大氣探測第七章：地面風的觀測

1、大氣探測學大氣探測學第七章第七章 地面風的觀測地面風的觀測7.1 7.1 概述概述 7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器 7.3 EL 7.3 EL型電接風向風速計型電接風向風速計 7.4 7.4 其他測風儀器其他測風儀器 7.5 7.5 測風儀器的安裝測風儀器的安裝7.1 7.1 概概 述述1 1什么是風？什么是風？風是指空氣的水平運動。風是指空氣的水平運動。風的運動既有速度又有方向，說明了風的運動既有速度又有方向，說明了風是一個矢量（地面氣象觀測的風是風是一個矢量（地面氣象觀測的風是兩維矢量，即空氣的水平運動），因兩維矢量，即空氣的水平運動），因此風的觀測包括風向和風速兩項。此風的觀測包括

2、風向和風速兩項。2 2風向：風向：指風的來向。指風的來向。人工觀測，用十六人工觀測，用十六方位表示，以拉丁方位表示，以拉丁文縮寫記錄；文縮寫記錄；自動觀測，風向以自動觀測，風向以度度( () )為單位。為單位。最多風向：最多風向：指在指在規(guī)定時間段內(nèi)出現(xiàn)規(guī)定時間段內(nèi)出現(xiàn)頻數(shù)最多的風向。頻數(shù)最多的風向。7.1 7.1 概概 述述風向符號與度數(shù)對照表風向符號與度數(shù)對照表 3 3風速：風速：是空氣質(zhì)點在單位時間內(nèi)所移動的水平距是空氣質(zhì)點在單位時間內(nèi)所移動的水平距離。以米離。以米/ /秒為單位，定時觀測取整數(shù)，自秒為單位，定時觀測取整數(shù)，自記記錄取一位小數(shù)。記記錄取一位小數(shù)。最大風速：最大風速：是指在

3、某個時段內(nèi)出現(xiàn)的最是指在某個時段內(nèi)出現(xiàn)的最大十分鐘平均風速值。大十分鐘平均風速值。極大風速極大風速( (陣風陣風) )：是指某個時段內(nèi)出現(xiàn)是指某個時段內(nèi)出現(xiàn)的最大瞬時風速值。的最大瞬時風速值。瞬時風速：瞬時風速：是指三秒鐘的平均風速。是指三秒鐘的平均風速。7.1 7.1 概概 述述風力等級：風力等級：常用的風力等級系英國人蒲福于常用的風力等級系英國人蒲福于18051805年規(guī)定，稱年規(guī)定，稱蒲福風力等級，從蒲福風力等級，從012級共級共13級。級?，F(xiàn)在使用的分級標準是由現(xiàn)在使用的分級標準是由1946年以來風力等級又做年以來風力等級又做了擴充，增到了擴充，增到18個等級（個等級（017級）。級）

4、。我國自我國自2006年年6月月15日起實施新的熱帶氣旋等級劃日起實施新的熱帶氣旋等級劃分，與過去不同的是：分，與過去不同的是： 臺風：中心最大風力臺風：中心最大風力1213級。級。 強臺風：中心最大風力強臺風：中心最大風力1415級。級。 超強臺風：中心最大風力超強臺風：中心最大風力16級或以上。級或以上。7.1 7.1 概概 述述等等級級 名名 稱稱陸陸 上上 地地 物物 征征 象象相相 當當 風風 速速范圍范圍(m/s)中數(shù)中數(shù)0靜風靜風靜，煙直上靜，煙直上0.00.201軟風軟風煙能表示風向，樹葉略有搖動煙能表示風向，樹葉略有搖動0.31.512輕風輕風人面感覺有風，樹葉有微響，風向標

5、能轉(zhuǎn)動，旗飄人面感覺有風，樹葉有微響，風向標能轉(zhuǎn)動，旗飄動動1.63.323微風微風樹葉及小枝搖動不息，旗展開，高的草搖動不息樹葉及小枝搖動不息，旗展開，高的草搖動不息3.45.444和風和風能吹起地面灰塵和紙張，樹枝動搖。高的草呈波浪能吹起地面灰塵和紙張，樹枝動搖。高的草呈波浪起伏起伏5.57.975勁風勁風有葉的小樹搖擺，內(nèi)陸的水面有小波。高的草波浪有葉的小樹搖擺，內(nèi)陸的水面有小波。高的草波浪起伏明顯起伏明顯8.010.796強風強風大樹枝搖動，電線呼呼有聲，撐傘困難。高的草不大樹枝搖動，電線呼呼有聲，撐傘困難。高的草不時傾伏于地時傾伏于地10.813.8127疾風疾風全樹搖動，大樹枝彎下

