矢量法处理双经纬仪测风资料及其计算程序

在大气探测中,常用双经纬仪测量大气边界层中的风向风速。传统的方法是用投影方法处理双经纬仪资料。而在1962年,Norman Thyer提出了一种新的计算方法,即“矢量法”。用这种方法,我们在APPLE-Ⅱ微机上,使用BASIC语言编写的双经纬仪测风计算程序,处理了500多份双经纬仪探测资料,取得了令人满意的效果。     

三基线测风原理和计算程序

一、引言 双经纬仪基线测风可直接计算气球高度,从而获得高空风向、风速等资料。这在大气边界层风场结构研究方面使用广泛。观测数据的处理目前有三种方法:水平面和垂直面投影法及矢量法。其中,水平面投影法计算简便,精度一般较高。但气球靠近通过基线的垂直面时,误差很大甚至不能     

一种用计算机处理双经纬仪测风数据的方案

在一些气象研究课题和业务工作中,边界层内风场的详尽资料是不可缺少的,获取这项资料的基本手段是进行双经纬仪基线测风。我们在进行有关空气污染的气象观测中,为取得大气边界层内风的资料而经常使用双经纬仪测风法。 过去进行双经纬仪测风的一大麻烦是数据处理问题,数据处理的步骤是:选择适当的投影面,由经纬仪读数和基线长度算出各时刻的气球高度,用测风绘图板求得量得风层风向风速,最后内插得规定层风向风速。这种手算方法一是工作量大,二是计算过程繁杂,容易出错,三是计算精度差,只能分辨到1米/秒。国外在六十年代就已开始用计算机处理双经纬仪测风资料,国内在近几年的大规模试验工作中也采用了电子计算机处理资料。随着环境问题的重要性日益突出,很多部门和省市进行了双经纬仪测风,我们在这里介绍一种适用于电子计算机的双经纬仪数据计算方案。这种方案在国外已被广泛使用并得到较好评价,     

规定高度风向风速的查表法

在小球测风的计算中,规定高度和规定的等压面高度往往介于某两个量得风层高度之间,在求取各规定高度的风向风速时,有的按照内插公式直接计算,有的根据量得风层的时间间隔(n)和规定高度与量得风层的时间差(Δt),在风向风速内插表中选择相     

测风气球净举力的计算和误差分析

目前在气象和环保部门测量高空风向风速,常采用光学经纬仪跟踪气球的方法。单经纬仪测风或双经纬仪测风同时测垂直气流,以及气球进云后定低空探空仪的高度,均应采用升速已知的气球。气球上升速度W(m/min)取决于气球净举力大小,可由下式确定:     

单经纬仪测风时的微机程序处理方法

在 0 1时单独测风时 ,有时需要采用单经纬仪测风观测。但在现行的《5 9- 70 1微机数据处理系统探测手册》中 ,没有微机程序处理单经纬仪测风记录的说明。台站工作人员在遇到单经纬仪测风时 ,按照雷达单测风处理的办法 ,假设在使用雷达观测时遇到前几分钟缺测 ,在留出足够的空间后 ,随便输入几分钟的雷达测风数据 ,后边采用补放经纬仪小球的方法处理。然后在高表 - 1 6中 ,根据规定等压面的平均高度内插风向风速 ,手工修改相应报文及测风方法指示码。这种办法极不方便 ,需要人工修改的地方很多 ,容易延误时间或出现错情。在实际工作中 ,经过…     

净举力错后求实际升速的方法

单点经纬仪测风是用经纬仪观测气球在空中随气流运行的轨迹来实现的。充灌氢气的气球,以固定的垂直速度上升,同时又在风力的作用下沿水平方向移动。由于气球质量小,它随气流移动的惯性也就很小,因此可以把它近似地看作空气质点的移动。在这前提下,我们首先测出气球在空中的瞬间位置,然后把它垂直投影到平面图上,利用运动轨迹的水平投影长度除以间隔时间,即得到该时段气层(即量得风层)的风速,而该时段的水平投影线的方位角的相反方向,即为该量得风层的风向。 在一般情况下,按照高空测风规范操作,就可以得到准确、及时、可靠的测风记录。可是由于某些主观原因,有时也会将净举力搞锗。实践证明,100米/分升速的小球测风净举力错1克或以上,200米/分升速的小球测风净举力错5克或以上,就会造成测风记录的较大误差。遇到这种情     

