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相干多普勒测风激光雷达校准方法研究 被引量：1
1
作者 陈朝勇 魏瑗瑗 +2 位作者 邢帅 佟梓慷 武腾飞 《计测技术》 2025年第3期123-132,共10页
针对相干多普勒测风激光雷达需要校准的参数多、涉及计量专业多、校准方法不全的问题,充分考虑激光测风非接触、高时空分辨、大探测量程的特性,采用“特征分析-多手段融合”的方法体系,突破了风速、风向、最大测量距离、探测盲区等争议... 针对相干多普勒测风激光雷达需要校准的参数多、涉及计量专业多、校准方法不全的问题,充分考虑激光测风非接触、高时空分辨、大探测量程的特性,采用“特征分析-多手段融合”的方法体系,突破了风速、风向、最大测量距离、探测盲区等争议性参数的量化评价难点。分析定标转盘、射频信号模拟多普勒频移、标准风速仪3种不同风速校准方法的优缺点和适用条件,并对定标转盘风速校准法进行改进,提升风速参数校准的数据可靠性。针对风向校准难题,辩证性地给出了不同扫描模式下的校准方法,提升校准普适性。基于具体测量案例给出了风速、风向的校准结果,并对风速、风向参数进行不确定度分析,有效地说明了校准方法的可行性。研究成果为气象观测、航空安全、新能源等领域的风场精准探测提供了标准化技术支撑,对于推动大气遥感计量技术发展具有积极意义。 展开更多
关键词 相干多普勒探测 测风激光雷达 特征分析 多手段融合 校准方法 不确定度分析
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两种测风仪的动态比对试验及分析 被引量：20
2
作者 王晓蕾 郭俊 +2 位作者 陈晓颖 慕新仓 苏腾 《解放军理工大学学报（自然科学版）》 EI 北大核心 2014年第3期283-289,共7页
针对超声波测风仪的不断应用,在自然风场条件下实施了超声波测风仪和现有自动气象站机械旋转式测风仪的动态比对试验。通过对风向风速的采集数据进行处理分析,总结了超声波测风仪和机械旋转式测风仪的动态性能。试验结果表明,2种测风仪... 针对超声波测风仪的不断应用,在自然风场条件下实施了超声波测风仪和现有自动气象站机械旋转式测风仪的动态比对试验。通过对风向风速的采集数据进行处理分析,总结了超声波测风仪和机械旋转式测风仪的动态性能。试验结果表明,2种测风仪的2,10min平均值可比较性偏差小于瞬时值;随着风速的增大,风速值的可比较性系统偏差向负向漂移,风速值的标准偏差增大,风向值的标准偏差减小。造成2种测风仪测量结果差异的原因主要是系统惯性特征、风场的自身湍流特性以及测风仪结构的不同造成流场特性的变异。 展开更多
关键词 超声波测风仪 旋转式测风仪 动态特性 动态比对试验 可比较性
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高热稳定性测风Fabry-Perot干涉仪标准具的设计 被引量：9
3
作者 孙剑 冯玉涛 +2 位作者 白清兰 王咏梅 汶德胜 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1167-1173,共7页
针对星载测风Fabry-Perot(F-P)干涉仪的核心部件F-P标准具的热稳定性对测风精度的影响,从标准具结构设计角度(材料、形状和固定方式)分析了标准具的热稳定性,并给出最优设计方案。通过对光学元件结构尺寸的优化设计,得出了F-P标准具光... 针对星载测风Fabry-Perot(F-P)干涉仪的核心部件F-P标准具的热稳定性对测风精度的影响,从标准具结构设计角度(材料、形状和固定方式)分析了标准具的热稳定性,并给出最优设计方案。通过对光学元件结构尺寸的优化设计,得出了F-P标准具光学元件的最佳形状尺寸,即平板厚度为25mm,间隔元件的角度为40°。采用柔性结构固定方式,计算了F-P标准具机械结构的形状尺寸。最后基于有限元法,分析了光学组件和整个标准具的热变形。分析结果显示,当环境温度变化0.1℃时,光学组件平板中心间隔变化量为0.64nm,整个标准具平板中心间隔变化量为0.28nm,通光口径边缘处间隔变化量为0.2nm,相对于波长λ为630nm的气辉光谱线约为λ/2 250和λ/3 150,并且平板间隔变化量沿着径向向外逐渐减小。得到的结果显示,优化设计后的结构参数满足风速为5m/s时测量精度对热稳定性的要求,同时满足力学性能要求。 展开更多
