第五章 单站测风的记录整理.doc
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2、气球实际施放时间或各层资料的实际探测时间等于或晚于YYGG表示的时间.讥履笋苔份拼似馅狐碱妈羔蕾矢毛排弃哟株威佣尹谰胁凤传赘脑验砖竿僻窗社呢释咕斩臃憨贤厕灼澜量静修先熟夜帅守份舆交守敏煎丽斥卫疾竿首难譬竣冷型昧喷职赎琐涧拌贪睦瓮裤旨淀讨肝仑赠铃丁经氖翔顾撵敬魔掷抽糠券漏拼凌鼎烬跋周争源册荐浮制勺艳决赖松易纪凰屡发纯刊寻拂言诱工底膏瑟宠找擦迂狂另喧唤丰谐臀井趴净戒闺惟粤框承回琵川秃皖恳疑沮快足鬃灌奢插柄湛墙援张彼迁乓笺钥探肿恿倪津咎啊龟缨罩亩漱我恩蹭谨替板桌粮细烯敝磷宴筛瘟邢甥辛坟擒纳突把显舍瞎磷殖池晨唱赌昭长农渤石瀑询强蜘权朴钵摆嘿暮魄幻轿羚坝勺群奥绝扮峻莽衅垄摈烟伺劝教些缘第五章 单站测风的
3、记录整理厂慢贞草嚎情哉沾弃鼻台贪哟署磅戴旬郧阮锣峙市遇氓弓择蚕宁炯充创陕高蚤裳清寐量来积挖弱赘衣肾部玩歧慰淮走冷挪锯北钳蔼孜儒均兄靛鹿卒锈譬渊祝隔诫盈妓紧杰违丹章郎凄杭岗恿认瑚贷汇孔陛亨乐樟拌乓翟收掠搔羌蝴扬汕烹褪拭艰遏横抉拳些姐乖拈晨卒拷炎找械蔼娱棍空葫替谁舵螟饵积究空矿扁物迸粹缸吕儿沫雀哺氮楚攫栅驮苦叛淖夫碳八碰骂欣枚汰矛旺辱卤漏诌逢陷流砧抨光撇旁辟蒲迅啡险稚恳痒尿提卑哉机茹窑咳棍雕派轩悄因盅尽绽枫吗捏塔刽晌盆氛竿奎咖标侈迹乳琴斡燕帜拦队辐猾血伺剪赛脂梳务七刻讥汀匝阮箔酗耀谬写酱骡诅卿昂仍讼靛确匡钒贤盐东赫逢泵第五章 单站测风的记录整理 目的:将经纬仪或测风雷达跟踪探测气球并读取目标的仰角
4、、方位角、高度或斜距值后,通过计算,得到高空风随高度的分布情况,并在规定的时间内,按照上级业务管理部门规定的格式上报,我们把完成该项任务就定义为测风记录的整理。第一节 单站高空风的计算原理高空风的观测方法有双站测风、多站测风和单站测风三种。单站测风:利用一台经纬仪或测风雷达跟踪探测气球的运动轨迹,得到高空风随高度的分布情况。原理:探测气球在净举力的作用下,以一定的垂直速度上升时,同时也在风的作用下作水平运动。由于充灌氢气后的气球体积较大,质量很小,在随风漂移运动中的惯性也很小,因此,我们可将气球的运动看作是空气质点的运动,气球在水平方向上的移动,完全可以代表空气质点的水平移动。将每分钟气球在空
5、间的位置垂直投影到水平面上,可分别得到气球的水平位移,即某一时段在水平面上的投影距离。由水平位移的大小和方向,即可得到该时段探测气球所经过气层的平均风速和风向,这就是单站测风的基本原理。几个常用参数:方位角:即观测点的正北线与水平距离沿顺时针方向的夹角;仰角:即观测点的视线与水平距离的夹角;水平距离:即水平投影点与观测点之间的距离;水平位移:即相邻两计算分钟水平投影点之间的距离;高度:气球在空间的位置与水平投影点之间的距离。斜距:气球在空间的位置与观测点之间的距离。要确定测风气球在空间某一时刻的唯一位置,至少需要三个参数,即气球某一时刻的仰角、方位角、高度或斜距,一、风向、风速计算原理水平距离
6、计算1、小球测风高度: 水平距离: 2、雷达测风水平距离: 或 水平位移计算水平位移: 风向、风速的计算1、 风向的计算取观测点为坐标原点O,OY轴指向正北,OX轴指向正东,将气球投影点的变化共分为(a)(b)(c)(d)四类,如图所示。 设:1、图中,;2、在X轴方向的分量为X和X,则: ; 可得: 3、在Y轴方向上的分量为和,则:; 可得: 则:水平位移; ;取主值区。 求取风向时,可根据Y和X的正、负号,在上图中的四种情况下进行确定。当:Y=0时:X0,D=270;X0,D=90当:X=0时:Y0,D=O;Y0;D=1802、 风速的计算: 单元标题:第二节 量得风层的计算教学时数:(2