不能盲目将701雷达当无线电经纬仪使用

我国气象台站用701雷达探测高空风,常用的方法主要是“雷达测风法”(简称雷达法)。但在斜距资料缺测时,往往改用探空高度代替斜距计算高空风,即改用“经纬仪测风法”(简称经纬仪法)。这种观测方法的改变,若使用不当,将会使测得的高空风速误差急剧增大。因此,不能盲目地将701雷达当无线电经纬仪使用来测定高空风。     

解决经纬仪镜片结霜的办法

测风经纬仪是一种精密的光学仪器,是用来观测气球在空中的角坐标值(仰角、方位角)确定气球在空中的位置,并通过一定的运算、计算出不同高度的风向风速,是高空测风的主要装备之一。按常规观测员每次观测前都要调整焦距以获得较高的观测记录,为天气预报提供准确、及时、有价值的气候资料。但是在实际观测中,尤其是在冬季温度低、湿度大、风速偏小,且在高仰角风向切变大的情况下,观测员为抓球顾不上考虑人的口腔、眼睛与经纬仪的距离和风向,导致观测员读数时嘴巴呼出的哈气与目镜相接触,就使目镜镜片很容易结霜,结霜后观测员看目镜内呈现一片模…     

山东即墨风电场风力资源分析

以即墨气象站风速风向为参考,利用其30年风速资料确定风电场代表年,根据铁塔气象观测资料分析即墨风电场的风力资源状况;依据“风能资源评价技术规定”对即墨风电场的风速风向进行了检验修正。分析了测风塔各高度风速日、年变化,风向频率年月变化。计算分析了测风塔不同高度平均风速、风功率密度、有效小时数等风能参数。计算了不同风电机型60~70 m轮毂高度年发电量及其随高度变化规律;估算了风电场年发电量。得出即墨风电场达到3级风场标准,具有开发价值。     

用连续放测风气球的方法测定大气边界层内风向标准差的试验

1.为测得地面到几百米高度之间的σ_θ值变化,我们试验了连续放测风气球的方法。例如定气球升速为150米/分,双经纬仪读数时间间隔20秒,每放一个气球读数3分钟即弃去,则在45分钟内可得到每一规定高度上的15次风向风速记录,用以求得400米高度内的σ_θ和平均风向风速廓线。观测所需达到的高度,可以通过调节气球升速等方式予以改变。由于用这种方法测风的平均时间是20秒,所以高频脉动被平滑。     

榆林金鸡滩低空风温特征分析

根据金鸡滩1500m内小球测风、低探空资料和同期500hPa平均高度场,计算分析了本区域观测期间低空风温特征及不同稳定度下的风速廓线和温度廓线特征。分析表明：冬季观测期间受西北冷平流控制,近地层主要盛行SE风;夏季槽前不断有冷空气分裂南下,近地层风向多变;低空各主要高度层风速均较大,冬季大于夏季;接地逆温和低空逆温出现频率均较低,厚度较小,冬季强于夏季,出现在中性和稳定层结下的夜间,逆温层上部存在明显的风速切变。     

对基线观测若干问题的探讨

由于空气中不规则乱流及充气后的气球经纬和形状差异等的影响，小球测风中的气球固定升速实际上只是个概值，它与真值存在着一些差距。所以，在精度要求较高的大气环境影响评价和科学考察时，往往要用基线观测──两架设在一定距离上的高空经纬仪，用同时观测气球运动投影点的办法──来确定气球在各瞬时的高度和距离，以测定低层大气各高度上的风向风速和某一高度层次上物质聚散的运动轨迹。随着科学技术的进步和大气环境影响评价等工作的新进展，基线观测己被愈来愈多的部门所采用，但其操作方法尚不够规范统一。本人根据多年的实践和探索…     

双经纬仪测风计算程序

在大气探测中,常用双经纬仪测风法探测边界展中的风向风速,并根据气球的升速计算垂直风速。这个方法简单、准确,但计算量比较大,如用微处理机计算就比较方便,我们在TRS-80微处理     