6、來，迎風步行感覺不便全樹搖動，大樹枝彎下來，迎風步行感覺不便13.917.1168大風大風可折毀小樹枝，人迎風前行感覺阻力甚大可折毀小樹枝，人迎風前行感覺阻力甚大17.220.7199烈風烈風草房遭受破壞，屋瓦被掀起，大樹枝可折斷草房遭受破壞，屋瓦被掀起，大樹枝可折斷20.824.42310狂風狂風樹木可被吹倒，一般建筑物遭破壞樹木可被吹倒，一般建筑物遭破壞24.528.42611暴風暴風大樹可被吹倒，一般建筑物遭嚴重破壞大樹可被吹倒，一般建筑物遭嚴重破壞28.532.63112颶風颶風陸上少見，其摧毀力極大陸上少見，其摧毀力極大32.6334 4風的平均量風的平均量：是指在規(guī)定時間段的平均值

7、，有三秒鐘、是指在規(guī)定時間段的平均值，有三秒鐘、一分鐘、二分鐘和十分鐘的平均值。一分鐘、二分鐘和十分鐘的平均值。在觀測中為了取得具有一定代表性的風向、在觀測中為了取得具有一定代表性的風向、風速資料，風的觀測一般是取某一時段內(nèi)風速資料，風的觀測一般是取某一時段內(nèi)的的平均風速和最多風向平均風速和最多風向。氣象臺站觀測中，一般是取兩分鐘的平均風速氣象臺站觀測中，一般是取兩分鐘的平均風速和最多風向，自記儀器是取十分鐘的平均風速和和最多風向，自記儀器是取十分鐘的平均風速和最多風向。最多風向。7.1 7.1 概概 述述5 5陣風：陣風：陣風（風的陣性）：陣風（風的陣性）：是指瞬時風向風速在是指瞬時風向風速

8、在平均值附近漲落的變化和分布特性。平均值附近漲落的變化和分布特性。WMOWMO關(guān)關(guān)于于“陣風陣風”的定義是：在規(guī)定時間間隔的定義是：在規(guī)定時間間隔（指十分鐘）內(nèi)，風速偏離其平均值的一（指十分鐘）內(nèi)，風速偏離其平均值的一個正的或負的偏距，其持續(xù)時間不超過兩個正的或負的偏距，其持續(xù)時間不超過兩分鐘者。分鐘者。陣風觀測：陣風觀測：主要有兩個變量，風速和風向主要有兩個變量，風速和風向的標準偏差、陣風峰值。的標準偏差、陣風峰值。7.1 7.1 概概 述述6 6氣象站風的觀測項目：氣象站風的觀測項目：人工觀測時：人工觀測時：測量平均風速和最多風向。測量平均風速和最多風向。配有自記儀器的要作風向風速的連續(xù)記

9、錄配有自記儀器的要作風向風速的連續(xù)記錄并進行整理。并進行整理。 自動觀測時：自動觀測時：測量平均風速、平均風向、測量平均風速、平均風向、最大風速、極大風速。最大風速、極大風速。 7.1 7.1 概概 述述7 7測量風的主要儀器：測量風的主要儀器：（1 1）ELEL型電接風向風速計型電接風向風速計（2 2）ENEN型系列測風數(shù)據(jù)處理儀型系列測風數(shù)據(jù)處理儀（3 3）海島自動測風站）海島自動測風站（4 4）輕便風向風速表）輕便風向風速表（5 5）單翼風向傳感器和風杯風速傳感器等）單翼風向傳感器和風杯風速傳感器等 當沒有測定風向風速的儀器，或雖有儀器但當沒有測定風向風速的儀器，或雖有儀器但因故障而不能