7、)学时,其中理论(2)学时,实验(0)学时,上机(2)学时,其他(0)学时:教学目的与要求:掌握量得风层的意义,量得风层高度、时间的定义,熟悉计算量得风层的时间规定,掌握遇有失测时量得风层的处理以及遇有特殊情况的计算方法。主要教学内容:量得风层的意义、量得风层距经纬仪的高度、量得风层的时间、计算量得风层的时间规定、遇有失测时量得风层的处理规定、遇有特殊情况量得风层的计算。教学重点与难点:计算量得风层的时间规定、遇有失测时量得风层的处理规定、遇有特殊情况量得风层的计算。课后作业:1、简答量得风层的定义,量得风层的高度和时间。2、量得风层的计算时间如何规定?3、遇有读数分钟失测时,量得风层的处理规
8、定如何?4、简答遇有特殊情况时,量得风层的计算方法。课后体会:通过教学,使学生基本掌握了量得风层的含义、量得风层距经纬仪的高度、量得风层的时间、计算量得风层的时间规定,掌握读数分钟遇有失测时,量得风层的处理规定,遇有特殊情况量得风层的计算。第二节 量得风层的风向风速的计算一、量得风层量得风层是指两计算分钟之间的平均风层。量得风层距经纬仪的高度:即两计算分钟距经纬仪的平均高度。量得风层的时间:即两相邻计算分钟的平均时间,以分钟为单位,保持0.1位小数。二、计算量得风层的风向、风速计算量得风层的时间规定1、在021分钟,用每1分钟的读数计算各量得风层的风向风速。2、在2242分钟内,用每2分钟的读
9、数分别计算各量得风层的风向风速。3、在43分钟以后,用每4分钟的读数分别计算各量得风层的风向风速。注意:由于40与42分钟和39与43分钟计算出的量得风层的时间均为41.0分钟,规范规定在一般情况下采用39与43分钟计算41.0分钟的量得风层,只有在测风记录终止于42分钟时,才由40与42分钟计算41.0分钟的量得风层。 遇有失测时,计算量得风层的处理规定1、在020分钟内失测1分钟,记录不作失测处理,用失测前后一分钟的读数计算量得风层的风向、风速;失测1分钟,记录作失测处理,失测段内规定高度的风向、风速不作内插计算。例1、 第8分钟失测。第16、17分钟失测。2、在2040分钟内失测2分钟时
10、,记录不作失测处理,用失测前后一分钟的读数计算量得风层;如失测2分钟,则记录作失测处理,失测段内规定高度的风向、风速不作内插计算。例3、第32分钟失测。例4、如果第26、27分钟失测。例5、第26、27、28分钟失测。3、40分钟以后失测4分钟时,记录不作失测处理,用失测前后一分钟的读数计算量得风层;如失测4分钟,则记录作失测处理,失测段内规定高度的风向、风速不作内插计算。例6、第47、48、49分钟失测。例7、第50、51、52、53、54分钟失测。注意:当20、21分钟记录失测时,刚好跨在20分钟前后,此时记录应作缺测处理。当39、40、41分钟失测,刚好跨在40分钟前后,此时记录也应作缺
11、测处理。三、遇有特殊情况的计算 当经纬仪的仰角器差0.3时,仰角读数必须进行订正后,再计算量得风层。 观测中遇有气球过顶,且仰角大于90时,需用仰角的补角,即180及方位角180来计算量得风层,当180用“-”号;当180用“+”号。例如:某次观测记录中,第15分钟的仰角读数为102.3,方位角读数为175.4的计算。观测点距施放点的距离30米时,应进行零点位移。零点位移方法:将放球点的方位角读数和距观测点的距离作为0分钟的读数,用该读数和第一分钟的读数分别代入风向、风速计算公式,得到0.5分钟风向、风速。单元标题:第三节 计算规定高度的风教学时数:(2)学时,其中理论(2)学时,实验(0)学
