風矢量（wind vector）亦稱風向量。天氣圖上表示風的方向和風速大小的圖示。
基本介紹
- 中文名：風矢量
- 外文名：wind vector
- 坐標系：極坐標系
- 方向：以正北為基準
- 組成：風向桿與風羽（或風三角）
- 意義：風向與風速
產品簡介,結構及意義,風速風向測量,套用及重要性,
產品簡介
在天氣圖上，有兩種表示風向的標誌，一種是短箭頭，另一種即為風矢量。前者只能表示風向，即箭頭所指為風的去向；後者能同時表示風向及風速，形如英文字母“F”。
結構及意義
風向16方位風向桿：指出風的來向，表示為一根豎線。桿長約0.6～0.8厘米。桿的一端止於站圈（或站點上空某高度處），另一端指向風的來向，並在桿的末端填寫風羽。風向常用8個方位（東、東南、南、西南、西、西北、北、東北）表示，在氣象觀測記錄上則使用16個方位（除8個方位之外還有：北東北、東東北、東東南、南東南、南西南、西西南、西西北、北西北）表示。
風羽：分別用長劃線和短劃線或者與風三角組合的方式表示風速的大小，垂直於風向桿末端順時針向一側（北半球）。一條長劃線表示4米/秒，一條短劃線表示2米/秒（風三角表示20米/秒）。
風羽
風羽風速風向測量
風速測量的實現方法有很多種，下面是常用的一些風速測量方法的總結，這些方法利用不同的測量原理，每種方法都有自己的特點。
風車型風速感測器
將對稱葉片擺任何角度做成風車架，迎風時風車架將轉動，其轉速與風速成正比關係。為提高測量性能就必須研究其葉片的幾何形狀、尺寸與迴轉面呈的角度，最佳升阻比以及葉片數量等參數。為此研製出風車轉速與風速成線性正比關係的儀器。
風杯風速感測器
自從130多年前魯賓遜推出4杯風速表以來，經過很多年改進與演變，如今這種儀器多採用三杯錐形杯的風杯架，而且杯徑與架臂之比也有了比較科學的依據。風速與風杯的轉速大致呈線性關係。
風壓式風向風速感測器
利用半導體工藝製成P型或N型應變片，風壓作用於應變片會使其電阻值發生變化，然後利用電路將電阻變化轉變成電壓（或電流）進行測量。通過比較電路選出最大風壓值的孔（裝有壓敏元件）作為風向，風速則是先把各壓敏元件所受風壓消去負壓後，再加以合成正壓而得。
聲學風速表
聲學測風速中，超音波測風法套用的比較廣泛，測量方法主要有脈衝聲程時差法、相位差法和頻率差法等。從精度、穩定度、測量範圍及雜音等多方面因素考慮，目前多用脈衝聲程時差法。超音波風速計是利用兩個方向的風速輸出以矢量合成而同時得到風向和風速的。
風向測量
風向測量最常用的方法主要有以下幾種：第一種就是常用的風向標法，這也是風杯風標式測風儀的測量方法。風向標又分以下幾種：
（1）矩形平板單葉風標，其結構簡單，提供的測量數據也可靠，但對風感應靈敏度差，振動衰減也不好。
（2） 張角雙葉風標，該結構可以增加低風速時的轉矩，對風具有較大的靈敏度，但結構複雜，製造相對困難。
（3） 尾翼風標，這是螺旋風速風向儀通常採用的風向標。其具有美觀的流線型，靈敏度高，靜特性好。
第二種方法就是前文所提到的超音波測風儀所採用的測風方法，其採用超音波探頭擺成三角形狀利用超音波各個接收探頭間的順風逆風時間差進行計算得到風向風速值。另外還有一些新穎的方法，例如有人研究利用仿生學原理的觸鬚感測器來測量風向，該種感測器靈敏度高，結構簡單，造價低廉，對測量風速也有很好的效果。不過目前該種感測器還處於理論研究階段，離真正實用還有一定的差距。
套用及重要性
風矢量包含風速和風向信息。有效地監測風矢量信息，不僅可以為人們提供日常出行的參考，同時可為監測各種天氣氣候災害提供依據。強烈天氣和氣候系統的緩變和突變對國家安全的很多方面產生影響，需要從戰略高度為軍事安全、國土安全、公共安全、環境安全、生態安全、能源安源、糧食安全、水資源安全等方面提供全方位氣象保障服務。
無論是氣象套用還是風能利用，首要的任務就是準確獲得風矢量信息。高質量風矢量測量儀器的設計將為氣象套用與風能利用提供有力的數據。
