高空風(fēng)的測(cè)量

1、第九章高空風(fēng)的測(cè)量9.1 高空風(fēng)的觀測(cè)方法高空風(fēng)的觀測(cè)方法n大氣中各種物理過(guò)程和天氣的變化都是在三維大氣中各種物理過(guò)程和天氣的變化都是在三維空間中進(jìn)行的，不同層次大氣的性質(zhì)和過(guò)程各空間中進(jìn)行的，不同層次大氣的性質(zhì)和過(guò)程各不相同，地面以上各高度上的氣流情況就有很不相同，地面以上各高度上的氣流情況就有很大的差異，因此必須進(jìn)行高空觀測(cè)以取得空中大的差異，因此必須進(jìn)行高空觀測(cè)以取得空中各高度上的氣象要素值。各高度上的氣象要素值。n大氣在空間的運(yùn)動(dòng)基本上是水平的，氣流在垂大氣在空間的運(yùn)動(dòng)基本上是水平的，氣流在垂直方向的分量與水平方向的分量相比，一般是直方向的分量與水平方向的分量相比，一般是很小的。很小的

2、。9.1 高空風(fēng)的觀測(cè)方法高空風(fēng)的觀測(cè)方法n測(cè)量近地面直至測(cè)量近地面直至30公里高空的風(fēng)向風(fēng)速。公里高空的風(fēng)向風(fēng)速。n通常將飛升氣球作為隨氣流移動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，通常將飛升氣球作為隨氣流移動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，用地面設(shè)備（經(jīng)緯儀或雷達(dá)）跟蹤氣球用地面設(shè)備（經(jīng)緯儀或雷達(dá)）跟蹤氣球的飛升軌跡，讀取其時(shí)間間隔的仰角、的飛升軌跡，讀取其時(shí)間間隔的仰角、方位角、斜距，確定其空間位置的座標(biāo)方位角、斜距，確定其空間位置的座標(biāo)值，可求出氣球所經(jīng)過(guò)高度上的平均風(fēng)值，可求出氣球所經(jīng)過(guò)高度上的平均風(fēng)向風(fēng)速。向風(fēng)速。9.1 高空風(fēng)的觀測(cè)方法高空風(fēng)的觀測(cè)方法n垂直氣流對(duì)于很多大氣過(guò)程垂直氣流對(duì)于很多大氣過(guò)程(例如云的形例如云的形成和發(fā)展、

3、天氣系統(tǒng)的發(fā)展成和發(fā)展、天氣系統(tǒng)的發(fā)展)是極為重要是極為重要的因素，但是垂直氣流的測(cè)量方法比較的因素，但是垂直氣流的測(cè)量方法比較復(fù)雜，目前還不夠成熟。復(fù)雜，目前還不夠成熟。9.1 高空風(fēng)的觀測(cè)方法高空風(fēng)的觀測(cè)方法n高空風(fēng)測(cè)量單位：高空風(fēng)測(cè)量單位：n風(fēng)速為風(fēng)速為ms；n風(fēng)向?yàn)榉轿欢?，以正為風(fēng)向?yàn)榉轿欢龋哉秊?度，全方位為度，全方位為360度，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。度，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。n如果是指某一等壓面高度上的風(fēng)，高度單位如果是指某一等壓面高度上的風(fēng)，高度單位取位勢(shì)米。取位勢(shì)米。9.1 高空風(fēng)的觀測(cè)方法高空風(fēng)的觀測(cè)方法n高空風(fēng)的測(cè)量方法由于升空觀測(cè)條件的高空風(fēng)的測(cè)量方法由于升空觀測(cè)條件的限制，具有與地面測(cè)風(fēng)

