一) 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。
(二) 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.桨叶式风速表是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.热力式风速表是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。
六、云的观测
云是悬浮在大气中的大量小水滴和(或)冰晶微粒组成的可见聚合体。常规气象观测要测定云状、云量和云高。
(一)云状
主要指云的外形特征的不同形态。由于云的形成原因不同,引起外形特征的差异,分成积状云、层状云和波状云。积状云的形成主要是不稳定大气的对流运动,云中气流垂直速度很大,常有几米/秒甚至20米/秒以上,云体孤立、分散;层状云由大范围系统性缓慢上升运动形成,多发生在锋面、气旋或低槽的气流辐合区,云层范围宽广,均匀幕状,无明显起伏的连续云层,典型的层状云有雨层云、高层云和卷层云三种;波状云是由于空气的波状运动和湍流混合,例如逆温层和风的切变形成,云块排列成行,成群或波浪起伏状。属于波状云的有层积云,高积云和卷积云。
积状云
积状云
层状云
高积云和卷积云
(二)云量
云量多少,全凭目测云块占据天空的面积来估计。因为是目测,当然并不十分准确,但也没有更好的办法,全世界的气象站至今还是用这种目测方法估计云量。天气预报广播中的晴、少云、多云和阴,就是根据云量的多少划分的。通常将整个天空划分为10等份,碧空无云或被云遮蔽不到0.5份时,云量为“0”;云遮盖天空一半时,云量为“5”。云量多时,应估计露出的青天,再推算出云量。云量少时,则直接估计云所遮蔽的天空的份数,如云块占全部天空的1/10时,云量为“1”;云块占天空2/10时,云量为“3”,余类推。天空无云,或者虽有零星云层,但云量不到2成时称为晴;低云量在8成以上称为阴;中、低云的云量为1-3,高云的云量为4-5时,称为少云;中、低云的云量为4-7,高云的云量为6-10时,称为多云。一般说来,当天空被云掩蔽,颜色发白,地上东西显得明亮时,这种云较高。相反,云色呈灰或灰黑色,显得阴沉,这种云则较低。移动慢的云较高,移动快的云较低
(三)云高
指云底部距地面的垂直距离。通常用目力估计,也可用气球、云幕灯,激光测云仪测定。