10、使用時，可目測風向和風力。因故障而不能使用時，可目測風向和風力。7.1 7.1 概概 述述8 8風的測量有什么意義？風的測量有什么意義？（1 1）在天氣預報方面，）在天氣預報方面，天氣形勢分析時需要風資天氣形勢分析時需要風資料。另外，大風多具災害性，對航運、漁業(yè)生產(chǎn)及料。另外，大風多具災害性，對航運、漁業(yè)生產(chǎn)及軍事活動的影響甚大，所以大風預報是風的預報的軍事活動的影響甚大，所以大風預報是風的預報的重點。重點。（2 2）在城市規(guī)劃方面，）在城市規(guī)劃方面，為了盡可能地減少工廠排為了盡可能地減少工廠排放的煙塵、廢氣對居住區(qū)的污染，城市規(guī)劃尤其要放的煙塵、廢氣對居住區(qū)的污染，城市規(guī)劃尤其要考慮風的影響

11、。各地都可根據(jù)該地的風頻統(tǒng)計進行考慮風的影響。各地都可根據(jù)該地的風頻統(tǒng)計進行布局規(guī)劃。布局規(guī)劃。7.1 7.1 概概 述述（3 3）在森林防火方面，）在森林防火方面，風力的大小還與森林火災風力的大小還與森林火災的發(fā)生關(guān)系十分密切。及時準確的預報會減免火災的發(fā)生關(guān)系十分密切。及時準確的預報會減免火災的發(fā)生和將損失減到最小。的發(fā)生和將損失減到最小。 （4 4）在軍事氣象方面，）在軍事氣象方面，風是海洋氣象因素之一，風是海洋氣象因素之一，它對海軍平戰(zhàn)時的活動影響很大。準確的預報對航它對海軍平戰(zhàn)時的活動影響很大。準確的預報對航行有重大意義。行有重大意義。 （5 5）其他，）其他，風速風向資料還廣泛應用

12、于建筑設(shè)計、風速風向資料還廣泛應用于建筑設(shè)計、輸電線路設(shè)計、大氣污染評價、風能資源開發(fā)等領(lǐng)輸電線路設(shè)計、大氣污染評價、風能資源開發(fā)等領(lǐng)域。域。7.1 7.1 概概 述述7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器風向標：風向標：是各種測風儀器中用以指示風向的最主要的是各種測風儀器中用以指示風向的最主要的部件。分為頭部（維持平衡也稱平衡錘）、部件。分為頭部（維持平衡也稱平衡錘）、水平桿與尾翼三部分。整個風向標可繞垂直水平桿與尾翼三部分。整個風向標可繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。它的重心正好在轉(zhuǎn)動軸的軸心上。軸旋轉(zhuǎn)。它的重心正好在轉(zhuǎn)動軸的軸心上。風向標作用原理：風向標作用原理：當風的來向與風向標成某一個交角時，風對風向當

13、風的來向與風向標成某一個交角時，風對風向標產(chǎn)生壓力，這個力可分解成平行和垂直于風向標產(chǎn)生壓力，這個力可分解成平行和垂直于風向標的兩個分力。由于風向標頭部受風面積較小，標的兩個分力。由于風向標頭部受風面積較小，尾翼受風面積較大，因而感受的風壓不相等，垂尾翼受風面積較大，因而感受的風壓不相等，垂直于尾翼的風壓產(chǎn)生風壓力矩，使風向標繞垂直直于尾翼的風壓產(chǎn)生風壓力矩，使風向標繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，直至風向標頭部正好對著風的來向時，軸旋轉(zhuǎn)，直至風向標頭部正好對著風的來向時，由于翼板兩邊受力平衡，風向標就穩(wěn)定在某一位由于翼板兩邊受力平衡，風向標就穩(wěn)定在某一位置。置。 7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器只有當只有

14、當MMfMMf時，即在一定時，即在一定的起動風速的起動風速V V下，風向標才能下，風向標才能轉(zhuǎn)動。各種風向標的起動風轉(zhuǎn)動。各種風向標的起動風速都不相同，它取決于風標速都不相同，它取決于風標形狀和交角形狀和交角. .7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器風向標的受力情況：設(shè)氣流與風標的起始位置成風向標的受力情況：設(shè)氣流與風標的起始位置成的交角，則風向標的尾翼上受到三個力矩的作用，的交角，則風向標的尾翼上受到三個力矩的作用，一是一是風壓力矩風壓力矩M M，二是慣性力矩，二是慣性力矩MnMn，三是摩擦力矩，三是摩擦力矩MfMf，包括在轉(zhuǎn)軸支點處的摩擦力矩及空氣粘滯性，包括在轉(zhuǎn)軸支點處的摩擦力矩及空氣粘

