Определение скорости и направления ветра

Определять скорость и направление ветра на различных высотах по горизонтальным проекциям радиозонда можно двумя методами: графическим и аналитическим. Определение скорости и направления ветра графическим методомпроизводится с помощью планшета А-30Д.

Планшет А-30Д предназначен для определения скорости и направления ветра графическим методом при ручной обработке радиоветровых наблюдений. Планшет А-30Д состоит из 3-х частей:

1. Металлический круг, у которого справа по окружности нанесены значения вертикальных углов от 0° до 90° или от 0 до 15 д.у. в удвоенном масштабе.

Справа на номограмме нанесены кривые – косинусоиды, построенные по уравнению:

L = D × cos(E) (50),

где  L – горизонтальное удаление радиозонда, D– наклонная дальность, Е – вертикальный угол. Кривые оцифрованы наклонной дальностью (D). (Цифра 5 соответствует наклонной дальности  500 метров,10 – 1000м и т.д.). Косинусоида – это геометрическое место точек горизонтальных удалений, соответствующих определенной наклонной дальности, но различным вертикальным углам.

Слева и внизу нанесена масштабная сетка, размер клетки 2х2 мм, что на местности соответствует 60х60 метров.

2. Подвижный прозрачный круг, по окружности которого нанесены азимуты от 0° до 360° и от 0 до 60 д.у.

3. Подвижная линейка, рабочий край которой проходит через центр планшета.

Все три детали в центре соединены винтом. Центр планшета принимается за место установки РЛС.

Определение скорости и направления ветра с помощью планшета А-30Д производится следующим образом:

1. Координаты радиозонда записывают в книжку КАЭ-3: до 3-х минут через 0,5 минуты, с 3-х до 10 минут – каждую минуту, с 10 до 40 минут - через 2-е минуты, а после 40-й минуты – через 4 минуты. На планшет А-30Д наносят проекцию радиозонда по его координатам: вертикальному углу (Е), азимуту (α), наклонной дальности (D) следующим образом:

· Рабочий край линейки, проходящий через центр круга, подводят к значению вертикального угла в д.у. на металлическом круге.

· Вращая подвижный прозрачный круг, под рабочий край линейки подводят значение азимута.

· В месте пересечения рабочего края линейки с косинусоидой (L=D×cos E), соответствующей наклонной дальности, ставят точку проекции и оцифровывают ее временем. Таким образом, на планшет А-30Д наносят точки 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; и т.д. До 3-х минут точки проекции наносят через 0,5 минуты, с 3-х до 10 минут – каждую минуту, с 10 до 40 минут - через 2-е минуты, а после 40-й минуты – через 4 минуты.

· Если первые точки проекции невозможно нанести на планшет, то масштаб по высоте увеличивают в 2 или 10 раз. Если точки проекции будут выходить за пределы круга, то масштаб по высоте уменьшают в 2 или 10, или 20 раз. При изменении масштаба последнюю точку, нанесенную в прежнем масштабе, обязательно наносят еще раз в новом масштабе.

2. Определяют скорость ветра (f) в атмосфере по проекции радиозонда  следующим образом:

· Вращая подвижный прозрачный круг, располагают две соседние точки проекции на одной линии масштабной сетки и подсчитывают количество клеток (n) в данном отрезке.

·  Если интервал времени между точками проекции составляет 0,5 минуты, т.е. 30 секунд (с 0 до 3-ей минуты), то скорость ветра будет равна удвоенному количеству клеток планшета (2п), т.к.

 (м/с),

где, f – скорость ветра, L – горизонтальное удаление , τ – интервал времени, n – количество клеток в проекции, 60 метров – масштаб одной клетки на местности, 30 секунд – интервал времени.

· Если интервал времени между точками проекции составляет 1минуту (с 3 по 10 минуты), то скорость ветра будет равна количеству клеток в проекции, т.к.  (м/с)

· Если интервал времени между точками проекции составляет 2 минуты (с 10 по 40-ю минуты), то скорость ветра равна количеству клеток проекции деленному на 2, т.к.  (м/с).

· Если интервал времени между точками проекции составляет 4 минуты, то скорость ветра равна количеству клеток проекции деленному на 4, т.к. .

При определении скорости ветра учитывают масштаб нанесения проекции. Если при нанесении проекции радиозонда масштаб по дальности был увеличен, то количество клеток проекции (n) надо уменьшить в такое же количество раз. Если при нанесении проекции масштаб по дальности был уменьшен, то количество клеток проекции (n) надо увеличить в такое же количество раз. (Например, в проекции радиозонда между 10 и 12 минутами количество клеток n = 14,  масштаб проекции не изменялся. Тогда скорость ветра будет 7м/с.

3.  Для определения направления ветра в атмосфере по проекции радиозонда необходимо две соседние точки проекции расположить на одной линии масштабной сетки. Направление ветра в градусах отсчитать по шкале подвижного круга планшета в том месте, где она пересекает диаметр неподвижного круга со стороны меньшей минуты (откуда дует ветер). Значения скорости и направления ветра записать в книжку КАЭ-3.

4. Высоту середины слоя над уровнем моря (Н_ср.у.м)определяют по графику высоты по среднему времени слоя с точностью до 10 метров и записывают в книжку КАЭ-3 на верхний по высоте уровень. (Если слой от 0 до 0,5 минут, то среднее время этого слоя 0,25 минуты. Если слой от 4 до 5 минут, то среднее время этого слоя 4,5 минуты. Если слой от 10 до 12 минут, то среднее время этого слоя 11 минут. Если слой от 40 до 44 минут, то среднее время этого слоя 42 минуты).

5. Высоту середины слоя над поверхностью Земли  (Н_ср.пз) определяют вычитанием высоты станции (Н_ст) из высоты середины слоя над уровнем моря и записывают в книжку КАЭ-3.

Н_ср.пз = Н_ср.ум - Н_ст (51)

Высоту середины слоя над поверхностью Земли определяют до высоты 1 километр.

6. На миллиметровке строятся графики скорости и направления ветра в зависимости от высоты середины слоя над уровнем моря в масштабе М: 1см=2м/с=10°=1км. [f = f(Н_{ср.у м});   d = f(Н_{ср.у м})]. График направления ветра d = f(Н_{ср.у м}) дополнительно строится в увеличенном масштабе М: 1см=10°=200м до 2-х или 3-х километров Графики ветра изображены на рисунке 33.

При автоматизированной обработке  направление и скорость ветра в слоях между минутами определяют аналитическим методом, рассчитывая параметры ветра по формулам с помощью П.К.

7. Скорость и направление ветра на стандартных высотах и изобарических поверхностях определяют по графикам ветра с точностью 1м/с и 1° и записывают в таблицу ТАЭ-3.

При автоматизированной обработке направление и скорость ветра на стандартных высотах и изобарических поверхностях определяют методом линейной интерполяции.