4、方法不同的特點(diǎn)。限制，具有與地面測(cè)風(fēng)方法不同的特點(diǎn)。9.1 高空風(fēng)的觀測(cè)方法高空風(fēng)的觀測(cè)方法n高空風(fēng)測(cè)量法可分為兩大類(lèi)高空風(fēng)測(cè)量法可分為兩大類(lèi)：n根據(jù)氣流對(duì)測(cè)風(fēng)儀器的動(dòng)力作用根據(jù)氣流對(duì)測(cè)風(fēng)儀器的動(dòng)力作用(壓力的壓力的方向和大小方向和大小)來(lái)測(cè)定各高度上的風(fēng)向、風(fēng)來(lái)測(cè)定各高度上的風(fēng)向、風(fēng)速。速。n這類(lèi)方法廣泛用于測(cè)定地面風(fēng)這類(lèi)方法廣泛用于測(cè)定地面風(fēng)1)測(cè)高空風(fēng)時(shí)，就需要使用升空裝置測(cè)高空風(fēng)時(shí)，就需要使用升空裝置(系留氣系留氣球、飛機(jī)等球、飛機(jī)等)將測(cè)風(fēng)儀將測(cè)風(fēng)儀(風(fēng)杯、風(fēng)標(biāo)、風(fēng)壓管風(fēng)杯、風(fēng)標(biāo)、風(fēng)壓管等等)帶到各個(gè)高度上，但在觀測(cè)高度、觀測(cè)帶到各個(gè)高度上，但在觀測(cè)高度、觀測(cè)時(shí)間上受到限制。時(shí)間上受

5、到限制。9.1 高空風(fēng)的觀測(cè)方法高空風(fēng)的觀測(cè)方法n根據(jù)隨氣流飄動(dòng)的物體在空中運(yùn)動(dòng)的軌跡，根據(jù)隨氣流飄動(dòng)的物體在空中運(yùn)動(dòng)的軌跡，從而測(cè)定出風(fēng)向、風(fēng)速。這類(lèi)方法稱(chēng)軌跡法，從而測(cè)定出風(fēng)向、風(fēng)速。這類(lèi)方法稱(chēng)軌跡法，在高空觀測(cè)中廣泛采用。在高空觀測(cè)中廣泛采用。n用來(lái)測(cè)風(fēng)的飄浮物體，要求其慣性很小，沒(méi)有相用來(lái)測(cè)風(fēng)的飄浮物體，要求其慣性很小，沒(méi)有相對(duì)于空氣的水平運(yùn)動(dòng)的對(duì)象才能作為氣流水平方對(duì)于空氣的水平運(yùn)動(dòng)的對(duì)象才能作為氣流水平方向運(yùn)動(dòng)軌跡的示蹤物。向運(yùn)動(dòng)軌跡的示蹤物。n示蹤物在水平方向運(yùn)動(dòng)的方向和速度就是風(fēng)向、示蹤物在水平方向運(yùn)動(dòng)的方向和速度就是風(fēng)向、風(fēng)速。風(fēng)速。n需要指出的是，這樣求出的風(fēng)向、風(fēng)速是某一

6、時(shí)需要指出的是，這樣求出的風(fēng)向、風(fēng)速是某一時(shí)段或某一氣層厚度內(nèi)氣流方向和速度的平均值。段或某一氣層厚度內(nèi)氣流方向和速度的平均值。9.1 高空風(fēng)的觀測(cè)方法高空風(fēng)的觀測(cè)方法n高空風(fēng)測(cè)量中使用的示蹤物一般是灌滿高空風(fēng)測(cè)量中使用的示蹤物一般是灌滿氫氣的氣球，即氫氣的氣球，即測(cè)風(fēng)氣球測(cè)風(fēng)氣球。n此外，天空中云團(tuán)、人工施放的煙團(tuán)和鋁箔此外，天空中云團(tuán)、人工施放的煙團(tuán)和鋁箔也可作為示蹤物。也可作為示蹤物。9.1 高空風(fēng)的觀測(cè)方法高空風(fēng)的觀測(cè)方法n我們可以使氣球以三種方式在空中飄?。何覀兛梢允箽馇蛞匀N方式在空中飄?。簄氣球只飄浮在某一高度氣球只飄浮在某一高度(等密度面等密度面)上，一上，一般稱(chēng)為般稱(chēng)為平移氣

