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地面风的测量
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)
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 9
| 烈风
| 20.8-24.4
| 75-88
| 41-47
| 7.0
| 发生轻微的建筑破坏。
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| 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。
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| 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。
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| 12
| 飓风
| 32.7
| 118
| 64
| 14.0
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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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