風向風速儀異常現象的表現及處理方法
來源： http://98fo.cn/ 類別：實用技術 更新時間：2013-04-19 閱讀次
【本資訊由中國糧油儀器網提供】 由you於yu風feng向xiang風feng速su儀yi投tou入ru使shi用yong時shi間jian還hai不bu長chang，儀yi器qi設she備bei也ye不bu夠gou十shi分fen穩wen定ding，一yi些xie特te別bie異yi常chang的de現xian象xiang屢lv有you發fa生sheng。這zhe些xie特te別bie異yi常chang記ji錄lu的de處chu理li，隻zhi能neng靠kao質zhi量liang控kong製zhi人ren員yuan依yi經jing驗yan進jin行xing分fen析xi判pan斷duan，采cai取qu合he理li的de處chu理li方fang法fa，保bao持chi資zi料liao序xu列lie完wan整zheng及ji統tong計ji結jie果guo符fu合he實shi際ji。下xia麵mian筆bi者zhe以yi江jiang西xi省sheng近jin年nian來lai測ce風feng儀yi器qi出chu現xian的de特te別bie異yi常chang現xian象xiang及ji其qi處chu理li為wei例li進jin行xing闡chan述shu，以yi期qi對dui從cong事shi相xiang關guan工gong作zuo的de同tong仁ren有you所suo借jie鑒jian。
1 風向風速儀測風特別異常現象的表現
1.1 測風記錄中從未出現過靜風
江西省贛州市贛縣氣象站(區站號57993)從2004年風向風速儀安裝運行以來，一直沒有出現靜風記錄(即PPC000、PPC001、PPC002)。
1.2 風向記錄缺少
8個方位江西省東鄉縣氣象站(區站號58618)2008-02-08―2008-06-03風向記錄缺少了從南至北西北方向(即S-NNW方位，角度為180°~360°)，石城縣氣象站(區站號58814)2008-08-28―2008-11-08風向記錄也缺少從南至北西北方向，直接造成東鄉站5個月、石城站4個月2min風、10min風、最大風、極大風等多項記錄受影響。
1.3 風速係統性偏小
江西省星子縣氣象站(區站號58514)2008-08-19T2:00―2008-09-10T16:00，自動站1min風速、2min風速、10min風速均在0.5~0.7m/s之間，最大風風速及極大風速均在2.0m/s左右。
1.4 極大風速記錄在一個月中連續19天相同
江西省贛州市氣象局(區站號58900)2007-12-21―30極大風風速均為5.2m/s且出現的時間均在20:00-24:00之間，2008-10有19天極大風為6.3m/s，時間絕大多數出現在晚上。
2 風向風速儀測風特別異常現象的原因分析
2.1 測風記錄中從未出現過靜風的原因分析
通過3條途徑仔細分析，確認了此種情況屬特別異常。一是查閱了全省2005―2007年的月地麵數據文件(即A文件)的2min風、10min風以及月分鍾數據文件(即J文件)，發現全省其它台站均有靜風記錄，就連廬山站(30a整編年平均風速4.5m/s，年平均大風日數100d)也有靜風記錄。二是查閱了該站以前多年以及雙軌、單軌運行期間的人工觀測記錄，發現有靜風記錄。三是2008年曆史罕見的雨雪冰凍天氣期間，該站1月26-27日風速傳感器被凍結，按理凍結期間風速應為0，但風向風速儀分鍾風記錄顯示從27日04:00―09:06均為0.3m/s。
2.2 風向缺少8個方向的原因分析