15、滯性對翼板等產(chǎn)生的摩擦力矩。這樣，風標轉(zhuǎn)動的運對翼板等產(chǎn)生的摩擦力矩。這樣，風標轉(zhuǎn)動的運動方程為動方程為 M M= =Mn+MfMn+Mf，即，即MnMn=M-Mf=M-Mf。對風向標的要求：對風向標的要求：(1)(1)靈敏度：靈敏度：在小風速或風向改變不大的情況下，在小風速或風向改變不大的情況下，能很快地反映出風向變化來。能很快地反映出風向變化來。提高靈敏度的方法：在重量一定的前提下，加大尾提高靈敏度的方法：在重量一定的前提下，加大尾翼的面積、加大其壓力中心到垂直軸的距離（力翼的面積、加大其壓力中心到垂直軸的距離（力臂）、減小軸部摩擦等。臂）、減小軸部摩擦等。(2)(2)穩(wěn)定度：穩(wěn)定度：當風

16、向改變時，由風向標本身慣性作當風向改變時，由風向標本身慣性作用引起的擺動要小。用引起的擺動要小。提高穩(wěn)定度的方法：需要適當減小風向標的重量、提高穩(wěn)定度的方法：需要適當減小風向標的重量、減小轉(zhuǎn)動半徑和增大受風面積，也可改進風標的形減小轉(zhuǎn)動半徑和增大受風面積，也可改進風標的形狀。狀。7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器常用風向標的類型：常用風向標的類型：(1)(1)雙葉型：雙葉型：兩翼有兩翼有2020度張角，度張角，增大了垂直方向上的風壓，靈增大了垂直方向上的風壓，靈敏性較好。同時由于張角的存敏性較好。同時由于張角的存在，當風標做慣性轉(zhuǎn)動時，受在，當風標做慣性轉(zhuǎn)動時，受到擺回平衡位置的力也要大些，

17、到擺回平衡位置的力也要大些，穩(wěn)定性較好。穩(wěn)定性較好。缺點：缺點：尾翼對氣流的破壞性較尾翼對氣流的破壞性較嚴重，引起了尾翼后的渦流。嚴重，引起了尾翼后的渦流。7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器(2)(2)菱型：菱型：是比較理想的風向標，體積和重是比較理想的風向標，體積和重量都較小。尾翼透空，氣流從尾翼透空部分量都較小。尾翼透空，氣流從尾翼透空部分通過，形成一股強氣流，使得尾翼不易擺動，通過，形成一股強氣流，使得尾翼不易擺動，并將尾部形成的渦流帶走，使空氣穩(wěn)定。所并將尾部形成的渦流帶走，使空氣穩(wěn)定。所以其靈敏性和穩(wěn)定性都較好。以其靈敏性和穩(wěn)定性都較好。(3)(3)流線型：流線型：具有菱型風向標的

18、優(yōu)點，但是具有菱型風向標的優(yōu)點，但是制造上較難，容易變形。制造上較難，容易變形。7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器風向傳感器：風向傳感器：傳送和指示風向標所在方位的方法很傳送和指示風向標所在方位的方法很多，有機械傳送、電接式傳送、電位多，有機械傳送、電接式傳送、電位計式傳送、光電轉(zhuǎn)換即格雷碼盤等。計式傳送、光電轉(zhuǎn)換即格雷碼盤等。最常用的是格雷碼盤。最常用的是格雷碼盤。7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器格雷碼盤：格雷碼盤：原理：原理：格雷碼盤固定格雷碼盤固定在風向標的軸上，當在風向標的軸上，當碼盤隨著風向標軸轉(zhuǎn)碼盤隨著風向標軸轉(zhuǎn)動時，就可將風向標動時，就可將風向標的轉(zhuǎn)動角度的度數(shù)變的轉(zhuǎn)動角度