关键词 F-P干涉仪 标准具 测风 热稳定性 优化设计 结构设计
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边界层风廓线仪多普勒频谱高度图综合应用初探 被引量：12
4
作者 吴志根 丁若洋 +4 位作者 郑杰 陈浩君 查亚峰 李建成 胡平 《气象》 CSCD 北大核心 2011年第8期1006-1017,共12页
文章介绍了边界层风廓线仪多普勒频谱高度图的原理,并且给出了无降水、有降水、降雪、速度折叠、地物杂波、外界信号干扰等典型的多普勒频谱高度图型。研究发现,多普勒频谱高度图除了可以从中提取测风产品所需的数据外,该在线显示的图... 文章介绍了边界层风廓线仪多普勒频谱高度图的原理,并且给出了无降水、有降水、降雪、速度折叠、地物杂波、外界信号干扰等典型的多普勒频谱高度图型。研究发现,多普勒频谱高度图除了可以从中提取测风产品所需的数据外,该在线显示的图形还实时提供了许多其他潜在的气象信息,并可用于:连续监视测站上空天气;提前了解测站上空风的垂直切变;发现并确定降水起始时间;在线估测风向风速;实时判别降水云底高度和0°层的范围;验证和解释风羽剖面图产品中的奇异现象;帮助固定和移动风廓线仪选址;诊断风廓线仪系统故障;评价风廓线仪系统软/硬件性能优劣等。文章指出:深入发掘边界层风廓线仪在降水天气系统中进行高时间密度探测的潜力,使得它可以晴雨两用,对今后将边界层风廓线仪配备到一般气象观测站,提高单站天气监测/预警能力和开展精细化天气预报意义深远。文章还对当前商业化的边界层风廓线仪提出了具体的改进意见,以满足频谱在线分析的需要。 展开更多
关键词 多普勒频谱 速度折叠 频谱高度图型 单站天气监测 在线分析
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基于CFD和BP神经网络的超声测风仪阴影效应补偿研究 被引量：6
5
作者 张加宏 孙林峰 +2 位作者 李敏 冒晓莉 葛益娴 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1201-1210,共10页
风速风向是气象观测的关键性参数,阴影效应对超声测风仪测量风速风向有显著影响。为了消除不同风速风向和温度条件下阴影效应导致的测量误差,结合超声波时差法测风原理提出了一种基于计算流体力学(CFD)仿真和反向传播(BP)神经网络数据... 风速风向是气象观测的关键性参数,阴影效应对超声测风仪测量风速风向有显著影响。为了消除不同风速风向和温度条件下阴影效应导致的测量误差,结合超声波时差法测风原理提出了一种基于计算流体力学(CFD)仿真和反向传播(BP)神经网络数据处理的阴影效应补偿方法。首先通过CFD仿真软件Fluent对超声测风仪的风场进行模拟分析,获取了受阴影效应影响的风速、风向以及温度样本数据,然后利用这些样本从减小相对误差方面对BP神经网络算法在超声测风仪中应用的性能进行了研究与分析,最后利用超声测风仪风洞实验的测量数据对本文的阴影效应补偿方法的准确性进行了验证。研究结果表明:通过基于CFD和BP神经网络的预测模型对阴影效应进行修正后,测试系统风速风向的测量精度有显著的提升,可满足高精度超声测风的测量需求。本文的研究结果对于高精度超声测风仪的研制有一定的参考价值。 展开更多
关键词 超声测风仪 阴影效应 CFD仿真 BP神经网络 数据融合补偿 实验验证
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利用云导风矢量的台风中心自动定位 被引量：17
6
作者 刘正光 喻远飞 +1 位作者 吴冰 刘还珠 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期636-640,共5页