石城、東鄉兩站的風儀器均為EL15型風傳感器。根據風向傳感器工作原理[2]，EL15-2D風向傳感器由風向標部件、內裝風向碼信號發生器的殼體及信號輸出插座組成，風向標轉軸連接一個由7位格雷碼盤和紅外發光二極管、光敏管組成的風向信號發生器。一組紅外發光二極管和光敏管對正1個格雷碼的碼道，7組紅外發光二極管和光敏管對正7個格雷碼盤的碼道產生代表風向的7位wei格ge雷lei碼ma，轉zhuan換huan成cheng摸mo擬ni電dian壓ya輸shu出chu。風feng向xiang角jiao度du的de大da小xiao與yu輸shu出chu電dian壓ya的de大da小xiao成cheng遞di增zeng對dui應ying關guan係xi。經jing過guo對dui故gu障zhang期qi間jian及ji之zhi前qian一yi段duan時shi間jian資zi料liao的de分fen析xi，發fa現xian東dong鄉xiang站zhan2月1-3日有雨雪冰凍天氣，風傳感器有凍結情況;石城站8月27日下午13:00及17:00―18:00有雷陣雨天氣。判斷可能的原因是:東鄉站冰凍天氣後，線路滲水或接頭原因造成輸出電壓偏小，風向角度隻能達到0°~175°，故相應的輸出電壓對應為0~1.071V;石城站風感應器遭雷擊或電磁幹擾，風向角度隻能達到0°~175°。
2.3 風速係統性偏小的原因分析
經對比，發現異常時段之前的8月1―18日的2min和10min日平均風速分別為2.2m/s和2.3m/s;異常時段之後的9月11―30日的2min和10min日平均風速均為3.9m/s。該站30a整編資料中8月和9月平均風速分別為3.3m/s和3.8m/s。因此，異常時段的風速記錄比正常風速偏小2/3以上，而且隨著風速增大，偏差也加大。
根據風速傳感器原理可知，風速傳感器由3個鋁材輕質風杯、neizhuangsuifengbeizhouxuanzhuandejieguangpanheguangdianzhuanhuanqideketijixinhaochazuozucheng，fengbeidaidongjieguangpanxuanzhuanerqiegeguangdianzhuanhuanqideguangluchanshengdianmaichongchuan。fengbeizhuansuzaifengsuceliangfanweineiyufengsuyoulianghaodexianxingguanxi，shishuchudemaichongsulvyufengsuchengzhengbi。xingzizhanfengsumaichongpinlvshangbuqu，daozhizhuanhuanchulaixiangyingdefengsujiupianxiao。pandingyichangdeyuanyinkenengshijieguangpanxuanzhuanerqiegeguangdianzhuanhuanqideguanglubuzhengchang。
2.4 極大風速超長時間相同的原因分析
根據前述風速與脈衝頻率成正比關係來分析，可能是係統性幹擾造成，不管極大風速小於或大於6.3m/s，發出的光電脈衝頻率均為相同。
但是，具體的原因還未找到。
3 測風記錄特別異常的處理方法
省級質量控製審核員發現異常現象後，通過業務管理和數據質量控製流程在向省、市氣象局相關管理部門及測站反映情況。對於測風記錄特別異常的處理分兩個層麵進行:一是對測風儀器進行故障排查及修理，二是對特別異常記錄進行處理。
3.1 測風記錄從未出現靜風的處理
測站於2008-03genghuanlefengsuchuanganqi。danshicihouzhijin，rengranmeiyouchuxianjingfengjilu。shifoufengxiangfengsuchuanganqijunyouwenti，huozheshichuanganqiyucaijiqizhijiandechuanshuchuxianyichang?有待設備維護人員進一步檢查確認。
對於異常記錄的處理，暫時在每月的數據文件和年報數據文件(即Y文件)的附加信息作備注:因風傳感器原因本月(年)無靜風。為了保證資料準確性、連續性，比較性，當確認是儀器設備的原因導致風速係統性偏大，那麼就應當及時對該站全部的記錄進行均一性訂正。
3.2 風向缺少8個方位的處理
東鄉站於2008-06-03，石城站於2008-11-07分別更換了風向傳感器，故障隨即消除。