19、的度數(shù)變換成一個二進制的數(shù)換成一個二進制的數(shù)字信號。字信號。7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器白色透明為為：1黑色不透明為為：0組成：組成：由等分的同心圓組成，由內(nèi)到外分由等分的同心圓組成，由內(nèi)到外分別為別為0 0、2 20 0、2 21 1、2 22 2、2 23 3、2 24 4、2 25 5等等份，份，相鄰兩份做成透光和不透光處理，通過位相鄰兩份做成透光和不透光處理，通過位于碼盤兩側(cè)同一半徑上的光電耦合器件對于碼盤兩側(cè)同一半徑上的光電耦合器件對輸出相應的格雷碼。輸出相應的格雷碼。優(yōu)點：優(yōu)點：是每進一位只有其中的一位數(shù)發(fā)生是每進一位只有其中的一位數(shù)發(fā)生0 0和和1 1之間的變化，因而即使

20、發(fā)生誤讀也只能之間的變化，因而即使發(fā)生誤讀也只能產(chǎn)生一位碼的誤差，對保證測量風向的精產(chǎn)生一位碼的誤差，對保證測量風向的精度有很大好處。度有很大好處。7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器風杯式風速感應器：風杯式風速感應器：由三個或四個圓錐形或半球形固定在架子上由三個或四個圓錐形或半球形固定在架子上的風杯組成。整個架子連同風杯裝在一個可的風杯組成。整個架子連同風杯裝在一個可以自由轉(zhuǎn)動的軸上，所有的風杯都順著一面。以自由轉(zhuǎn)動的軸上，所有的風杯都順著一面。在風壓的作用下，風杯就順著圓錐（球形）在風壓的作用下，風杯就順著圓錐（球形）的凸面方向自由旋轉(zhuǎn)。的凸面方向自由旋轉(zhuǎn)。7.2 7.2 風的傳感器風的傳

21、感器測風原理：測風原理：當風從左方吹來時，風杯（當風從左方吹來時，風杯（1 1）與風向平行，風對）與風向平行，風對風杯（風杯（1 1）的壓力在垂直于風杯軸方向上的分力近）的壓力在垂直于風杯軸方向上的分力近似為零。風杯（似為零。風杯（2 2）與（）與（3 3）同風向成）同風向成6060角相交，角相交，對風杯（對風杯（2 2）而言，其凹面迎著風，承受的風壓最）而言，其凹面迎著風，承受的風壓最大大; ;風杯（風杯（3 3）其凸面迎風，風的繞流作用使其所受）其凸面迎風，風的繞流作用使其所受風壓比風杯（風壓比風杯（2 2）小，由于風杯（）小，由于風杯（2 2）與風杯（）與風杯（3 3）在垂直于風杯軸方向

22、上的壓力差，而使風杯開始順在垂直于風杯軸方向上的壓力差，而使風杯開始順時針方向旋轉(zhuǎn)，風速越大，起始的壓力差越大，產(chǎn)時針方向旋轉(zhuǎn)，風速越大，起始的壓力差越大，產(chǎn)生的加速度越大，風杯轉(zhuǎn)動越快。生的加速度越大，風杯轉(zhuǎn)動越快。7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器風杯開始轉(zhuǎn)動后，由于杯（風杯開始轉(zhuǎn)動后，由于杯（2 2）順著風的方）順著風的方向轉(zhuǎn)動，受風的壓力相對減小，而杯（向轉(zhuǎn)動，受風的壓力相對減小，而杯（3 3）迎著風以同樣的速度轉(zhuǎn)動，所受風壓相對增迎著風以同樣的速度轉(zhuǎn)動，所受風壓相對增大，風壓差不斷減小，經(jīng)過一段時間后（風大，風壓差不斷減小，經(jīng)過一段時間后（風速不變時），作用在三個風杯上的分壓差為速

23、不變時），作用在三個風杯上的分壓差為零時，風杯就變作勻速轉(zhuǎn)動。這樣根據(jù)風杯零時，風杯就變作勻速轉(zhuǎn)動。這樣根據(jù)風杯的轉(zhuǎn)速（每秒鐘轉(zhuǎn)的圈數(shù)）就可以確定風速的轉(zhuǎn)速（每秒鐘轉(zhuǎn)的圈數(shù)）就可以確定風速的大小。的大小。7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器誤差分析：誤差分析：當風速增加時，轉(zhuǎn)杯能迅速增加轉(zhuǎn)速以適當風速增加時，轉(zhuǎn)杯能迅速增加轉(zhuǎn)速以適應氣流速度。應氣流速度。當風速減小時，由于慣性影響，轉(zhuǎn)速不能當風速減小時，由于慣性影響，轉(zhuǎn)速不能立即下降。立即下降。過高效應：旋轉(zhuǎn)風速表在陣性風力指示的過高效應：旋轉(zhuǎn)風速表在陣性風力指示的風速偏高，一般可產(chǎn)生的平均誤差約為風速偏高，一般可產(chǎn)生的平均誤差約為10%10%

