第五章 单站高空风记录整理.doc

第五章 单站测风的记录整理 单元标题：第五章 单站测风的记录整理 单站高空风的计算原理 教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时： 教学目的与要求： 目的：了解单站测风的记录整理的目的和测风原理，测风站分类和水平距离、水平位移含义，单站测风风向、风速计算原理。 要求：掌握单站测风基本原理，明白水平距离、水平位移的含义，理解单站测风风向、风速计算原理。 主要教学内容： 单站测风的记录整理目的和基本原理、测风站的分类，水平距离、水平位移的含义，单站测风风向、风速计算原理 教学重点与难点： 单站测风的记录整理目的，水平距离、水平位移含义，单站测风风向、风速计算原理 课后作业： 1、水平距离、水平位移的含义。 2、确定气球空间唯一位置至少需要何种参数？ 3、给出单站测风风向、风速计算原理公式，并给出各字母的意义，掌握各种方位变化风向的确定方法。 课后体会： 通过授课，使学生明白了单站测风记录整理的目的，测风站的分类和单站测风基本原理，理解掌握了水平距离、水平位移的含义，效果良好。 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、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。 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 ㈠水平距离计算 1、小球测风 高度： 水平距离： 2、雷达测风 水平距离： 或 ㈡水平位移计算 水平位移： ㈢风向、风速的计算 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ΔY和ΔX的正、负号，在上图中的四种情况下进行确定。 当：ΔY=0时：ΔX＞0，D=270°；ΔX＜0，D=90° 当：ΔX=0时：ΔY＜0，D=Oo；ΔY＞0；D=180° 风速的计算： 单元标题：第二节 量得风层的计算 教学时数：（2）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