而使风杯开始顺时 针方向旋转，风速越大，起始的压力差越大，产生的加速度越大， 风杯转动就越快。当风杯开始转动后，由于风杯２顺着风的方向 转动，受风的压力相对减小，而风杯３迎着风以同样的速度转动， 所受风村相对增大，风压着不断减小，经过一段时间后（风速不 变时），作用在三个风杯上的风压差为零时，风杯为作匀速转动。 这样根据风杯的转速（每秒钟转的圈数）就可以确定风速的大小。 风杯转速通常是根据机械装置的指针读数或电传装置来测量的。 电接风风速公式：Ｖ＝２∏ＲＫＮ＝2*3.14*14.75*2.65N=2.5N 其中：Ｒ＝１４.７５厘米（风杯转动半径） Ｋ＝２.６５（实验常数） Ｎ为风杯转动频率（每秒风杯转动圈数）
3、 观测和记录 ⑴观测时应将仪器带至空旷处，由观测者手持 仪器，高出头部并保持垂直，风速表刻度盘 与当时风向平行；然后，将方位盘的制动小 套向右转一角度，使方位盘按地磁子午线的 方向稳定下来，注视风向标约二分钟，记录 其摆动范围的中间位置。 ⑵在观测风向时，待风杯转动约半分钟后，按 下风速按钮，启动仪器，又待指针自动停转 后，读出风速示值（m/s）；将此值从该仪器 订正曲线上查出实际风速，取一位小数。 ⑶ 观测完毕，将方位盘制动小套向左转一角 度，固定好方位盘。
⑷ 日最大
最大风速 对应的最多风向 出现时间 1、从每日(20-20时)风速记录中迹线较陡的几处线段上， 分别截取十分钟线段的风速进行比较，选出最大值作为 该日十分钟最大风速，并挑取相应的风向，注明该时段 的终止时间。 2、当日最大风速出现两次或以上相同时，可任挑其中一 次的风向和终止时间。 3、挑取日最大风速，可跨日、跨月、跨年挑取，但只能 上跨，不能下跨。 4、最大风位置的标注：两个箭头标在开始位置和终止位 置 5、自记纸的填写：*日最大 风速值 风向 出现时间
风速：指单位时间内空气移动的水平距离。风 速以米/秒（m/s）为单位，取一位小数。 风向：指风的来向。 人工观测，风向用十六方位法。 自动观测，风向以度(°)为单位。 规律：1、上北下南，左西右东。 2、南北左边站，东西右边站。 3、南北紧紧挨，东西两边靠。
一、风向标 组成：头部，水平杆，尾翼． 原理：当风的来向与风向标成某一交角时，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 翼的风压产生风压国矩，使风向标绕垂直轴旋转， 直至风向标头部正对风的来向时，由于翼板两边受 力平衡，风向标就稳定在某一位置． 要求： （一）、灵敏：指风向标在风速较小，或风向改变不 大的情况下，也能很快地反映出来 （二）、稳定：指风向标应尽量少作惯性，摆动。
11日最大5.0 NNE 1839
重点：
挑取日最大风速，可跨日、跨月、跨 年挑，但只能上跨，不能下跨。
§5.4
轻便风向风速表
1、功能：是测量风向和一分钟内平均风速的 仪器，它用于野外考察或气象站仪器损坏时 的备份。(风向两分钟、风速一分钟) 2、组成： 风向部分(风向标、方位盘、制动小套) 风速部分(十字护架、风杯、风速表主机体) 手柄
4、维护 ⑴ 保持仪器清洁、干燥。若仪器被雨、 雪打湿，使用后须用软布擦拭干净。 ⑵ 仪器应避免碰撞和震动。非观测时间， 仪器要放在盒内，切勿用手摸风杯。 ⑶ 平时不要随便按风速按钮，计时机构 在运转过程中亦不得再按该按钮。 ⑷ 轴承和螺帽不得随意松动。 ⑸ 仪器使用120小时后，须重新检定。
§5.5