文中提出了一种利用云导风矢量图进行台风中心自动定位的方法。云导风矢量通过对具有一定时间间隔的两幅相关卫星云图进行模板匹配而得出。模板匹配就是根据已知模式的图像在一幅陌生图像中寻找对应于该模式的子图像的过程。根据气象知... 文中提出了一种利用云导风矢量图进行台风中心自动定位的方法。云导风矢量通过对具有一定时间间隔的两幅相关卫星云图进行模板匹配而得出。模板匹配就是根据已知模式的图像在一幅陌生图像中寻找对应于该模式的子图像的过程。根据气象知识 ,台风云系运动的特点是中心平移量大而自旋很弱 ,且台风中心与台风云系整体的移动方向一致 ,因此求出云导风矢量图中与台风整体移动矢量大小和方向一致的矢量集合的最密集区 。 展开更多
关键词 云导风 模板匹配 数学形态学 台风中心定位
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北斗探空系统研发及其测风性能初步分析 被引量：16
7
作者 张恩红 曹云昌 朱彬 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2013年第4期464-471,共8页
高空气象观测是综合气象观测系统的重要组成部分,对天气预报、气候变化等业务科研具有重要的作用。基于北斗卫星导航系统研发了北斗探空仪及地面接收系统,目前试验样机生产已初步完成。北斗探空仪可采取单北斗、单GPS、北斗与GPS混合定... 高空气象观测是综合气象观测系统的重要组成部分,对天气预报、气候变化等业务科研具有重要的作用。基于北斗卫星导航系统研发了北斗探空仪及地面接收系统,目前试验样机生产已初步完成。北斗探空仪可采取单北斗、单GPS、北斗与GPS混合定位测风等3种测风模式,试验结果表明:北斗探空仪采用混合定位测速方式测风与GPS标准探空仪相比,北向速度标准差为0.05 m·s^(-1),平均偏差为-0.05 m·s^(-1);东向速度标准偏差为0.03 m·s^(-1),平均偏差为-0.01 m·s^(-1);高度标准偏差为6.88 m,平均偏差为7.48 m。北斗探空仪测风性能与GPS探空仪相当。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 北斗探空系统 北斗探空仪 测风
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边界层风廓线仪应用中存在的若干问题 被引量：20
8
作者 吴志根 沈利峰 《高原气象》 CSCD 北大核心 2010年第3期801-809,共9页
根据多年来在上海地区边界层风廓线仪布设和应用中取得的经验和研究结果,详细介绍了边界层风廓线仪在大城市组网、选址和建站方面需要注意的问题,同时针对边界层风廓线仪受地物杂波干扰和降水污染影响的问题进行了典型个例分析。
关键词 边界层风廓线仪 多普勒频谱 地物杂波 水平风
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超声风温仪测温的误差订正 被引量：7
9
作者 张宏升 陈家宜 《大气科学》 CSCD 北大核心 1998年第1期11-17,共7页
利用同步进行的风速、温度、湿度湍流观测资料，对超声风温仪温度测量结果作了水平风速和湿度的订正。结果表明：由于超声风温仪测温受空气湿度和水平风速的影响，对其作相应的订正是十分必要的。｜ｚ／Ｌ｜＜１时，湿度和风速对超声风... 利用同步进行的风速、温度、湿度湍流观测资料，对超声风温仪温度测量结果作了水平风速和湿度的订正。结果表明：由于超声风温仪测温受空气湿度和水平风速的影响，对其作相应的订正是十分必要的。｜ｚ／Ｌ｜＜１时，湿度和风速对超声风温仪温度方差和感热通量测量值所引起的误差是不可忽视的。而在｜ｚ／Ｌ｜＞１区间，仅计入湿度影响，已够精确。对于温度谱密度，当ｎＳθ（ｎ）／σ２θ低于００１时，有一高频的噪声频率阈值，高于此频率，ｎＳθ（ｎ）／σ２θ与无因次频率ｆ呈＋１次幂关系。 展开更多
关键词 超声风温仪 温度脉动 观测法 温度 误差
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移动激光测风雷达在凉山州森林防灭火中的应用探究
10
作者 刘群山 陈倩 +1 位作者 张浩 李兵 《南方农业》 2025年第12期242-244,共3页