7、球平移氣球n氣球以一定的垂直速度上升氣球以一定的垂直速度上升n氣球以一定的速度降落氣球以一定的速度降落9.1 高空風(fēng)的觀測(cè)方法高空風(fēng)的觀測(cè)方法n為了測(cè)定地面以上至空中三十多公里各為了測(cè)定地面以上至空中三十多公里各高度上的風(fēng)，一般都使用高度上的風(fēng)，一般都使用定速上升的氣定速上升的氣球球。n測(cè)定出氣球在上升過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡即測(cè)定出氣球在上升過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡即可計(jì)算出大氣各層中的平均風(fēng)向、風(fēng)可計(jì)算出大氣各層中的平均風(fēng)向、風(fēng)速速9.1 高空風(fēng)的觀測(cè)方法高空風(fēng)的觀測(cè)方法n按定為方法，氣球軌跡法測(cè)風(fēng)可以分為按定為方法，氣球軌跡法測(cè)風(fēng)可以分為三類(lèi)：三類(lèi)：n單點(diǎn)測(cè)風(fēng)。單點(diǎn)測(cè)風(fēng)。n基線測(cè)風(fēng)，或稱(chēng)為雙點(diǎn)基線測(cè)風(fēng)，

8、或稱(chēng)為雙點(diǎn)(經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀)測(cè)風(fēng)測(cè)風(fēng) 、n導(dǎo)航測(cè)風(fēng)。導(dǎo)航測(cè)風(fēng)。n這三類(lèi)方法所使用的儀器設(shè)備及測(cè)定的這三類(lèi)方法所使用的儀器設(shè)備及測(cè)定的參量見(jiàn)表參量見(jiàn)表9.1，p2309.2 氣象氣球氣象氣球9.2.1 概述概述n氣球是目前高空觀測(cè)中使用的主要工具。氣球是目前高空觀測(cè)中使用的主要工具。n按照使用目的，可分為三類(lèi)：按照使用目的，可分為三類(lèi)：n探空氣球探空氣球n作為各種大氣探測(cè)儀器升空運(yùn)載工具作為各種大氣探測(cè)儀器升空運(yùn)載工具n分無(wú)線電探空氣球、平移氣球、系留氣球等分無(wú)線電探空氣球、平移氣球、系留氣球等n測(cè)風(fēng)氣球測(cè)風(fēng)氣球n作為氣球運(yùn)動(dòng)軌跡的示蹤物作為氣球運(yùn)動(dòng)軌跡的示蹤物n測(cè)云氣球測(cè)云氣球1)測(cè)定云層高度的

9、云幕氣球測(cè)定云層高度的云幕氣球測(cè)風(fēng)氣球測(cè)風(fēng)氣球9.2.2 氣球的一般性質(zhì)氣球的一般性質(zhì)n膨脹型膨脹型n球皮由伸縮性較大的橡皮制成球皮由伸縮性較大的橡皮制成n充氣后，球內(nèi)外壓力差很小，可隨大氣壓的降低充氣后，球內(nèi)外壓力差很小，可隨大氣壓的降低而自由膨脹，直到破裂為止而自由膨脹，直到破裂為止n一般用于大氣的垂直探測(cè)，如探空儀一般用于大氣的垂直探測(cè)，如探空儀n非膨脹型非膨脹型n球皮由聚乙烯塑料薄膜、聚酯薄膜制成球皮由聚乙烯塑料薄膜、聚酯薄膜制成n一般在超壓狀態(tài)下工作，球皮幾乎無(wú)伸縮性一般在超壓狀態(tài)下工作，球皮幾乎無(wú)伸縮性n用于水平探測(cè)，制作定高氣球、系留氣球等用于水平探測(cè)，制作定高氣球、系留氣球等9

10、.2.3 氣球的上升速度氣球的上升速度n對(duì)于上升類(lèi)氣球，控制其上升速度極為對(duì)于上升類(lèi)氣球，控制其上升速度極為重要。重要。n單經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)單經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)n要根據(jù)氣球升速計(jì)算球高，才能確定氣球的空間要根據(jù)氣球升速計(jì)算球高，才能確定氣球的空間位置；位置；n云幕球云幕球n要由升速及入云時(shí)間計(jì)算云低高度。要由升速及入云時(shí)間計(jì)算云低高度。9.2.3 氣球的上升速度氣球的上升速度n使氣球具有規(guī)定升速的方法：使氣球具有規(guī)定升速的方法：n按當(dāng)時(shí)的空氣密度充灌氫氣，使氣球具有相按當(dāng)時(shí)的空氣密度充灌氫氣，使氣球具有相應(yīng)的凈舉力。應(yīng)的凈舉力。n向氣球內(nèi)充灌氫氣時(shí)，可以用浮力天平或平衡器向氣球內(nèi)充灌氫氣時(shí)，可以用浮力天平或