3、风力等级表 注意：0级烟柱直冲天，1级吹烟随风偏， 2级轻风吹脸面，3级微风红旗展， 4级地上飞纸片， 5级小树摇， 6级撑伞难， 7级迎风走不便，8级树枝断， 9级以上很难见。 名称口决：软轻微和清劲强，疾大烈狂暴飓风。 1
名称 中数
2 2
3 4
4 7
5 9
6
7
8
9
10 11 12
软 轻 微 和 清劲 强 疾 大 烈 狂 暴 飓 1 12 16 19 23 26 31 35
第五章 风的观测
§5.1 §5.2 §5.3 §5.4 §5.5 §5.6 测风原理 EL型电接风向风速计 EN型测风数据处理仪 轻便风向风速表 目测风向风力 单翼风向传感器和风杯风速传感器
§5.1测风原理
1、风的定义：空气运动产生的气流，称为风。它是 由许多在时空上随机变化的小尺度脉动叠加在大尺 度规则气流上的一种三维矢量。 2、项目：地面气象观测中测量的风是两维矢量(水平 运动)，用风向和风速表示。 3、风向的定义：风向是指风的来向，最多风向是指 在规定时间段内出现频数最多的风向。人工观测， 风向用十六方位法；自动观测，风向以度(°)为单 位。 4、风速的定义：风速是指单位时间内空气移动的水 平距离。风速以米/秒（m/s）为单位，取一位小数。 最大风速是指在某个时段内出现的最大十分钟平均 风速值。极大风速(阵风)是指某个时段内出现的最 大瞬时风速值。瞬时风速是指三秒钟的平均风速。
§5.2 EL型电接风向风速计
一、结构 1、感应器： 风向部分：风标,风向方位块,导电环,接触簧片 风速部分：风杯、交流发电机、蜗轮 2、指示器：电源、瞬时风向盘、瞬时风速盘 3、记录器：八个风向电磁铁、一个风速电磁 铁、自记钟、自记笔、笔挡、充放电线路
二、安装 ⑴ 安装前应进行运转试验，运转正常，方可进行安装。 ⑵ 感应器应安装在牢固的高杆或塔架上，并附设避雷 装置。风速感应器（风杯中心）距地高度10-12m； 安装在平台上，风速感应器（风杯中心）距平台面 6-8m，且距地面高度不得低于10m。 ⑶ 感应器中轴应垂直，方位指南杆指向正南。为检查 校正方位，应在高杆或塔架正南方向的地面上，固 定一个小木桩作标志。 ⑷ 指示器、记录器应平稳地安放在值班室内桌面上， 用电缆与感应器相连接；电缆不能架空，必须走电 缆沟（管）。 ⑸ 电源使用交流电(220V)或干电池(12V)。若使用干 电池，应注意正负极不能接错。
5、风的平均量是指在规定时间段的平均值， 有三秒钟、二分钟和十分钟的平均值。 6、人工观测时，测量平均风速和最多风向。 配有自记仪器的要作风向风速的连续记录并 进行整理。 7、自动观测时，测量平均风速、平均风向、 最大风速、极大风速。 8、测量风的仪器主要有EL型电接风向风速计、 EN型系列测风数据处理仪、海岛自动测风站、 轻便风向风速表、单翼风向传感器和风杯风 速传感器等。 9、当没有测定风向风速的仪器，或虽有仪器 但因故障而不能使用时，可按照附录2目测风 向和风力。
三、观测记录和换纸 定时风： 二分钟最多风向 二分钟平均风速
十分钟风：各时十分钟最多风向 各时十分钟风速 日最大风向、风速
⑴ 观测记录 1、打开指示器的风向、风速开关，观测两分钟风速 指针摆动的平均位置，读取整数，小数位补零，记 入观测簿相应栏中。 2、风速小的时候，把风速开关拨在“20”档；风速大 时，应把风速开关拨在“40”档。 3、观测风向指示灯，读取两分钟的最多风向，用十 六方位对应符号记录。 4、静风时，风速记0.0，风向记C；平均风速超过 40.0m/s，则记为>40.0，作日合计、日平均时，按 40.0统计。 5、因电接风向风速计故障，或冻结现象严重而不能 正常工作时，可用轻便风向风速表进行观测，并在 备注栏注明。
