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。     

点绘雷达单独测风时高线的探讨

探空、测风综合观测规定,等压面高度的时间是在探空时间高度线(以下称时高线)上读取,以规定高度出现的时间与量得风层的时间之差,经内插得到各个高度上的风向风速。雷达单独测风求取高度,是按照H=R·sinδ(H 为高度、R 为斜距、δ为仰角)算出高度,并经大气折射、地球曲率及几何米与位势米三项订正后点绘     

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,     

高空气象探测测风计算方法的分析

通过采用探空高度的计算方法和采用相邻测风高度内插的计算方法,计算高空综合探测测风记录1～5分钟的模拟斜距失测部分的量得风层,比较这两种计算方法可能产生的误差,分析采用测风高度内插计算斜距失测部分的量得风层的可行性.     

量得风层的风向转换趋势坐标判断法

在高空风记录中,当我们求取处于上下两个量得风层之间的标准风层时,常常迂到要判断其风向转换是过南还是过北的问题。当投影点的间隔较大时,按其轨迹判断的变化趋势往往与按规定间隔计算的逐分量得风层的风向转换趋势相矛盾。多年来,这个矛盾使我们在记录的整理、予审和审核时都感到左右为难。当高空风速很小,投影点密集甚至有的重合时,判断其投影点的趋势,就很困难。为此,本文提出量得风层的风向转换趋势坐标判断法。 这个判断方法,简单说来就是在极坐标图上,以量得风层的风向值,自下而上逐层的标出其位置、而后判断其风向转换趋势。应用时,要按下述的步骤进行:     

南京市不同功能分区风场特征的大涡模拟研究

本文选取南京市新街口商业区和白下路居民区作为典型研究区域,利用大涡模式(Parallelized Large Eddy Simulation Model,PALM)模拟不同入流风速和风向对流场的影响。结果表明,不同入流风速条件下归一化风廓线基本一致,风廓线总体上主要受到功能区自身建筑物形态的影响,在中性层结下城市冠层内平均风速随高度的变化接近于指数分布。而本文计算得到的指数风廓线衰减系数的范围为0.55~0.81,高于目前城市冠层模式中的默认值,说明目前的城市冠层模式对建筑物密集区域的风速衰减可能存在低估。风速衰减系数主要受迎风面面积的影响,随迎风面积指数的增加而增大。迎风面积指数随入流风向发生改变,在本文研究的商业区和居民区中,行人高度风速随入流风向的改变最大下降幅度可分别达8%和10%。行人高度风速一般在与入流风向平行的街道和开阔的空地上较大,在建筑物密集分布的区域风速较低,由于强烈的狭管效应部分区域的风速可以超过入流风速。不同城市结构中入流风向的影响也不同,在十字路口、对称和非对称街谷以及多排建筑物中局地风场随入流风向存在各种变化。     

深圳气象梯度塔与测风激光雷达观测对比分析

为了更好的了解WindView 10多普勒风廓线激光雷达的准确性,2017年7月在深圳石岩气象综合观测基地进行了一次成功的风速风向观测对比试验(时间为2017年7月20—30日),利用356 m气象梯度塔与测风激光雷达测得的风数据进行了不同时次和不同高度(40、80、100和150 m)的对比,结果表明:梯度塔和雷达在300 m以下高度范围内风速风向的观测结果比较一致,各层风速风向结果的标准差、最小最大值、均值、中位数都非常接近。风速的均值偏差最小为-0.000 09 m/s,标准差偏差最小为0.002 63 m/s,风向均值偏差最小为0.169 83°,标准差偏差最小为-1.304 83°。4层高度风速风向的相关系数都很高,风速的相关系数普遍在0.95以上,风向由于360°的过零问题导致相关系数较低,但也普遍大于0.75。同时,激光雷达测得的风速均值普遍小于梯度塔,风向均值在低层小于梯度塔,在高层则偏大。验证结果表明,该型多普勒测风激光雷达是一款观测结果可靠的低层大气风廓线测量仪器。     

双经纬仪小球测风计算程序

对流层下层各高度的风向风速资料可以通过施放小球并用经纬仪跟踪其运动获得。双经纬仪测风,由于计算量大,不用计算机是难以实现的。常用的计算方法有投影法和矢量法,比较二者,矢量法优于投影法。我们用矢量法在PC-1500袖珍机上编制了双经纬仪小球测风计算程序。它具有输出原始资料,监视观测误差和输出不同高度的风向、风速值等功能。实际应用,效果较好。     

量得风层的涡旋判断率

在高空探测业务中,关于量得风层风向转变趋势的判断,实质上就是大气中涡旋的判断问题。不论采用投影点趋势法还是风向差向量判断法,对于20分以下记录的规定尺度逐分气层说来,总是存在一定的漏判率。这主要是由于规定尺度内无法增加中间读数点,致使判断层相邻的上下气层投影点全部(或部分)脱离了     

风

风的观测不同于温度和气压的观测,它需要测定两个数值:风向和风速。靠近地面的风速随高度增加得很快。风向、风速都容易受建筑物、树木和其他障碍物影响。因此,难以从观测点上获得能代表周围几英里范围内气流情况的风的测值。 过去,风向是用风标测量的。风速(原文:气流经过观测点的速率)是按照风推动小螺旋桨或由绕垂直轴旋转的三、四个风杯的转率而测量得的。风有阵性,在几秒钟之内,无论是     