11、平衡器控制其凈舉力?？刂破鋬襞e力。9.2.3 氣球的上升速度氣球的上升速度n氣球?qū)嶋H升速與計(jì)算值的偏差：氣球?qū)嶋H升速與計(jì)算值的偏差：n2km以下，接近地面時(shí)偏差最大；以下，接近地面時(shí)偏差最大；n212km高度范圍內(nèi)偏差不大。高度范圍內(nèi)偏差不大。n建議將氣球在施放頭建議將氣球在施放頭5分鐘內(nèi)的計(jì)算升速值加分鐘內(nèi)的計(jì)算升速值加以訂正：以訂正：n施放后的第施放后的第1分鐘將升速增加分鐘將升速增加20%n施放后的第施放后的第2、3分鐘將升速增加分鐘將升速增加10%n施放后的第施放后的第4、5分鐘將升速增加分鐘將升速增加5%9.2.4 平移氣球平移氣球n就是設(shè)法使氣球在某一選定的高度上達(dá)就是設(shè)法使氣球在

12、某一選定的高度上達(dá)到凈舉力為零，或者在相當(dāng)厚的某一層到凈舉力為零，或者在相當(dāng)厚的某一層中氣球凈舉力為零，則氣球可在某高度中氣球凈舉力為零，則氣球可在某高度或某氣層上隨氣流水平移動(dòng)，使用追蹤或某氣層上隨氣流水平移動(dòng)，使用追蹤定位設(shè)備測(cè)定氣球在各個(gè)時(shí)刻的位置，定位設(shè)備測(cè)定氣球在各個(gè)時(shí)刻的位置，就可計(jì)算出在選定高度上，氣球位于不就可計(jì)算出在選定高度上，氣球位于不同同xy坐標(biāo)點(diǎn)上的位移，即風(fēng)向和風(fēng)速。坐標(biāo)點(diǎn)上的位移，即風(fēng)向和風(fēng)速。9.2.4 平移氣球平移氣球n平移氣球主要有兩種：平移氣球主要有兩種：n隨遇平衡平移氣球隨遇平衡平移氣球n球皮基本上沒(méi)有張力，它能隨氣球上下顛簸，始終保持球皮基本上沒(méi)有張力，

13、它能隨氣球上下顛簸，始終保持凈舉力為零。凈舉力為零。n等容超壓平移氣球等容超壓平移氣球1)球皮由某種膨脹伸縮積弱的薄膜制成，當(dāng)氣球達(dá)到固定球皮由某種膨脹伸縮積弱的薄膜制成，當(dāng)氣球達(dá)到固定高度后，由于球內(nèi)壓力不斷加大，與四周大氣壓力維持高度后，由于球內(nèi)壓力不斷加大，與四周大氣壓力維持在一個(gè)較高的壓差。當(dāng)壓差逐漸加大，氣球內(nèi)氫氣（或在一個(gè)較高的壓差。當(dāng)壓差逐漸加大，氣球內(nèi)氫氣（或氦氣）的密度增高，使氣球的凈舉力達(dá)到零，因而使氣氦氣）的密度增高，使氣球的凈舉力達(dá)到零，因而使氣球維持在一個(gè)等密度面上平移。球維持在一個(gè)等密度面上平移。9.2.5 其他用途氣球其他用途氣球n系留氣球系留氣球n用纜繩拴在地面

14、絞車(chē)上，能控制浮升高度的用纜繩拴在地面絞車(chē)上，能控制浮升高度的氣球。氣球。n通常用聚脂薄膜做成流線形，纜繩長(zhǎng)度及與通常用聚脂薄膜做成流線形，纜繩長(zhǎng)度及與地面交角可以估算氣球距地面高度，它可以地面交角可以估算氣球距地面高度，它可以攜帶測(cè)量?jī)x器在指定高度作數(shù)小時(shí)連續(xù)測(cè)量，攜帶測(cè)量?jī)x器在指定高度作數(shù)小時(shí)連續(xù)測(cè)量，用完后收回作多次使用。用完后收回作多次使用。n特別適用于大氣污染監(jiān)測(cè)和研究大氣邊界層特別適用于大氣污染監(jiān)測(cè)和研究大氣邊界層等。等。系留氣球系留氣球9.2.5 其他用途氣球其他用途氣球n洛賓（洛賓（robin）氣球）氣球n下投式垂直探空氣球，非膨脹型。下投式垂直探空氣球，非膨脹型。n棘面氣球（