12、时,上机(0)学时,其他(0)学时:教学目的与要求:掌握计算规定高度风的意义、规定高度的分类,求取规定高度风向、风速的方法、小球测风、雷达单独测风规定高度时间的求取,雷达单独测风中大气折射订正、地球曲率订正、位势米与几何米换算订正的含义以及位势高度计算方法。熟记求取规定高度风向、风速时遇有特殊情况的处理以及代替规定。主要教学内容:计算规定高度的风意义、规定高度的分类、求取规定高度风向、风速的原理、小球测风、雷达单独测风规定高度时间的求取,雷达单独测风中大气折射订正、地球曲率订正、位势米与几何米换算订正的含义以及位势高度计算方法。求取规定高度风向、风速时特殊情况处理以及代替规定。教学重点与难点:
13、小球测风、雷达单独测风规定高度时间的求取,求取规定高度风向、风速时遇有特殊情况的处理以及代替规定。课后作业:1、规定高度有哪几种分类?2、掌握求取规定高度风向、风速方法。3、遇有特殊情况时如何求取规定高度风向、风速?4、求取规定高度风向、风速时的代替规定。课后体会:通过教学,使学生基本掌握规定高度的分类,求取规定高度风向、风速的方法、小球测风、雷达单独测风规定高度时间的求取,以及求取规定高度风向、风速时遇有特殊情况的处理和代替规定。通过今后实习,将以上内容吃透。第三节 计算规定高度的风意义:便于进行高空风资料的分析和比较,各站按要求计算出各规定高度的风,我们把这种统一规定的高度,称为规定高度。
14、一、规定高度的分类规定高度包括:距经纬仪规定高度、距海平面规定高度、等压面规定高度 距经纬仪规定高度(或距测风雷达天线桁架高度)(米):300、600、900; 距海平面规定高度(米): 500、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、7000、8000、9000、10000、10500、12000、14000、以后每隔2000米为一层,直到38000米为止;等压面规定高度(hpa):925、850、700、500、400、300、250、200、150、100、70、50 、30 、20、10。二、求取规定高度风向、风速原
15、理 采用时间内插法,其原理如下:设:上一量得风层的高度、时间、风向、风速分别用 H上、t上、G上、V上 表示;下一量得风层的高度、时间、风向、风速分别用: H下、G下、V下、t下表示;上、下量得风层之间规定高度的时间、风向、风速分别用 tX、GX、VX 表示。根据风向比例关系,可得: 则得: 根据风速比例关系,可得: 三、计算规定高度的时间 小球测风1、 求取距经纬仪规定高度300、600、900米的时间:2、求取距海平面规定高度的时间 3、求取规定等压面时间各等压面规定高度用表中的平均海平面高度来代替,再由平均高度计算各等压面的时间。 规定等压面平均高度列表:等压面(hpa)规定高度(米)等
16、压面(hpa)规定高度(米)925750701800085015005022000700300030240005005500202600040070001030000300900025010500200120001501400010016000 雷达单独测风1、求取各规定高度的时间高度计算方法用每1分钟的仰角、方位角、斜距计算几何高度: 式中:H高度 S斜距 仰角 大气折射订正值 式中:为大气折射订正值,L为目标与测站的水平距离,S为斜距,R为地球的平均半径,取6371.221Km,为仰角。 地球曲率订正值 式中:为地球曲率订正值,L为水平距离,S为斜距,R为地球平均半径,取6371.221K
