Design and Data Analysis of a New Type of Antifreezing Cup-Type Wind Velocity Sensor

In most areas of China, affected by the environment of low temperature and high humidity, the wind speed sensor and wind direction sensor are frozen and cannot output data in autumn, winter or the alternation of winter and spring. In order to solve the freezing situation of the wind sensor, this paper designs a new type of antifreeze wind speed sensor. After meteorology performance testing and field observation tests, the correlation coefficient of the observation data is demonstrated, and the data curve is fitted. The result shows the sensor is stable, and has a good antifreeze effect, the data output is reliable.

气象观测场在汽车试验场中的应用研究

汽车试验场作为汽车开展道路测试的重要场所,用于验证汽车产品的品质以及可靠性。除了场地道路外,气象条件作为汽车道路测试的重要一环,在《GB/T12534-1990汽车道路试验方法通则》中也有明确要求,如:试验时应是无雨无雾天气,相对湿度小于95%,气温0-40℃,风速不大于3m/s。同时气象条件也作为试验场道路管控的重要依据,实时风速、雨量、能见度等信息为场地管理者发布限速、限行、封场等通知提供必要参考依据,直接影响道路测试安全管控的及时性。因此,文章从气象观测场的建设、气象服务、异常天气道路管控等方面开展气象观测场在汽车试验场中的应用研究。

基于非线性拟合的自动气象站风向传感器校准控制研究

风向传感器是自动气象站的重要组成元件,由于其运行数据存在的噪声与缺失问题导致测量误差增加,因此设计基于非线性拟合的自动气象站风向传感器校准控制方法;分析自动气象站风向传感器的组成结构和工作原理,构建自动气象站等效模型;采用循环采集的方式获取风向传感器的实时运行数据,通过滤波、缺失补偿等步骤完成数据预处理;以数据预处理结合为基础,利用非线性拟合技术计算风向传感器误差,通过装设风向传感器校准控制器,完成风向传感器校准控制;实验结果表明,在45 m/s风速下所提方法的平均测量误差分别比实验对比方法低1.27°、0.75°、0.42°,误差变化率有所下降,证明了该方法的自动气象站风向传感器校准控制效果好。

基于改进降噪自编码器和多元时序聚类的海上风电功率预测

针对海上数值天气预报(NWP)精度低、气象因素复杂等特点,提出一种基于改进的双向降噪自编码器(BDAE)和多元时序聚类的短期海上风电功率预测方法。首先,利用Toeplitz矩阵逆协方差聚类(TICC)进行风况相似性分类,即根据30、70、100 m海上NWP风速进行多元序列实时分割与聚类;然后,针对不同风况类型分别建立可提取过去、未来双向有效信息的改进BDAE修正模型,以修正轮毂高度风速的预测误差;最后,基于修正后的轮毂高度风速以及其余NWP数据,利用TICC算法划分气象相似类型,并在此基础上建立对应的海上风电功率预测模型。采用国内某海上风电场数据进行实验验证,结果表明所提方法能提高海上风电功率预测精度,具有一定工程实用价值。

辽宁省中部典型城市臭氧污染特征及影响因素研究

利用2019年辽宁省环境空气质量监测数据及气象观测数据,分析辽宁省臭氧污染特征及臭氧浓度变化的主要影响因素。结果表明:2019年辽宁省营口市臭氧污染相对最重,各城市臭氧浓度表现为春夏交替季污染较重,在5月达到臭氧浓度峰值;沈阳、鞍山、营口、铁岭等中部城市臭氧浓度处于高压后低压前、低压带底及低压前等天气系统控制时,臭氧浓度相对较高;各城市臭氧浓度受气温、风速、风向及相对湿度等因素共同影响,与气温、风速呈正相关,与相对湿度呈负相关,且与气温相关性最高。

基于观测数据的风向传感器故障检测方法设计与应用

当自动气象站观测仪器发生故障或运行性能下降,通常是利用专用设备进行维修和检定,但为安装在十数米或数十米高度的风观测仪器进行日常维护会有较大困难。为提高测风设备的维护能力,提出了基于观测记录的风向传感器故障检测方法。利用全国2009—2011年2420站逐小时极大风速的风向和瞬时风速的风向资料,基于风向传感器的格雷码盘的编码原理,设计了风向传感器格雷码失效故障的检测方法,对全国的风资料进行了质量控制,同时通过模拟格雷码失效后风向变化情况,评估了格雷码失效故障所造成的影响。检测分析结果表明：（1）采用逐时极大风速的风向和瞬时风速的风向资料,司检测格雷码失效故障;（2）格雷码第二至七位出现失效故障的台站在全国所占比例为0.4%~0.8%,格雷码第一位出现失效故障的比例为2.6%;（3）格雷码失效对风向观测数据的质量影响较大,特别是失效格雷码为第四至七位时,甚至会造成风向频率的分布完全失真。