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。     

L波段雷达测风特殊情况处理技术

随着高空探测自动化水平和仪器精度的不断提高,气象探测数据也越来越精确,为了提高高空风探测结果的准确性和完整性,解决实际工作中因计算方法不适合、数据平滑误差等原因引起的数据错误或量得风层缺测等问题,提出利用L波段雷达测风秒数据进行风向判断弥补缺测数据,利用内插方法计算斜距减小人为误差等方法。这些方法在实际工作中取得了较好的效果,可以有效减少数据缺测和误差偏大现象,提高了高空气象探测数据的质量。     

特殊规定层风过南过北的计算及处理

L波段探测系统在我国各探空站已广泛使用,为台站提供了准确的气象资料,使得数据处理能全部自动化,但是系统在特殊规定层风过南过北的计算中,当上、下量得风层风向差180°(±3°)时,导致系统无法判别过南过北,将该规定层的风处理为缺测的情况,依据操作规范提出自己的计算方法及处理方法,供同仁们交流参考。     

小球测风记录取舍的初探

小球测风(升速200米分~(-1))方位角、仰角无突变,计算分钟的点子轨迹及量得风层的风向风速无异常,但若记录长达60分钟以上,应认真分析,决定其取舍。 气球圆周长C=3〔(A+B)6π~2/ρ-γ〕~(1/3)ρ空气重力密度,γ氢气重力密度,A净举     

量得风层判断的界限标准

高空风探测中,关于量得风层风向转变趋势的判断,实际上就是对该层风向差最小向量与最大向量取舍的判断。以逐分、2分或4分量得风层高度间为厚度的任一气层,其上下限之间的风向差都是两个二维向量.以向量的方向区分:其一为顺时偏转,其二为逆时偏转,若以向量的数值区分:最小向量≤180°,最大向员必定>180°。气层风向差两个向量的方向都是由下限风向指向上限风向,而且总是方向相反。     

火箭发射前后3.5 h内高空风差异特征及预报

利用2014年12月—2020年12月时间间隔为3.5 h的高空风实况分析火箭发射前后3.5 h内高空风差异,并利用WRF模式和火箭发射前3 h高空风建立火箭发射后0.5 h高空风预报模型,结果表明:火箭发射前后3.5 h内高空风速、风向差异特征,与高度、季节及火箭发射前3 h平均高空风速有关。高空风最大风速偏差为-24.00～26.00 m·s^-1,风速偏差在10 m·s^-1以内达三分之二,且主要出现在对流层中高层[6.5 km,11.5 km)高度内;最大风向绝对偏差范围为10.00°～180°,主要集中在[30°,60°)范围及对流层中低层[1.5 km,6.5 km)高度内。火箭发射前后3.5 h内高空风速平均绝对偏差随火箭发射前3 h高空风速平均值增大呈增大趋势,风速相对误差绝对值和风向绝对偏差则表现为减小趋势,说明高空风强时,风向不易发生短时变化;火箭发射前后3.5 h内高空风差异随季节变化与高空风的季节特征有关。利用火箭发射后0.5 h高空风预报模型,有助于降低火箭飞行风险。     

环渤海海域卫星反演风与站点观测风对比分析

选用了布设在渤海海域的浮标、平台、海岛共计18个站点,利用COARE算法进行站点风速的高度修正,对ASCAT卫星反演风与三类站点风进行对比分析。统计检验结果表明,卫星风与站点风相比,整体上卫星风速比站点风速大。浮标与卫星的风速差最小,而平台和海岛与卫星的风速差较大。风向对比结果显示,卫星风与站点风的风向平均偏差都很小,但均方根偏差却比较大。随着风速的增加,三类站点的风速平均偏差都是由大到小变化,由正值变化为负值,弱风速的时候卫星风速大于站点风速,高风速的时候卫星风速小于站点风速;风速的均方根偏差则相对稳定。卫星风与站点风的风向均方根偏差随着风速的增加而减小,在不同的方向上,风速偏差和风向偏差等统计量的区别较小。随季节的变化中,平台和海岛站的风速与卫星风速的平均偏差秋冬季大而春夏季小。     

静止气象卫星云导风的结果分析

对利用静止气象卫星云导风系统生成的云迹风资料与无线电探空风资料对比分析 ,估计云迹风资料的可靠性与精度。选取2001年5～7月间12天共16个时次的资料 ,采用临近层比较法 ,对气象卫星的红外图像云迹风与水汽图像的轨迹风计算结果分别与探空风进行对比分析 ,水汽图像的导风效果略好于红外图像。把云迹风矢和探空风矢分为高、低空两层 ,分别统计给出高、低空云迹风的误差 ,在高空 ,风速误差大、风向误差小 ;在低空 ,风速误差小 ,风向误差大。对卫星云迹风与无线电探空风的最佳层比较 ,在最佳层的风速误差均方根与风向差绝对平均值均明显地减小。     

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。     

基于探空秒级数据的鄂西南高空风特征分析

利用鄂西南2个探空站(恩施、宜昌)L波段雷达的探空秒级资料,分季节分高度分析了鄂西南高空风向风速特征。结果显示:总体而言,鄂西南高空平均风速随高度为先迅速增大后迅速减小,至20.0kgpm后随高度趋于稳定的变化趋势;平均风向随高度则为由NE风以顺时针方向转为偏W风后趋于稳定,之后又转为偏E风的趋势;在距海平面位势高度20.0kgpm以下时,高空平均风速表现为明显的冬季春秋夏季;而在20.0kgpm以上时,则夏季明显大于其余三季;在3kgpm以下时四季的最多风向、次多风向表现明显不同,但各季的风向除在近地层偏N风稍多外基本以偏S风为主;在中层四季最多、次多风向基本均为偏W风,而在18.0kgpm以上时,四季最多、次多风向均逐渐转为偏E风。