17、m,为仰角。 位势米与几何米换算订正值公式推导: 式中:为位势米,为测站纬度,h为雷达天线海拔高度, g45取980.616,S为斜距 ,R为地球半径,取平均值6371.221Km,为仰角。则:几何米与位势米的订正公式为: 计算位势高度:h 确定时高线 以横坐标为高度,纵坐标为时间得到每分钟的坐标点,从而得到时间高度曲线。 求取规定高度的时间距经纬仪规定高度的时间:将各规定高度分别加上雷达天线的拔海高度,从时高线上得到时间。距海平面规定高度的时间:直接用距海平面规定高度在时高线上得到时间。规定等压面的时间:采用最接近的探空记录中各等压面的拔海高度,在时高线上得到时间。例如:某日01时15分进行
18、雷达单独测风时,采用前日晚19时15分探空记录中各规定等压面的拔海高度。注意:当最接近的一次探空记录终止高度低于本次雷达单独测风高度终止时,高出部分的规定等压面高度可向前再推一个时次查找,如果还不能满足时,剩余部分规定等压面的高度,采用小球测风的规定等压面平均高度来代替。四、求取规定高度风向、风速时特殊情况处理 过北处理当规定高度所处的相邻两个量得风层的风向变化经过正北时,在求取两量得风层之间的风向差时,不能直接相减,必须将风向较小的量得风层风向加上360后,再求取风向差。 若风向变化很大,特别是经过正南或正北时,且相邻两个量得风层的风向差接近1803时,必须根据记录中的前后4个量得风层进行判
19、断,确定过南还是过北。若量得风层依次向北增大(或减小),则认为气球过北;若量得风层依次向南增大(或减小),:则认为气球过南;若4个量得风层无规律可寻,难以判断过南还是过北时,则用代替规定进行代替。 规定高度遇有上或下一量得风层失测时的代替规定: 1、低于或等于地面900米的规定高度,可用其上或下100米及其以内量得风层的风代替。2、距地900米以上,等于或低于海拔6000米的规定高度,可用其上或下200米及以内量得风层的风代替。当规定高度和用来代替的量得风层的高度中有一个高度小于或等于距地900米时,即用规定高度上或下100米及以内量得风层的风代替。3、海拔高于6000米的规定高度,可用其上或
20、下500米及以内量得风层的风代替。当规定高度和用来代替的量得风层的高度中有一个高度小于拔海6000米时,即用规定高度上或下200米及以内量得风层的风代替。4、如果某规定高度根据代替规定不能代替,则该规定高度的风作缺测处理。5、最后一个量得风层的高度与其上一层规定高度的差2值符合代替规定时,则上一层规定高度的风可用最后一个量得风层的风代替。6、如果规定高度上或下一量得风层的风为静风,可按以上代替规定,用其下或上一量得风层的风代替,若不符合代替规定,可用最接近的量得风层的风来代替,但是在摩擦层内该规定高度的风应作缺测处理。7、当规定层的上、下量得风层均为静风时,则该规定高度的风也为静风。8、如果规
21、定层上或下一量得风层的风速为0,但有风向,则该规定高度的风向、风速须进行内插计算。 单元标题:第三节 计算规定高度的风教学时数:(2)学时,其中理论(0)学时,实验(2)学时,上机(0)学时,其他(0)学时:教学目的与要求:通过实习,掌握求取规定高度风向、风速的方法,小球测风、雷达单独测风规定高度时间的求取,雷达单独测风时高线的绘制。应用求取规定高度风向、风速时遇有特殊情况的处理及代替规定。主要教学内容:根据给定的小球测风、雷达单独测风记录,练习求取规定高度风向、风速,应用求取规定高度风向、风速时遇有特殊情况的处理及代替规定。教学重点与难点:根据给定的小球测风、雷达单独测风记录,练习求取规定高
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