辽宁乡镇天气预报中风和相对湿度及云量的空间插值方法

针对开展乡镇天气预报时对高精度逐日气象要素输入值的需要,以辽宁地区为例,在乡镇预报前期研究成果的基础上,选用距离权重反比法作为基本方法,综合考虑海拔高度,建立风向、风速、相对湿度和云量历史资料库。结果表明:风速、相对湿度可由经度和纬度求算权重,然后采用海拔高度订正插值误差最小;风向和云量可由经度、纬度和海拔高度求算空间距离,确定权重插值误差最小。

淖毛湖地区与我国北方沙尘暴天气的关系

新疆淖毛湖气象站位于东天山与阿尔泰山之间的峡谷盆地中,多大风和沙尘天气。淖毛湖站与周边邻近站相比,对下游沙尘暴天气监测预警有明显的指示意义。作者在分析了2000年春季淖毛湖地区与我国北方地区沙尘暴天气的关系后认为:处于西北冷空气路径咽喉要道的淖毛湖地区与我国西北中部及内蒙古中西部地区的沙尘暴天气不但有极高的相关关系,而且有明显的先兆反映。其中,淖毛湖地区大风、沙尘暴等天气现象,淖毛湖气象站日最大风速、风速风向的时间变化是预报西北中部、内蒙古中西部等地区沙尘暴天气的重要参考指标。淖毛湖气象站的大风、沙尘等天气与下游地区的沙尘暴天气有较好的对应关系。西北路径冷空气必经之地的淖毛湖,其日最大风速和风向的时间变化,可作为预测我国西北中部、东部和内蒙古中西部等地区沙尘暴天气的指标。事实说明,淖毛湖气象站是监测和预测我国下游地区沙尘暴天气较为理想的上游指标站。

自动气象站风向测量系统现场校准方法改进的探讨

研究了一种现场校准自动气象站风向测量系统的方法,即静态三点测量法。目的在于解决目前对风向示值校准角度覆盖不全,即风向校准区间缺测问题。根据格雷码盘式风向传感器的风向值对应码的编码原理和规律,采用理论分析和实验对比的方式论证该校准方法有效性和可靠性。在对风向测量系统的现场校准中,该方法能够很好的解决现场风向校准的区间缺测问题,并且校准数据准确可靠,在现场实际运用中切实可行。对于现行的室内检定风向示值,也建议采用该方法。

自动气象站风向传感器校准方法改进探讨

为了解决现行自动气象站风向传感器校准方法的不足,通过对自动气象站风向传感器的结构和工作原理的分析,结合其编码原理和规律,指出了现有的几种常见的校准方法各自的弊端,如检定规程和校准规范选取的检测方位存在校准区间缺测（由格雷码状态位故障导致）的现象;静态三点法选取的检测方位不具代表性,无法反映风向传感器的综合计量性能等问题。针对以上问题,提出了两种经过改进的校准方法——“增加特定点法”和“选择8个特定点法”,能有效的解决现行方法存在的问题,为自动气象站风向传感器的校准提供了切实可行的技术保障。

大气环境影响评价中典型气象日的确定及其应用

对某地区多年气象资料进行统计和分析,给出大气环境影响评价中典型气象日的确定方法。结合高架点源影响浓度的实例计算,可以方便地得到典型气象日条件下大气污染物的日平均浓度分布情况,能够更为真实地反映该地区的实际气象条件对大气污染物分布浓度的影响情况。

自动气象站风向、风速故障处理

通过搜集、整理有关自动气象站维修保障的各类技术资料,结合实际保障工作经验,对DYYZII型自动气象站风向、风速故障的处理方法、流程进行了系统的阐述,包括信号处理流程、信号传输环节内各关键件信号的测试方法;故障处理流程及方法。

基于DDD-GMB的低空风切变风速估计方法

当机载气象雷达在非均匀地杂波环境下探测低空风切变时,会遇到杂波协方差矩阵估计不准确问题,从而影响风速的正确估计。针对上述问题,本文提出一种在非均匀地杂波环境下基于直接数据域-广义相邻多波束(Direct data domin-Generalized adjacent multiple-beam,DDD-GMB)的低空风切变风速估计方法。首先,在非均匀地杂波环境下直接对待检测距离单元进行杂波协方差矩阵估计;然后利用空域相邻多波束和时域相邻多普勒通道构造空时降维处理器,在降低系统自由度的同时,也降低了对训练样本数的要求,最后构造代价函数估计得到风速。仿真结果表明,本文方法可以在非均匀地杂波环境下精确的估计风速。