24、。7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器風速傳感器：風速傳感器：傳送和指示風速的方法有機械式、電接傳送和指示風速的方法有機械式、電接式、電機式、磁感式和光電式即多齒光式、電機式、磁感式和光電式即多齒光盤等。盤等。最常用的風速傳感器是多齒光盤。最常用的風速傳感器是多齒光盤。7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器原理：原理：多齒光盤固定在風杯軸上，盤上有等多齒光盤固定在風杯軸上，盤上有等距的孔，光盤上面裝有發(fā)光二極管，下面裝距的孔，光盤上面裝有發(fā)光二極管，下面裝有光敏三極管。當風杯帶著光盤轉(zhuǎn)動時，由有光敏三極管。當風杯帶著光盤轉(zhuǎn)動時，由于孔的不連續(xù)性，光敏三極管時而導通，時于孔的不連續(xù)性，光敏三極管時

25、而導通，時而截止，形成光脈沖信號，每一個脈沖信號而截止，形成光脈沖信號，每一個脈沖信號代表一定的風程。這樣就能得到與風杯轉(zhuǎn)速代表一定的風程。這樣就能得到與風杯轉(zhuǎn)速成正比的頻率信號。由計數(shù)器計數(shù)，經(jīng)轉(zhuǎn)換成正比的頻率信號。由計數(shù)器計數(shù)，經(jīng)轉(zhuǎn)換即可得到實際風速。即可得到實際風速。 7.2 7.2 風的傳感器風的傳感器7.3 7.3 ELEL型電接風向風速計型電接風向風速計儀器結(jié)構(gòu)：儀器結(jié)構(gòu)：1.1.感應器感應器 風速部分的組成及工作原理風速部分的組成及工作原理 風向風向部分的組成及工作原理部分的組成及工作原理2.2.指示器指示器 瞬時風速指示部分瞬時風速指示部分 瞬時風向指示部分瞬時風向指示部分3.

26、3.記錄器記錄器 瞬時風速記錄部分瞬時風速記錄部分 瞬時風向記錄部分瞬時風向記錄部分7.3 7.3 ELEL型電接風向風速計型電接風向風速計結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：風速部分由風杯、交流風速部分由風杯、交流發(fā)電機、蝸輪等組成。發(fā)電機、蝸輪等組成。風向部分由風向標、風風向部分由風向標、風向方位塊、導電環(huán)、接向方位塊、導電環(huán)、接觸簧片等組成。觸簧片等組成。風速部分：風速部分：當風杯轉(zhuǎn)動時，帶動渦輪，并通過撥鉤推當風杯轉(zhuǎn)動時，帶動渦輪，并通過撥鉤推凸輪一起轉(zhuǎn)動。風速電接簧片的一端在凸凸輪一起轉(zhuǎn)動。風速電接簧片的一端在凸輪表面滑動，當凸輪不斷轉(zhuǎn)動時，上面一輪表面滑動，當凸輪不斷轉(zhuǎn)動時，上面一個簧片先從凸輪最高點跌下

27、來，與下面一個簧片先從凸輪最高點跌下來，與下面一個簧片接觸，緊接著下面一個簧片也從凸個簧片接觸，緊接著下面一個簧片也從凸輪最高點跌下來，于是上面簧片斷開，完輪最高點跌下來，于是上面簧片斷開，完成一次電接。風速越大，風杯轉(zhuǎn)的越快，成一次電接。風速越大，風杯轉(zhuǎn)的越快，單位時間內(nèi)電接的次數(shù)越多。由于每吹過單位時間內(nèi)電接的次數(shù)越多。由于每吹過200m200m風程（風杯轉(zhuǎn)過風程（風杯轉(zhuǎn)過8080圈），接點就接觸圈），接點就接觸一次，記錄器風速筆尖就在自記紙風速坐一次，記錄器風速筆尖就在自記紙風速坐標上向上或向下移動標上向上或向下移動1/31/3格（三次移動一格（三次移動一格）。根據(jù)筆尖格）。根據(jù)筆尖10

