低空急流识别及急流轴自动绘制方法研究

低空急流对强对流天气的预报有重要意义。针对目前低空急流主要由手工绘制,存在效率低、易受主观因素影响的问题,本文基于MICAPS高空全要素填图数据中的探空站风场信息,提出了一种低空急流自动识别及急流轴自动绘制算法。算法从急流轴定义出发,依次从风速、风向、探空站分布、中轴线位置等多个角度对低空急流轴进行检测。经过传递闭包聚类、急流轴关键点提取、不同风向急流轴关键点归并、急流轴平滑等步骤,实现了低空急流自动识别及急流轴的自动绘制。测试表明,在识别的基础上自动绘制的急流轴具有位置准确、形态自然、能完整反映急流水汽输送路径、适应复杂环境低空急流等特点。在291组测试数据中未发现空报,准确击中率达到94.96%。     

ZQZ TF型风向传感器电路剖析及维修方法

地面观测场往往处于空旷地区,风传感器又安装在观测场10 m以上空中,容易遭受雷击而损坏。若受损的风向传感器就此弃之,造成极大浪费。我们根据实物绘制了风向传感器的电路原理图,结合原理图分析了风向传感器的工作原理,并设计了格雷码检测电路。通过7个发光二极管能方便、直观的判断7位格雷码中是哪位出现问题,从而结合电路查找故障点及有关元件,提出了在没有专业工具的情况下,如何拆卸及焊接贴片芯片的简便易行的方法。通过几例检修实例,进一步说明分析故障原因及检修方法。     

区域自动气象站风向风速传感器检测仪设计与应用

为了解决区域自动气象站的风向传感器、风速传感器的检测难题,设计出一种新型便携式风向风速传感器检测仪。该检测仪通过上位机软件和单片机来实现智能检测和控制等功能,工作时由单片机对步进电机驱动器编程可控制步进电机的精确定位,进而精确控制风向传感器的转动角度或风速传感器的转动速度,将传感器输出值与步进电机的标准值进行对比,最终实现自动化检测风向传感器、风速传感器计量性能的目的。通过与现有检测方法对比,结果显示其精确度更高,稳定性更好;该检测仪体积小、重量轻、操作简单便于携带、集合了风向检测功能和风速检测功能;能有效地解决野外区域自动气象站的现场检测难题。     

2008年奥运会期间北京城区地面风场的分析

2008年8月8～24日北京奥运会期间,正逢中国24节气中的"立秋"。为探讨风向风速的气候变化规律,把北京城市划分成9个区域,利用9个区域中自动气象站连续监测的逐时最大风向风速数据样本,将360°风向划分为8个方位的风向,统计出该时段北京城市9个区域8个方位风向风速的气候特征:北风频率增大,南风频率减小;最大风速的风向频率日变化呈双峰型;平均最大风速的日变化,夜间维持低谷值,15～17时出现峰值。由此可见,研究"立秋"北京的风场气候特点,对于体育比赛运动、改善生活环境和城市建设等具有科学的指导意义。     

为自动风向传感器精确找“北”的技巧

我省已建成的45个自动气象站目前已全部投入双轨业务运行，运行中发现，许多台站的自动站和人工站的风向方位仍有一定的偏差。造成偏差的根本原因就是在自动站安装过程中风向标对北时不够精确，也有部分站是因为人工站风向感应器没有对准正北.     

南疆典型城市环境质量与风向特征分析

利用1981—2015年气象观测资料,选择阿克苏市、喀什市、和田市、阿图什市4市作为样本,分析了南疆典型城市的气候基本特征,并探讨了它们的风向特征;结合2016年相应城市空气污染物SO2、NO2、PM10、CO、O3、PM2.5环境监测日报数据,分析了典型城市环境质量特征。结果表明:(1)4个城市年降水少、蒸发量大,日照时数长,浮尘、扬沙频发,属于典型的"沙漠-绿洲"生态脆弱城市。(2)4个城市的空气质量较差,首要污染物是PM10,其次是PM2.5。(3)根据风向资料,绘制4个城市的风向频率玫瑰图和污染系数玫瑰图,综合考虑阿克苏城市环境功能区划分时工业区应选在WSW方向;喀什市工业区应选在NNE方向;阿图什市工业区应选在NNW方向,其次是S方向;和田市工业区可选在NNE方向。(4)南疆四市在城市开发过程中应建设多层次的绿化结构,充分利用地域特点,发展绿色经济,提高城市的生态承载力。4个城市进行工业园区布局时,应从大局出发,做好宏观的科学的统筹规划。     