15、棘面氣球（jimsphere）n用于雷達(dá)測(cè)風(fēng)的氣球，直徑用于雷達(dá)測(cè)風(fēng)的氣球，直徑2米。米。9.3 球定氣球位置的儀器設(shè)備球定氣球位置的儀器設(shè)備n光學(xué)測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀、雷達(dá)、二次雷達(dá)、無(wú)光學(xué)測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀、雷達(dá)、二次雷達(dá)、無(wú)線電經(jīng)緯儀，以及線電經(jīng)緯儀，以及gps衛(wèi)星導(dǎo)航定位技衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)。術(shù)。n小球測(cè)風(fēng)小球測(cè)風(fēng)光學(xué)測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀，角坐標(biāo)測(cè)量光學(xué)測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀，角坐標(biāo)測(cè)量精度高，受天氣條件限制精度高，受天氣條件限制n無(wú)線電探空儀無(wú)線電探空儀二次雷達(dá)，測(cè)角精度低于二次雷達(dá)，測(cè)角精度低于光學(xué)測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀。光學(xué)測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀。9.3.1 光學(xué)測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀光學(xué)測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀n主要觀測(cè)氣球主要觀測(cè)氣球仰角仰角和和方位角方位角。n五八

16、型、六三型、五八型、六三型、cfj-1型、型、cfj-2型型n使用：使用：n施放氣球后，借助于經(jīng)緯儀上的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，施放氣球后，借助于經(jīng)緯儀上的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，由人眼追蹤氣球，使其瞄準(zhǔn)氣球的位置，從由人眼追蹤氣球，使其瞄準(zhǔn)氣球的位置，從刻度盤(pán)上直接讀出仰角和方位角的度數(shù)（精刻度盤(pán)上直接讀出仰角和方位角的度數(shù)（精度一般為度一般為0.05度）度）9.3.2 測(cè)風(fēng)雷達(dá)測(cè)風(fēng)雷達(dá)n讓氣球攜帶能夠反射雷達(dá)波的反射靶在讓氣球攜帶能夠反射雷達(dá)波的反射靶在天空飛翔，就可以定出氣球在每個(gè)時(shí)刻天空飛翔，就可以定出氣球在每個(gè)時(shí)刻的位置，從而測(cè)定高空風(fēng)。的位置，從而測(cè)定高空風(fēng)。n701雷達(dá)是我國(guó)測(cè)風(fēng)專(zhuān)用雷達(dá)。雷達(dá)是我國(guó)測(cè)風(fēng)

17、專(zhuān)用雷達(dá)。9.3.2 測(cè)風(fēng)雷達(dá)測(cè)風(fēng)雷達(dá)n把氣球上的反射靶換成回答器，就能增把氣球上的反射靶換成回答器，就能增強(qiáng)回波的強(qiáng)度，這種雷達(dá)叫強(qiáng)回波的強(qiáng)度，這種雷達(dá)叫二次雷達(dá)二次雷達(dá)。n氣球上的回答器收到地面雷達(dá)發(fā)來(lái)的詢(xún)問(wèn)脈氣球上的回答器收到地面雷達(dá)發(fā)來(lái)的詢(xún)問(wèn)脈沖后，立即發(fā)射一個(gè)脈沖代替反射波，稱(chēng)為沖后，立即發(fā)射一個(gè)脈沖代替反射波，稱(chēng)為回答脈沖，回答脈沖被地面接收機(jī)接收，實(shí)回答脈沖，回答脈沖被地面接收機(jī)接收，實(shí)現(xiàn)測(cè)距的目的?，F(xiàn)測(cè)距的目的。9.3.3 無(wú)線電經(jīng)緯儀無(wú)線電經(jīng)緯儀n與測(cè)風(fēng)雷達(dá)相比，具有低能耗，設(shè)備重與測(cè)風(fēng)雷達(dá)相比，具有低能耗，設(shè)備重量輕的優(yōu)點(diǎn)。量輕的優(yōu)點(diǎn)。n共有兩組天線共有兩組天線n一組監(jiān)測(cè)探