28、10分鐘內(nèi)自記紙上移動的分鐘內(nèi)自記紙上移動的格數(shù)，就可求出當時的平均風速。格數(shù)，就可求出當時的平均風速。7.3 EL7.3 EL型電接風向風速計型電接風向風速計風向部分：風向部分：固定在底座防水罩內(nèi)的方位盤，有內(nèi)外固定在底座防水罩內(nèi)的方位盤，有內(nèi)外兩環(huán)，外環(huán)是導電環(huán)，內(nèi)環(huán)分成八塊，兩環(huán)，外環(huán)是導電環(huán)，內(nèi)環(huán)分成八塊，互相絕緣，稱為方位塊。裝在風標座防互相絕緣，稱為方位塊。裝在風標座防水罩內(nèi)的是風向電接簧片，簧片上有三水罩內(nèi)的是風向電接簧片，簧片上有三個電接點，隨著風標的轉(zhuǎn)動，外面的一個電接點，隨著風標的轉(zhuǎn)動，外面的一個電接點在導電環(huán)上滑動，靠里的兩個個電接點在導電環(huán)上滑動，靠里的兩個電接點在方位

29、塊上滑動。這兩個電接點電接點在方位塊上滑動。這兩個電接點的距離等于半個方位塊的寬度。隨著風的距離等于半個方位塊的寬度。隨著風向的不同，三個電接點就停在不同的位向的不同，三個電接點就停在不同的位置上，里面的兩個電接點可能停在一個置上，里面的兩個電接點可能停在一個方位塊上，也可能停在相鄰的兩個方位方位塊上，也可能停在相鄰的兩個方位塊上。這樣，當風標帶動電接簧片在方塊上。這樣，當風標帶動電接簧片在方位塊上轉(zhuǎn)動時，就可指示出位塊上轉(zhuǎn)動時，就可指示出1616個方位。個方位。7.3 EL7.3 EL型電接風向風速計型電接風向風速計u瞬時風速指示部分：瞬時風速指示部分：裝有一塊直流電流表，上面有裝有一塊直流

30、電流表，上面有0 020m/s20m/s和和0 040m/s40m/s兩行刻度，用以兩行刻度，用以觀測瞬時風速。觀測瞬時風速。u瞬時風向指示部分：瞬時風向指示部分：裝有一個八燈盤，用來觀測瞬時裝有一個八燈盤，用來觀測瞬時風向。風向。由電源、瞬時風向指示盤、瞬時風由電源、瞬時風向指示盤、瞬時風速指示盤等組成。速指示盤等組成。7.3 EL7.3 EL型電接風向風速計型電接風向風速計由八個風向電磁鐵、一個風速電磁鐵、自由八個風向電磁鐵、一個風速電磁鐵、自記鐘、自記筆、筆擋、充放電線路等部分組記鐘、自記筆、筆擋、充放電線路等部分組成。成。 7.3 EL7.3 EL型電接風向風速計型電接風向風速計7.4

31、 7.4 其他測風儀器其他測風儀器熱線風速表熱線風速表 ：原理：原理：是利用一根被加熱的金屬絲置于是利用一根被加熱的金屬絲置于空氣中，散熱速率與周圍空氣的流速有空氣中，散熱速率與周圍空氣的流速有關(guān)，利于這種特性來測量風速。關(guān)，利于這種特性來測量風速。 優(yōu)點：優(yōu)點：比起風杯風速計和風車風速計，比起風杯風速計和風車風速計，其能更準確的測量風速隨時間的瞬間變其能更準確的測量風速隨時間的瞬間變化?；Ｎ⒊叨蕊L速測量感應器常使用熱線微尺度風速測量感應器常使用熱線風速計。風速計。聲風速表聲風速表：是利用聲波在空是利用聲波在空氣中的傳播速度氣中的傳播速度與風速之間的函與風速之間的函數(shù)關(guān)系測量風速數(shù)關(guān)系測量風

32、速的。的。7.4 7.4 其他測風儀器其他測風儀器超聲風速儀超聲風速儀輕便風向風速表輕便風向風速表 ：u是測量風向和一分鐘內(nèi)平均是測量風向和一分鐘內(nèi)平均風速的儀器，它用于野外考察風速的儀器，它用于野外考察或氣象站儀器損壞時的備份?；驓庀笳緝x器損壞時的備份。u儀器由風向部分（包括風向儀器由風向部分（包括風向標、方位盤、制動小套）、風標、方位盤、制動小套）、風速部分（包括十字護架、風杯、速部分（包括十字護架、風杯、風速表主機體）和手柄三部分風速表主機體）和手柄三部分組成組成。7.4 7.4 其他測風儀器其他測風儀器 在空曠處，由觀測者手持儀器，高出頭部并保在空曠處，由觀測者手持儀器，高出頭部并保持