复杂形状建筑物雷击等效截收面积计算方法研究

GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》给出的计算公式,不适用于复杂形状建筑物雷击等效截收面积的计算;以缙云县重点建设工程项目之一的"缙云阁"的雷击等效截收面积计算为例,提出了对于任意复杂形状的建筑物,雷击等效截收面积的计算可通过绘制平面图并确定其轮廓线的函数表达式,用定积分方法进行精确计算的思路。     

台风"尼伯特"在北部湾海面上减弱分析

通过对2003年台风"尼伯特"周围的风向、风速在铅直方向的垂直变化和垂直速度、散度场等物理量的变化分析,发现台风周围的风向、风速的垂直切变增大和上升运动的迅速减弱改变了台风的暖心结构,是造成台风"尼伯特"在北部湾海面上迅速减弱的主要原因.     

DOS下天气图形的屏幕表现和识别（三）

6．1　绘制风矢和风向杆风矢是指用一有向线段来表示风矢量的大小和方向，即用线段的箭头表示风向，用线段的长度表示风速大小。函数Wind2（intx，inty，floatdd，floatff，intcolor）用颜色值为col-or的有向线段在坐标（x，y）处绘风向为dd，风速为ff的风矢。图10为风失的绘制方法，图中的坐标点确定如下：IXI——XWeslqlt！．10］SlllQ。lyl——y－t－－lyyt！，10）COSQ。i—1，2rxkZx。＋l’co对由十sign（k，1）X18］Lyk—yz＋！’st才出十sign（k，l）X18」k—3，4符号函数sign（i，x）一（－l）‘－‘x。．＿＿，，，l，，d；…     

基于STM32自动气象站监测系统设计

为了实现自动气象站监测系统数据的更新,提出了一种基于ARM的嵌入式Web远程自动气象站监测的设计方法,以STM32微控制器和网络芯片W5500为核心,创建一个嵌入式Web服务器,对气压、温度、湿度、风向、风速进行较为精确地监测。     

敦煌戈壁地区近地层风的变化特征

为了解敦煌戈壁地区近地层风向、风速的变化特征,利用2002-2008年"敦煌试验"在戈壁的微气象观测资料,分析了西北极端干旱的戈壁地区风向、风速的概率分布特点和日变化、年变化、年际变化的特征.结果表明:(1)该地区多为东、西风,威布尔分布能很好地拟合风速频率分布.(2)风向有明显的日变化,白天多为东风,晚上多为南风;风...     

抗干扰校北仪的设计与实现

介绍了深圳市国家气候观象台开发的抗干扰校北仪硬件设计、客户端功能模块,该仪器利用电子罗盘、陀螺仪和手机终端相结合,发挥各模块的优势特点,开发出了抗干扰校北仪,可在各种磁场复杂以及应用场景复杂的环境下提供精确的指北校准,准确度为0. 5°,比气象上的风向允许误差值5°提高了10倍的精度;介绍了该仪器在区域自动气象站的风向校北的过程中的应用,以及对局地小气候的精细化观测应用上重要的推广价值。     

泰山顶部近地层风的方差与谱分析

风在速度与方向上的不稳定性可引发结构振动并可导致损坏。山顶风较少受局地作用影响, 流场较稳定，作为典型风况对山顶风湍流脉动情形进行的观测和分析，对于研究建筑结构风载振动情形有着重要意义。在不同风况下对泰山气象站近地层风的风速和风向进行了同时、逐秒测记，所得样本经检验符合正态分布。计算表明，风向样本方差显著大于风速样本方差。绘制了各风速、风向样本自、互谱密度曲线图。谱图显示诸样本具有红噪声序列特征，不同样本自、互谱密度曲线具有相近形状，而以风速自谱曲线吻合程度最好，谱密度曲线在周期为4秒及2秒处有峰值。此后的研究应结合记录仪器的改进增加采样频率，对周期为2秒以下谱曲线作进一步分析。     