为探究移动激光测风雷达在森林防灭火中的监测效能与决策服务状况,以移动激光测风雷达在多普勒波束摆动(Doppler Beam Swinging,DBS)扫描模式下现场实时监测所得的风羽图数据为基础,针对2023年4月四川省凉山州的一次森林火灾实例,深入... 为探究移动激光测风雷达在森林防灭火中的监测效能与决策服务状况,以移动激光测风雷达在多普勒波束摆动(Doppler Beam Swinging,DBS)扫描模式下现场实时监测所得的风羽图数据为基础,针对2023年4月四川省凉山州的一次森林火灾实例,深入分析此次火灾发生时段高空风场的变化情况。研究结果显示,移动激光测风雷达可以实时、清晰地呈现火场上空的风速、风向信息及其变化态势,为现场林火扑救和决策指挥提供一定的技术支撑。 展开更多
关键词 移动激光测风雷达 森林防灭火 应急 决策服务 四川省凉山州
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气象用超声风速仪风速标准不确定度分析
11
作者 金元尚 沈天舒 +2 位作者 朱娱莹 姜璐 王雪松 《气象水文海洋仪器》 2025年第3期33-36,40,共5页
文章通过气象用70 m/s直路开口风洞的皮托静压管检定装置测量标准风速值,研究WindobServer(1390-75-b-313)型超声风速仪的标准不确定度,并进行分析。针对气象用超声风速仪测量标准不确定度的评定方法,建立了超声风速仪风速标准不确定度... 文章通过气象用70 m/s直路开口风洞的皮托静压管检定装置测量标准风速值,研究WindobServer(1390-75-b-313)型超声风速仪的标准不确定度,并进行分析。针对气象用超声风速仪测量标准不确定度的评定方法,建立了超声风速仪风速标准不确定度分析的测量模型,并介绍了风速校准装置的校准指标。确定了在进行标准不确定度分析时的标准不确定度来源;对超声风速仪重复性测量和标准风速值进行标准不确定度分析,得到了超声风速仪的合成标准不确定度和拓展标准不确定度分析结果。结果表明,在气象用直路开口风洞中,对超声风速仪进行超声风速仪风速校准测试的方法是可行的。研究结果保障了超声风速仪在工作过程中的准确性、可靠性,同时也有利于为基层台站提供参考。 展开更多
关键词 超声风速仪 直路开口风洞 标准不确定度分析 计量检定
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一种用于测量高层大气风场的新型地基Fabry-Perot干涉仪 被引量：2
12
作者 王后茂 王咏梅 +1 位作者 付建国 张仲谋 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期352-357,共6页
地表海拔大约250 km高度处大气非常稀薄,目前被动光学观测是该层风场探测最有效手段.Fabry-Perot干涉仪(FPI)由于具有较高能量利用率及光谱分辨率等特点,是该层大气最有效的地基风场探测仪器之一.基于采用光路缩束系统及滤光片后置(标... 地表海拔大约250 km高度处大气非常稀薄,目前被动光学观测是该层风场探测最有效手段.Fabry-Perot干涉仪(FPI)由于具有较高能量利用率及光谱分辨率等特点,是该层大气最有效的地基风场探测仪器之一.基于采用光路缩束系统及滤光片后置(标准具之后)方法研制的小型化FPI,2014年分别在河北廊坊(39.40°N,116.65°E)和山西岢岚(38.71°N,111.58°E)进行了地基观测试验,将观测数据与反演算法相结合得到高层大气风场数据,并将数据结果与美国大气研究中心两台FPI的风场数据进行了比较研究,在气辉整体辐射较弱的情况下得到岢岚站的风速平均反演偏差为11.8 m·s^(-1). 展开更多
关键词 Fabry-Perot干涉仪(FPI) 高层大气风场 地基观测 630.0 nm夜气辉
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用“三重制约法”研究三类测风仪的误差 被引量：5
13
作者 戴铁丕 魏文遂 +1 位作者 王振会 张铁岩 《气象》 CSCD 北大核心 1989年第4期45-47,共3页