目测风向风力
原因：当没有测定风向风速的仪器或虽有仪器但因故 障而不能使用时，可目测风向风力。 1、估计风力 根据风对地面或海面物体的影响而引起的各种现象， 按风力等级表估计风力共分13级（0-12），并记录 其相应风速的中数值。 2、目测风向 根据炊烟、旌旗、布条展开的方向及人的感觉，按 八方位估计。 目测风向风力时，观测者应站在空旷处，多选几个 物体，认真地观测，以尽量减少估计误差。
挑取风速的方法介绍： 1、数笔尖跳动次数法： 2、数自记纸上的格子法： 3、平移法：
⑶ 各时风向 1、从各正点前十分钟内的五次风向记录中挑取出现次数最多 的。 2、如最多风向有两个出现次数相同，应舍去最左面的一次划 线，而在其余四次划线中来挑取； 3、如最多风向有两个出现次数相同，舍去最左面的一次划线， 在其余四次划线中又有两个出现次数相同，再舍去左面的一 次划线，按右面的三次划线来挑取。 4、如五次划线均为不同方向，则以最右面的一次划线的方向 作为该时记录。 5、如果在十分钟内风速划平线，风向记C，风速记0.0。 6、自记风向，由于时差造成某正点前10分钟格子内，只有四 次划线时，应从50分前和60分后的两次风向记录中，挑一 个最接近50-60分钟时间线的风向加进去，共五次划线来确 定该时的最多风向，而不能以四次划线来确定该时的风向。
§5.6单翼风向传感器Βιβλιοθήκη Baidu风杯风速传感器
风向风速传感器用于测量距地10米处的 地面风的速度及方向值，并转换为电信号， 此信号可以直接传送到显示仪器或记录设 备进行处理。传感器由风向传感器、风速 传感器及传感器支架三部分组成。传感器 的供电电源为12V。
一、单翼风向传感器 1、原理： 风向感应器为单翼风标，它是低启动 风速的光电风向传感器。风向的信号发 生装置是由风标转轴连接一个由风标带 动的6-8位的格雷码光码盘（常用七位） 组成，码盘由七个等分的同心圆组成， 由内到外分别作0、2、2、2、2、2、 （2、2）等分，相邻每份作透光与不透 光处理，通过位于码盘两侧同一半径上 的6-8对光电耦合器件相应的6-8位格雷 码，码盘的上面安装有一组6-8个红外 发光二极管，下面有一组光电转换器 （6-8个）都正对码盘的7个轨道。随风 向标的转动，码盘下面的光电管接收到 的电码发生变化，第一个格雷码代表一 个风向，分辨率为5.6到1.4度（分辨率 为2.8°）。每次只能变化一位，这种 编码方法有助于消除乱码。传感器有格 雷码、电压、电流三种输出方式。
2、指标 测量范围：0-360度 响应灵敏度：0.3M/S(30度偏角) 工作电源:10-14VDC 分辨率:3度 精确度:+_5度 输出:格雷码:7位 电压:0-2.5VDC 电流:4-20MA
二、风杯风速传感器 1．组成： 风速传感器采用三个轻质锥形风 杯组成。风杯由碳纤维增强塑料 制成。它是响应快，启动风速低 的光电子风速计。 ２．原理： 当风杯转动时，带动同轴的多齿 截光盘转动，使下面的光敏三极 管有时接收到上面发光二极管发 射的光线而导通，有时接收不到 上面发光二极管照射来的光线而 截止。这样就能得到与风杯转速 成正比的脉冲信号，该脉冲信号 由计数器计数，经换算后就能得 出实际风速值。