18、空儀信號(hào)的仰角一組監(jiān)測(cè)探空儀信號(hào)的仰角n另一組監(jiān)測(cè)探空儀信號(hào)的方位角。另一組監(jiān)測(cè)探空儀信號(hào)的方位角。9.4 高空風(fēng)的測(cè)量高空風(fēng)的測(cè)量n氣球軌跡法氣球軌跡法n因追蹤設(shè)備不同，分為：因追蹤設(shè)備不同，分為：n單經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)單經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)n雙經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)雙經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)n二次雷達(dá)測(cè)風(fēng)二次雷達(dá)測(cè)風(fēng)ngps導(dǎo)航測(cè)風(fēng)導(dǎo)航測(cè)風(fēng)9.4 高空風(fēng)的測(cè)量高空風(fēng)的測(cè)量n單經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)單經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)只能測(cè)出氣球的仰角和方位角，只能測(cè)出氣球的仰角和方位角，氣球高度由升速和施放時(shí)間推算氣球高度由升速和施放時(shí)間推算。n氣球升速是根據(jù)當(dāng)時(shí)空氣密度、球皮等附加物重量氣球升速是根據(jù)當(dāng)時(shí)空氣密度、球皮等附加物重量計(jì)算出氣球凈帶力，按照凈舉力灌充氫氣

19、來(lái)確定。計(jì)算出氣球凈帶力，按照凈舉力灌充氫氣來(lái)確定。n但由于大氣湍流和空氣密度隨高度變化，以及氫氣但由于大氣湍流和空氣密度隨高度變化，以及氫氣泄漏等因素的影響，氣球升速不均勻?qū)е赂叨日`差泄漏等因素的影響，氣球升速不均勻?qū)е赂叨日`差大，測(cè)風(fēng)精度低。大，測(cè)風(fēng)精度低。n在配合探空儀觀測(cè)時(shí)，氣象站用探空儀測(cè)得的溫度，在配合探空儀觀測(cè)時(shí)，氣象站用探空儀測(cè)得的溫度，氣壓、濕度資料計(jì)算出氣球高度。氣壓、濕度資料計(jì)算出氣球高度。9.4 高空風(fēng)的測(cè)量高空風(fēng)的測(cè)量n雙經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)雙經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)是在已知基線長(zhǎng)度的兩端，是在已知基線長(zhǎng)度的兩端，架設(shè)兩架經(jīng)緯儀同步觀測(cè)，分別讀出氣架設(shè)兩架經(jīng)緯儀同步觀測(cè)，分別讀出氣球的仰角、

20、方位角，利用三角法或矢量球的仰角、方位角，利用三角法或矢量法計(jì)算氣球高度和風(fēng)向風(fēng)速。法計(jì)算氣球高度和風(fēng)向風(fēng)速。n經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)只適用于能見(jiàn)度好的少云天氣，經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)只適用于能見(jiàn)度好的少云天氣，夜間必需配掛可見(jiàn)光源，陰雨天氣只能在可夜間必需配掛可見(jiàn)光源，陰雨天氣只能在可見(jiàn)氣球高度內(nèi)測(cè)風(fēng)。見(jiàn)氣球高度內(nèi)測(cè)風(fēng)。9.4 高空風(fēng)的測(cè)量高空風(fēng)的測(cè)量n無(wú)線電經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)無(wú)線電經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)n利用無(wú)線電定向原理，跟蹤氣球攜帶的探空利用無(wú)線電定向原理，跟蹤氣球攜帶的探空儀發(fā)射機(jī)信號(hào)，測(cè)得角座標(biāo)數(shù)據(jù)，氣球高度儀發(fā)射機(jī)信號(hào)，測(cè)得角座標(biāo)數(shù)據(jù)，氣球高度則由探空資料計(jì)算得出。則由探空資料計(jì)算得出。n因此無(wú)線電經(jīng)緯儀適用于全天候，但當(dāng)