本文采用“三重制约法”研究LSFH(螺旋桨)、EL(电接)、Dyne(达因)三类测风仪的误差标准差。结果表明:LSFH型测风仪误差准标差最小,仅为0.05—0.12之间;Dyne测风仪误差标准羞最大,其值为0.34;EL型测风仪误差标准差在0.16—0.23之间。
关键词 测风仪 类型 误差 三重制约法
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两种二维超声波风向风速传感器校准对比评估
14
作者 陈亮 黄斌 +2 位作者 崔学林 郑鹏斌 匡昌武 《气象水文海洋仪器》 2025年第3期60-63,共4页
为了评估二维超声波风向风速传感器的性能,需要使用70 m/s风速计量检定系统对其进行校准。研究选取了常用的正交型和反射型两种二维超声波风向风速传感器,设计相应的固定结构件和线缆,同时读取标准器和传感器的实测数据,完成校准工作。... 为了评估二维超声波风向风速传感器的性能,需要使用70 m/s风速计量检定系统对其进行校准。研究选取了常用的正交型和反射型两种二维超声波风向风速传感器,设计相应的固定结构件和线缆,同时读取标准器和传感器的实测数据,完成校准工作。通过分析两种二维超声波风向风速传感器的校准结果,发现校准结果均合格,但正交型风速和风速方向特性的校准结果更为稳定。研究结果为正交型和反射型二维超声波风向风速传感器的业务化运行提供了依据。 展开更多
关键词 二维超声风传感器 70 m/s风速计量检定系统 校准
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三维超声风速仪测量近地面湍流谱及C_n^2的初步研究 被引量：5
15
作者 朱行听 吴晓庆 李多扬 《大气与环境光学学报》 CAS 2012年第1期6-12,共7页
采用2011年1月在合肥地区复杂下垫面上使用超声风速计测得的风速三分量和温度分湍流实验观测数据,计算分析了合肥地区冬季的不同稳定度条件下的湍流谱特征。并和其他实验进行对比,得到了湍流特征量在不同稳定度下能量谱的曲线拟合公式... 采用2011年1月在合肥地区复杂下垫面上使用超声风速计测得的风速三分量和温度分湍流实验观测数据,计算分析了合肥地区冬季的不同稳定度条件下的湍流谱特征。并和其他实验进行对比,得到了湍流特征量在不同稳定度下能量谱的曲线拟合公式以及谱峰的位置变化情况,温度谱尾部上翘的现象。另外,比对了超声风速计和温度脉动仪(即单点和双点温度测量法)测得的C_n^2,发现二者符合较好。 展开更多
关键词 湍流 功率谱 超声风速计 折射率结构常数
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Galion激光测风雷达探测性能分析 被引量：4
16
作者 罗红艳 张庆 +2 位作者 朱蓉 卢超 贺园园 《气象科技》 2023年第2期167-174,共8页
Galion激光雷达是应用第二代技术的激光雷达设备,具备对全天空、全角度的扫描能力,目前是市场上唯一的三维扫描设备。本文利用深圳356 m梯度塔与锡林浩特100 m梯度塔的观测数据分析了Galion激光雷达的探测性能,并得出以下结论:PPI模式下... Galion激光雷达是应用第二代技术的激光雷达设备,具备对全天空、全角度的扫描能力,目前是市场上唯一的三维扫描设备。本文利用深圳356 m梯度塔与锡林浩特100 m梯度塔的观测数据分析了Galion激光雷达的探测性能,并得出以下结论:PPI模式下,深圳激光雷达与测风塔测得风速相关系数为0.85,风向相关系数为0.9;锡林浩特激光雷达与测风塔测得风速相关系数为0.9,风向相关系数为0.95;此外,雷达在各个角度探测的结果相关性都较好,说明激光雷达在PPI模式下具有很好的探测性能。 展开更多
关键词 Galion激光雷达 梯度塔 PPI 风速 风向
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不同季节天气条件下风廓线雷达测风精度分析 被引量：6
17
作者 涂治招 汪学渊 +2 位作者 江彩英 孙麒龙 肖励 《气象与环境科学》 2020年第2期100-108,共9页