33、垂直，風速表刻度盤與當時風向平行；然后將方持垂直，風速表刻度盤與當時風向平行；然后將方位盤的制動小套向右轉(zhuǎn)一角度，使方位盤按地磁子位盤的制動小套向右轉(zhuǎn)一角度，使方位盤按地磁子午線的方向穩(wěn)定下來，注視風向標約二分鐘，記錄午線的方向穩(wěn)定下來，注視風向標約二分鐘，記錄其擺動范圍的中間位置。其擺動范圍的中間位置。 在觀測風向時，待風杯轉(zhuǎn)動約半分鐘后，按下在觀測風向時，待風杯轉(zhuǎn)動約半分鐘后，按下風速按鈕，啟動儀器，又待指針自動停轉(zhuǎn)后，讀出風速按鈕，啟動儀器，又待指針自動停轉(zhuǎn)后，讀出風速示值（風速示值（m/s）；進行訂正，取一位小數(shù)。）；進行訂正，取一位小數(shù)。 觀測完畢，將方位盤制動小套向左轉(zhuǎn)一角度，觀測

34、完畢，將方位盤制動小套向左轉(zhuǎn)一角度，固定好方位盤。固定好方位盤。 7.4 7.4 其他測風儀器其他測風儀器ENEN型系列測風數(shù)據(jù)處理儀：型系列測風數(shù)據(jù)處理儀：uENEN型系列測風數(shù)據(jù)處理儀與特定感應器配套可型系列測風數(shù)據(jù)處理儀與特定感應器配套可以組成以組成EN1EN1型和型和EN2EN2型兩種自動測風儀。型兩種自動測風儀。u主要功能有：定時打印輸出二分鐘、十分鐘平主要功能有：定時打印輸出二分鐘、十分鐘平均風向風速；打印輸出大風報警、航危報大風報均風向風速；打印輸出大風報警、航危報大風報警及解除警報的風向、風速及其出現(xiàn)時間，發(fā)出警及解除警報的風向、風速及其出現(xiàn)時間，發(fā)出報警信號。報警信號。7.4

35、 7.4 其他測風儀器其他測風儀器u每天每天2020時打印輸出日極大最大風時打印輸出日極大最大風速及相應的風向、出現(xiàn)時間，日合速及相應的風向、出現(xiàn)時間，日合計、日平均，并可隨時顯示各種瞬計、日平均，并可隨時顯示各種瞬時值和平均值，存儲時值和平均值，存儲2424小時風向風小時風向風速記錄。速記錄。螺旋槳式風向風速感應器螺旋槳式風向風速感應器u該感應器的頭部是一組螺旋該感應器的頭部是一組螺旋槳葉片，風向標部分制成飛機槳葉片，風向標部分制成飛機機身相似的外形，保持良好的機身相似的外形，保持良好的流線型。流線型。u在風向尾翼作用下，葉片旋在風向尾翼作用下，葉片旋轉(zhuǎn)平面始終對準風的來向。葉轉(zhuǎn)平面始終對準風的來向。葉片系統(tǒng)受到風壓的作用，產(chǎn)生片系統(tǒng)受到風壓的作用，產(chǎn)生一定的扭力矩，使葉片旋轉(zhuǎn)。一定的扭力矩，使葉片旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速與外界風速成正比。轉(zhuǎn)速與外界風速成正比。 7.4 7.4 其他測風儀器其他測風儀器海島自動測風系統(tǒng)：海島自動測風系統(tǒng)：特點：具有較好的測強風能特點：具有較好的測強風能力。力。 u系統(tǒng)由兩個部分組成：自系統(tǒng)由兩個部分組成：自動采集和接收部分。采集部動采集和接收部分。采集部分對風向風速傳感器采樣，分對風向風速傳感器采樣，然后計算出風向風速的平均然后計算出風向風速的平均值。通過無線通訊實現(xiàn)采集值。通過無線通訊實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)到接收部分的