淮河下游初夏小时内降水分级与雷达信息特征

利用淮河下游盐城市多普勒天气雷达和雷达扫描范围内建湖县降水量资料,对2008年6月的6次小时内三等级降水过程进行环流背景和局地雷达信息特征分析,其中对不同等级降水又给出夜雨及午后雨降水日变化分类。在环流背景基础上,通过综合分析对应各级各类降水的多普勒天气雷达降水回波的滤波强度分布特征,以及相应时空的雷达径向风场沿体扫倾斜面的分布结构,归纳出小时内降水量级的动力信息特征。结果表明:在两类主导性天气尺度环流背景下,局地雷达要素空间分布特征为:同等量级降水,夜间的平均回波强度明显弱于白天;上游补充回波范围指示降水连续性质;上游长而强的回波带维持下一小时短时强降水;沿经建湖的局地雷达倾斜体扫半径剖面,径向风的风向风速辐合中心的高度越低,辐合层次越宽厚,对应的降水级别越大;在同等降雨量级中,沿倾斜的体扫半径的局地风速强切变,通过上下动量传递和水汽混合,维持着更强的降水。

自动气象站风向传感器校准方法探讨

针对现行自动气象站风向传感器检定规程中,检测点存在格雷码状态位故障导致区间缺测以及检测角度覆盖不全等问题,文章通过对风向传感器组成结构和工作原理进行分析,给出规程检测点D2~D0状态位的不足,结合传感器编码原理,提出一种改进的校准方法,选取0°、28°、90°、180°、239°、267°作为6个风向校准检测点。该方法已应用于实际工作,对风向传感器的校准具有较好的参考价值。

利用Excel创建雷达图进行风向传感器数据偏差分析

目前的自动气象站风向传感器检定工作只停留在对比示值误差,即:示值误差的最大值不超过±5即为合格。这样的检定方式虽然可以满足目前气象台站的使用要求,但是检定数据却不能形象的反应风向传感器的数据偏差,不利于日后的分析总结。目前也没有一种直观的方式可以表达风向数据偏差情况,针对这种情况,本文提出了一种利用Excel软件创建雷达图,对自动气象站风向传感器数据进行偏差分析的方法。

8位机在气象采集器中计算功能的开发

在自动气象站中,数据采集器的基本功能是将不易检测的气象变量转为易测的电量,进而转为易于计算的数字量。我们主要介绍用51系列8bit单片机开发采集器中的数字量计算功能,这些计算包括适时采样气象参数,对采样参数分类进行平均值计算及定时时间值计算等。这里重点介绍气象中风速风向平均值的计算方法。

自动气象站风向传感器检测诊断软件的设计与实现

文章就自动气象站风向传感器现场校准时存在的问题,开发和设计出风向传感器检测诊断软件。通过对风向传感器的编码原理进行分析,该软件将格雷码输出转化为对应的角度输出,并结合检定规程直观地判定其各方位角是否超差;通过增加两个检测方位,有效地解决格雷码状态位出现故障导致的风向校准区间缺测等问题。为自动气象站风向传感器的现场校准提供了切实可行的技术保障。

虚拟在修正中的应用

研究了野战当中的气象修正问题,在风修正的基础上拓宽到任何修正的计算问题,其应用领域已从陆军延伸到海军以及空军。模型设计合理,并从另一种不同思维下考虑常用的修正问题,加之所引用的坐标系更加简便、通用,为日后其他领域的模型设计提供一种逆向思考的方法,此外,对逆向思维方式的推广起到了一定的作用,促进了思维方式的多样化发展。基于此,还提供了C++语言程序并且在工程实践中已经应用,证明其是可行和可靠的。

基于DSP的气象仪中风向测量的设计

风向反映了大气的水平流向,在可进行气象参数测量的气象仪中它是非常重要的被测对象。DSP因具有数据处理速度快和抗干扰能力强等特点而逐渐取代单片机成为气象仪中进行数据交换、处理和通信的核心,本文研究了基于DSP的气象仪中风向测量的原理和方法。通过研究光电编码器式风向传感器的工作原理和传感器选型,结合DSP系统的硬件设计和软件设计设计出能测量瞬时风向和平均风向的测量系统。经过对设计好的测量系统进行测试,在风向的测量范围,分辨率和精度等方面基本满足野外小型气象仪的要求。