采用建瓯风廓线雷达(CFL-06)观测资料,分析不同季节天气条件下风廓线雷达的测风精度,同时还选取了永安风廓线雷达(CFL-03)数据进行了对比分析。结果表明,四个季节在探测高度低于4 km时,获得的对称波束水平风分量差值的平均值很小,且小于... 采用建瓯风廓线雷达(CFL-06)观测资料,分析不同季节天气条件下风廓线雷达的测风精度,同时还选取了永安风廓线雷达(CFL-03)数据进行了对比分析。结果表明,四个季节在探测高度低于4 km时,获得的对称波束水平风分量差值的平均值很小,且小于0.5 m·s^-1,标准差值也比较一致,且小于10 m·s^-1,探测精度均较好。当探测高度超过4 km后,春、冬两季对称波束水平风分量差值的平均值和标准差值开始增大,在7.1 km高度平均值和标准差值达到最大,分别为9 m·s^-1和28 m·s^-1,夏、秋两季探测精度高于春、冬两季的。在探测高度低于4 km时,不同季节4种方法计算的垂直速度基本一致,以春季大气最为均匀,其次是冬季的,夏、秋两季的最差。在探测高度超过5 km后,春、冬两季4种方法计算的垂直速度偏差增加较快,最大分别为0.9 m·s^-1和1.0 m·s^-1,夏季4种方法计算的垂直速度偏差较小。夏、冬季水平风向和风速测量精度优于春、秋两季的,秋季测量精度最低,水平风速标准差值在0.0~1.5 m·s^-1和水平风向标准差值在0~15°范围内所占比例分别只有51.6%和54.0%。总的来说,风向和风速测量精度普遍不高,需要进一步改进算法,减少计算误差,提高探测性能。 展开更多
关键词 风廓线雷达 季节 测风 精度
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风脉动数据采集系统的全自动化 被引量：1
18
作者 冯广泓 张武 +1 位作者 苗玉芝 张文煜 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1994年第4期157-160,共4页
本文从环境研究工作的实际情况出发，阐述了风脉动数据采集系统的自动控制及应用。
关键词 数据采集 风向风速仪 自动化 风脉动
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极地冻雨环境下螺旋桨式风传感器改进技术初探 被引量：1
19
作者 文强 梁曦 +2 位作者 丁明虎 杨志彪 王超然 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2020年第2期38-45,共8页
在平行轴螺旋桨式风传感器的基础上,制作一个安装于螺旋桨式风传感器风速轴组件上的防冻雨装置,通过这种技术改进,使得改造后的风传感器能在冻雨天气下正常观测,并在中国南极长城站开展了现场试验。通过数据检验分析,改造后的风传感器... 在平行轴螺旋桨式风传感器的基础上,制作一个安装于螺旋桨式风传感器风速轴组件上的防冻雨装置,通过这种技术改进,使得改造后的风传感器能在冻雨天气下正常观测,并在中国南极长城站开展了现场试验。通过数据检验分析,改造后的风传感器可有效提升数据可用率,提升了观测连续性,减少了人力劳动。本改进技术对极地地区、我国贵州省等冻雨灾害多发地区的气象观测具有重要意义。 展开更多
关键词 极地 南极长城站 螺旋桨式风传感器 冻雨 改进
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微机型超声瞬时风速风谱测量系统 被引量：6
20
作者 杨杰 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1999年第6期89-93,共5页
介绍一种微机型超声瞬时风速风谱测量系统。该系统发挥无惯性检测的优势,结合计算机技术,完成瞬时风速和阵风风速谱的测量,从更高层次上揭示自然风的特性。经过风洞鉴定及强台风野外实测考验证明,该系统具有精度高、频响快、工作可靠等... 介绍一种微机型超声瞬时风速风谱测量系统。该系统发挥无惯性检测的优势,结合计算机技术,完成瞬时风速和阵风风速谱的测量,从更高层次上揭示自然风的特性。经过风洞鉴定及强台风野外实测考验证明,该系统具有精度高、频响快、工作可靠等特点。 展开更多
关键词 瞬时风速 阵风风速谱 超声测风 风速测量 微机
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