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地面风的测量
东莞市气象局    2016-01-27 10:43:19

空气的运动称为风。它是一个矢量,用风向和风速表示。地面风指离地平面10─12 米高的风。风的来向为风向,一般用十六方位或360°表示(见图)。以360°表示时,由北起按顺时针方向度量。风速指单位时间内空气的水平位移,常以米/秒、公里/小时、海里/小时表示。1805年英国人F·蒲福根据风对地面(或海面)物体的影响,提出风力等级表,几经修改后得表,目测风时,根据风力等级表中各级风的特征,即可估计出相应的风速。

                               蒲福风力等级表

风力
等级
名称 相当于开阔平坦地面10米高处风速 浪高 陆上物理征象
米/秒 公里/时 海里/时 (米)
0 静风 0-0.2 <1 <1 静,烟直上。
1 软风 0.3-1.5 1-5 1-3 0.1 烟能表示风向,但风向标尚不能指示风向。
2 轻风 1.6-3.3 6-11 4-6 0.2 人面感觉有风,树叶有微响,风向标能随风转动。
3 微风 3.4-5.4 12-19 7-10 0.6 树叶与微枝摇动不息,旌旗展开。
4 和风 5.5-7.9 20-28 11-16 1.0 灰尘和碎纸扬起,小树枝摇动。
5 清劲风 8.0-10.7 29-38 17-21 2.0 有叶的小树枝摇动,内陆水面有小波浪。
6 强风 10.8-13.8 39-49 22-27 3.0 大树枝摇动,电线呼呼有声,打伞困难。
7 疾风 13.9-17.1 50-61 28-33 4.0 全树摇动,逆风步行感到困难。
8 大风 17.2-20.7 62-74 34-40 5.5 树枝折断,逆风行进阻力甚大。
9 烈风 20.8-24.4 75-88 41-47 7.0 发生轻微的建筑破坏。
10 狂风 24.5-28.4 89-102 48-55 9.0 内陆少见,有些树木拔起,建筑物破坏较重。
11 暴风 28.5-32.6 103-117 56-63 11.5 极少遇到,伴随着广泛的破坏。
12 飓风 32.7 118 64 14.0  

   风向测量仪器 风向标是一种应用最广泛的测量风向仪器的主要部件。由水平指向杆、尾翼和旋转轴组成。在风的作用下,尾翼产生旋转力矩使风向标转动,并不断调整指向杆指示风向。风向标感应的风向必须传递到地面的指示仪表上,以触点式最为简单,风向标带动触点,接通代表风向的灯泡或记录笔电磁铁,作出风向的指示或记录,但它的分辨只能做到一个方位(22.5°)。精确的方法有自整角机和光电码盘。

风速测量仪器 ①风杯风速表,是应用最广泛的一种风速表。由三个(或四个)半球形或抛物形空杯,都顺一面均匀分布在一水平支架上,支架与转轴相连。在风力作用下,风杯绕转轴旋转,其转速正比于风速。转速可以用电触点、测速发电机、齿轮或光电计数器等记录。②桨叶式风速表,由若干片桨叶按一定角度等间隔地装置在一铅直面内,能逆风绕水平轴转动,其转速正比于风速。桨叶有平板叶片的风车式和螺旋桨式两种。最常见的是由三叶式四叶螺旋桨,装在形似飞机机身的流线形风向标前部,风向标使叶片旋转平面始络对准风的来向。③热力式风速表,被电流加热的细金属丝或微型球体电阻,放置在气流中,其散热率与风速的平方根成线性关系。通常在使加热电流不变时,测出被加热物体的温度,就能推算出风速。↓热力式风速表感应速度快,时间常数只有百分之几秒,在小风速时灵敏度较高,宜应用于室内和野外的大气湍流实验,也是农业气象测量的重要工具。

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