21、氣球因此無(wú)線電經(jīng)緯儀適用于全天候，但當(dāng)氣球低于其最低工作仰角時(shí)，測(cè)風(fēng)精度將迅速降低于其最低工作仰角時(shí)，測(cè)風(fēng)精度將迅速降低。低。9.4 高空風(fēng)的測(cè)量高空風(fēng)的測(cè)量n雷達(dá)測(cè)風(fēng)雷達(dá)測(cè)風(fēng)n是利用雷達(dá)測(cè)定飛升的氣球位置。是利用雷達(dá)測(cè)定飛升的氣球位置。n它不僅測(cè)定氣球的角座標(biāo)，而且能測(cè)定它不僅測(cè)定氣球的角座標(biāo)，而且能測(cè)定氣球與雷達(dá)的距離，即斜距。氣球與雷達(dá)的距離，即斜距。n由仰角、方位角、斜距計(jì)算高空風(fēng)。由仰角、方位角、斜距計(jì)算高空風(fēng)。9.4 高空風(fēng)的測(cè)量高空風(fēng)的測(cè)量n雷達(dá)測(cè)風(fēng)法又可分為雷達(dá)測(cè)風(fēng)法又可分為一次雷達(dá)測(cè)風(fēng)法一次雷達(dá)測(cè)風(fēng)法和和二次雷達(dá)測(cè)風(fēng)法二次雷達(dá)測(cè)風(fēng)法。n前者是利用氣球上懸掛的金屬反射體反射雷前

22、者是利用氣球上懸掛的金屬反射體反射雷達(dá)發(fā)射的脈沖信號(hào)，測(cè)定氣球角座標(biāo)和斜距；達(dá)發(fā)射的脈沖信號(hào)，測(cè)定氣球角座標(biāo)和斜距；n后者利用氣球懸掛的發(fā)射回答器，當(dāng)發(fā)射回后者利用氣球懸掛的發(fā)射回答器，當(dāng)發(fā)射回答器受雷達(dá)發(fā)射的脈沖激勵(lì)后產(chǎn)生回答信號(hào)，答器受雷達(dá)發(fā)射的脈沖激勵(lì)后產(chǎn)生回答信號(hào)，由回答信號(hào)測(cè)定氣球角座標(biāo)和斜距。由回答信號(hào)測(cè)定氣球角座標(biāo)和斜距。9.4 高空風(fēng)的測(cè)量高空風(fēng)的測(cè)量n顯然，在相同的發(fā)射功率下，二次雷達(dá)顯然，在相同的發(fā)射功率下，二次雷達(dá)比一次雷達(dá)探測(cè)距離更遠(yuǎn)，可測(cè)更高的比一次雷達(dá)探測(cè)距離更遠(yuǎn)，可測(cè)更高的高空風(fēng)。高空風(fēng)。n但隨著技術(shù)的發(fā)展，發(fā)射功率已不是大但隨著技術(shù)的發(fā)展，發(fā)射功率已不是大的技術(shù)

23、障礙時(shí)，著眼于提高測(cè)風(fēng)精度和的技術(shù)障礙時(shí)，著眼于提高測(cè)風(fēng)精度和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)等方面，一次雷達(dá)測(cè)風(fēng)也有其經(jīng)濟(jì)效應(yīng)等方面，一次雷達(dá)測(cè)風(fēng)也有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。探空儀即將拖放探空儀即將拖放 701雷達(dá)待命工作雷達(dá)待命工作9.5 風(fēng)廓線雷達(dá)風(fēng)廓線雷達(dá)n是一種遙感高空風(fēng)向、風(fēng)速分布的儀器。是一種遙感高空風(fēng)向、風(fēng)速分布的儀器。n當(dāng)向大氣層發(fā)射一束無(wú)線電波時(shí)，由于溫度和濕度當(dāng)向大氣層發(fā)射一束無(wú)線電波時(shí)，由于溫度和濕度的湍流脈動(dòng)，大氣折射指數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的漲落，雷達(dá)的湍流脈動(dòng)，大氣折射指數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的漲落，雷達(dá)波束的電磁波信號(hào)將被散射，其中的后向散射部分波束的電磁波信號(hào)將被散射，其中的后向散射部分將產(chǎn)生一定功率的回波信號(hào)，這