L波段雷达系统不同测风方法计算结果分析

根据广东阳江探空站L波段雷达系统观测的测风资料分析,测风记录用综合探测雷达测风方法与无斜距（或高度替代）测风方法计算的测风量得风层的结果,少数情况下会出现与理论值不相符的现象,两种测风方法计算的结果,有时会超出高空气象观测仪器总体测量准确度要求允许的误差范围。在雷达的仰角小于30°时,量得风层的风速小于3 m/s时,两种测风方法计算量得风层的风速基本相同（误差在允许范围内）,但风向有的相差较大,超出测量准确度要求允许的误差范围。当雷达仰角小于15°,量得风层的风速大于30 m/s时,两种测风方法计算量得风层的风向比较接近,但量得风层的风速有的却相差较大,超出测量准确度要求允许的误差范围。     

NCEP/NCAR再分析资料在江西金华山风资源评估中的应用

利用NCEP/NCAR再分析资料对江西省金华山测风塔数据进行订正,计算平均风速、风速频率、风向频率、各方向风能、风功率密度及有效风能时数等各项风能参数。结果表明,风电场各个高度年平均风速为5.7—6.7 m/s,年平均风功率密度为214—366 W/m2,年有效风力时数百分率为76.3%—82.2%;风向和风能频率集中风向为SW—WSW风,有利于风机的布局和稳定运行,具备开发潜力。     

东莞风能资源的评估及开发利用

根据气象观测站、梯度测风塔、自动气象站的测风资料和国家相关标准,采用风玫瑰图、幂指数法等,对东莞市风能资源的时空变化进行了研究.结果表明:10 m高度年平均风速为2.0 m/s,年平均主导风向为东风.风随高度的垂直切变指数为0.151,70 m高度(风机轮毂高度)年平均风速为2.03～4.67 m/s,年平均风功率密度...     

西昌发射场L波段雷达、风廓线雷达与GPS测风对比分析

对西昌发射场L波段雷达、风廓线雷达和GPS测风数据进行对比分析,对不同季节、不同风速条件、不同高度下的风向和风速数据进行相关性分析,结果表明:发射场干季风速数据相关性较高,风向数据相关性较低,雨季风速数据相关性较低,风向数据相关性较高;随风速变大,L波段雷达和GPS测风的数据相关性越来越高,二者与风廓线雷达测风数据的相关性明显变低;在各高度层风向相关性均较高,在低层风速相关性较低,在中高层风速相关性较高。      

风廓线雷达测风精度评估

采用风廓线雷达5波束探测模式的数据对测风精度进行评估分析,用垂直波束和其中两个相邻倾斜波束的探测数据构成一对计算因子,通过对同一距离高度上的4对计算因子进行误差分析,评估风廓线雷达的测风精度,得到水平风在垂直指向连续高度上的精度。对北京延庆CFL-08风廓线雷达2010年3,6,9,12月4个典型代表月份逐日连续探测资料进行了处理分析,结果表明:该雷达满足风速误差不大于1.5 m·s-1、风向误差不大于10°探测精度要求的最大探测高度6月、9月为8 km,3月、12月为6 km,基本符合该雷达探测高度的设计要求。信噪比、大气风场的不均匀性是影响雷达测风精度的主要因素:信噪比影响了高空的测风精度,-15 dB可以作为判断雷达测风可信数据最大探测高度的阈值;晴空大气出现的风场不均匀性对风廓线雷达的测风精度影响不大,降水出现时环境风场不均匀性造成水平风向、风速的测量误差较大,不能满足测风精度要求,特别是对流性降水发生前的1~2 h,水平风向、风速的方差增长迅速,可以作为强降水出现的预警指标。     

高空风近似静稳的风向点绘方法

目前,我国高空测风是根据气球每分钟的仰角、方位角、水平距离(斜距),即气球每分钟的运动轨迹,用国产A型或701型测风绘图板点绘求取平均风向风速的。用绘图板求算平均风向风速,在一般情况下问题不大。但是,当风速很小近似静稳时,则前后两计算分钟的投影点几乎重合而又不重合时,风向很难点绘,每点绘一次就有一个风向,究竟那个是正确的风向,决定不了。下面介绍风速近似静稳的风向点绘方法。