基于分布律规则的风向传感器故障检测算法

风向传感器采用的格雷码编码方式使得风向传感器故障具有一定的“隐蔽性”,而传统故障检测方法需要拆卸风向传感器破坏了气象观测资料的完整性.基于概率分布从数理统计角度建立了码盘式风向传感器的测量数学模型,并在此基础上提出了基于分布律规则的风向传感器故障检测算法,通过VB/SQL/MATLAB混合编程技术实现了图示化的风向传感器故障检测程序,最后进行了故障检测试验.试验结果表明：提出的基于分布律规则的风向传感器故障检测算法能够在不拆卸风向传感器的情况下准确发现和判断出风向传感器单一或组合式故障类型.     

利用MATLAB实现对雷电监测数据的分析和绘图

介绍了在MATLAB环境中如何对大量的雷电监测数据进行筛选分析、绘制落雷个数等值线图等分析类图表的方法。发挥MATLAB的优势,以达到简化人工计算分析及精确绘图的目的。     

系留气球上的观测仪器

美国国家大气研究中心研制成一套安装在小型非驾驶系留气球上用的观测仪器,用以测定高达750米高度上的风向、风速、气温和气压。这套仪器用声学和雷达的方法进行定期垂直探测,可以绘制出大气边界层的垂直剖面图。感应元件所得到的数据经多路无线电波道发送到地面。地     

多普勒测风声雷达

本文简要地介绍了多普勒测风声雷达的基本原理和探测方法。指出用锁相技术可以较精确地测量多普勒频偏值。根据声雷达观测资料计算了水平风速、风向和垂直风速,并与325米气象塔上直接测量的仪器进行了比较。结果表明,两种方法测量的水平风速、风向的平均值比较接近,声雷达测量的垂直风速比塔上直接测量的结果略有偏高。用声雷达测量的水平风速、风向和垂直风速的方差都比直接测量的大。 我们用多普勒测风声雷达的连续观测资料,计算了垂直风速谱,得到了在对流边界层中垂直速度谱随高度的分布规律。在一定的频率范围内(低频部分)得到了功率谱fP(f)ocf~(+1)的规律,并将240米高度上用声雷达测量的垂直速度谱和直接测量的垂直速度谱进行了比较。     

自动气象站风向测量系统现场校准方法改进的探讨

研究了一种现场校准自动气象站风向测量系统的方法,即静态三点测量法。目的在于解决目前对风向示值校准角度覆盖不全,即风向校准区间缺测问题。根据格雷码盘式风向传感器的风向值对应码的编码原理和规律,采用理论分析和实验对比的方式论证该校准方法有效性和可靠性。在对风向测量系统的现场校准中,该方法能够很好的解决现场风向校准的区间缺测问题,并且校准数据准确可靠,在现场实际运用中切实可行。对于现行的室内检定风向示值,也建议采用该方法。     

Caws600-R（T）型区域自动站风向传感器故障的维修方法

风向传感器是用于测量风的水平风向的专业气象仪器,中国气象局质量控制平台一“省级自动站实时数据质量控制系统”中经常报告错误的观测要素主要是风向要素不变化或是变化有规律,影响数据的可用率。通过对风向传感器常见故障进行分析总结,得出了一套排除风向传感器故障的维修方法。     

"神舟六号"飞船着陆时段主着陆场区风场的数值模拟

本文通过分析"神舟六号"飞船着陆时期WRF模式对主着陆场区的风场及其影响系统的模拟结果, 发现WRF模式对主着陆场区的地面风速、风向的预报,WRF模式输出的850 hPa 模拟风场对100 m高度以下浅层风的最大风速及其风向的预报,结果均比较理想;WRF模式输出的300 hPa 高度风速、风向的模拟结果和急流轴的强度、位置模拟结果,与高空7～12 km最大风速及其风向的相关性较好,可作为预报指标;模式对风场的主要影响系统东北低压加深东移和蒙古高压的演变模拟基本准确.本模式能够作为未来客观预报主着陆场区地面和高空风场一种新的技术手段和工具.