風速廓線風速廓線又稱平均風速梯度或風剖面，是指風速隨高度的分布曲線 。是風的重要特性之一。它受地形 、層結穩定度 、天氣形勢的影響 ，在鉛直方向上呈不同的分布規律 ，有多種數學表達式。
基本介紹
- 中文名：風速廓線
- 外文名：wind speed profile
- 描述方法：公式描述
- 釋義：風速隨高度的分布曲線
- 測量儀器：風杯風速計
簡介,風速廓線的測量,
簡介
風速廓線，風速隨高度的分布曲線。它受地形、層結穩定度、大型天氣形勢的影響，在鉛直方向上呈不同的分布規律，有多種數學表達式。一般情況下，近地層風速廓線可用冪次律：
式中ū為平均風速；z為離地面高度；ū1為z1高度的平均風速；指數n隨層結穩定度而定，中性層結n≃0.25，不穩定層結n較小，穩定層結n較大。
風速廓線的測量
現行最常用來測量風速廓線的儀器仍然是風杯風速計，多選用微氣象等級的風杯，起動風速在0.2~0.4m/s，長度特徵尺度在1m左右，對於這種風速計製作工藝要求較高，以保證其技術指標維持高度的一致性。從風杯的工作原理分析，工藝高度一致的風速計可以保證其檢定曲線的一致性，保證其輸出信號是典型的方波脈衝，其高低電平準確並互相一致，否則很難獲取精確的風速廓線，儘管如此，風速計在進行測量前後仍需放置於同一高度上進行水平比較，以便校驗出相互之間的系統偏離。
一種適合於風速廓線測量的風杯風速計在風洞檢定結果中顯示出它的檢定曲線的一致性，並且能在很大的測量範圍內保持線性輸出關係，風速計在強風下產生主軸上下竄動，以及杯架的振顫必將使高風速下的靈敏度降低而使檢定曲線彎曲。
風速廓線測量時，由於過高效應的影響將導致測量結果的系統偏差，右圖為一組對比資料，其中空心圓點為手提風速表的測量結果，實心圓點為旁熱式風速計測量結果，兩者的時間常數相差一個數量級，後者的測量結果顯然低於前者，兩者相差約為該高度風速直的10%．
安裝儀器的主支架通常有圓柱桿和鋼筋焊接的三角形桅桿塔兩種，柱桿、鐵塔以及其伸臂和支架對氣流都將產生影響，原則上，儀器應伸出到遠離塔身的迎風方向。許多大型的氣象鐵塔多在風洞中進行過模型實驗，找出最佳的儀器安裝方式。儀器受到最小干擾的方向為氣流來向±30°的區間內，並向外伸出一定距離，伸出距離應超出桿柱或塔身尺寸的2~4倍，縱然如此，估計風速測量值仍可能偏低5%～7%。
在近地層測量風速廓線時，儀器安裝的高度多取等比級數分布，例如8m、4m、2m、Im、0.5m、0.25m，下層的儀器距離非常靠近，如果所有的儀器全都安裝在一根鐵管上，相互之間的干擾不可避免，因此觀測人員寧可將每個儀器安裝在單獨的鐵管頂端，由低到高從上風嚮往後排列，以最大限度避免支架對儀器以及儀器之間的相互干擾。
