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高空气象探测——单站高空风记录整理
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:
2、雷达测风
水平距离: 或
㈡
㈢
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
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