根據風向故障記錄處理規定，10min風向與人工站相差較大的用人工EL自記10minfengjiludaiti。weilegeiyichangjiludechulizhaodaotuoshanfangfa，jinzuidakenengliyongziliao，jingguoduishichengzhantidaifengxiangyuzidongzhanyuanshifengxiangduibifenxi，faxianerzhezhijiancunzaizheyiN-S為軸的對應關係，NNW未出現時有95%以上是與NE-NNE相對應，SSW未出現時有98%以上是與SE-SSE相對應;即偏西南風相對應偏東南風，偏西北風相對偏東北風。考慮到還未找到這種對應關係的理論根據，因此除10min風向之外，2min風風向、最大風風向及極大風風向暫維持原記錄，以上記錄均在附加信息備注欄中注明。
3.3 風速係統性偏小的處理
測站於2008-09-10genghuanlefengsuchuanganqi，yichangxianxiangxiaoshi。cizhongqingkuangxiadejilumeiyoudaibiaoxing，bukeyong，anchangguichulifangfayinggaizuoquecechulibingzaibeizhulanzhuming。dankaolvdaosuizhezidongzhanyiqideyingjian、軟件的不斷完善，將來找到此問題的原因並對相應的異常記錄作更合理的訂正，供科研、預報服務等領域使用，所以暫維持原記錄並在附加信息備注欄中注明。
3.4 極大風速記錄在1個月中連續19天相同的處理
由於月平均風速與曆年相當，在目前沒找清楚問題原因之前，暫維持原記錄，儀器也暫時不予更換，並在備注注明：本月極大風風速6.3m/s，並連續19天出現相同極值。
4 結論
對風向風速儀測風特別異常記錄，隻能依靠數據質量審核員結合儀器設備原理、數據質量控製原則方法和工作經驗，具體情況具體分析處理。對於最小風速不為零的現象，更換風速傳感器，保留測風記錄並備注；對於風向缺少方位的現象，更換風向傳感器，盡管在測風記錄中找到了一些規律，但由於缺少理論依據，繼續保留測風記錄並備注;duiyufengsuyanzhongpianxiaodexianxiang，genghuanfengsuchuanganqi，cefengjiluanchangguiyingzuoquecechuli，dankaolvdaosuizheruanyingjiandebuduanwanshan，gaijilukenenghaiyouliyongjiazhi，suoyizanshiweichibingbeizhu;對於極大風速連續19天相同的現象，由於還沒有找到原因，故暫時不換儀器，記錄也保留，備注欄說明。
1 風向風速儀測風特別異常現象的表現
1.1 測風記錄中從未出現過靜風
江西省贛州市贛縣氣象站(區站號57993)從2004年風向風速儀安裝運行以來，一直沒有出現靜風記錄(即PPC000、PPC001、PPC002)。
1.2 風向記錄缺少
8個方位江西省東鄉縣氣象站(區站號58618)2008-02-08―2008-06-03風向記錄缺少了從南至北西北方向(即S-NNW方位，角度為180°~360°)，石城縣氣象站(區站號58814)2008-08-28―2008-11-08風向記錄也缺少從南至北西北方向，直接造成東鄉站5個月、石城站4個月2min風、10min風、最大風、極大風等多項記錄受影響。
1.3 風速係統性偏小
江西省星子縣氣象站(區站號58514)2008-08-19T2:00―2008-09-10T16:00，自動站1min風速、2min風速、10min風速均在0.5~0.7m/s之間，最大風風速及極大風速均在2.0m/s左右。
1.4 極大風速記錄在一個月中連續19天相同
江西省贛州市氣象局(區站號58900)2007-12-21―30極大風風速均為5.2m/s且出現的時間均在20:00-24:00之間，2008-10有19天極大風為6.3m/s，時間絕大多數出現在晚上。
2 風向風速儀測風特別異常現象的原因分析
2.1 測風記錄中從未出現過靜風的原因分析
通過3條途徑仔細分析，確認了此種情況屬特別異常。一是查閱了全省2005―2007年的月地麵數據文件(即A文件)的2min風、10min風以及月分鍾數據文件(即J文件)，發現全省其它台站均有靜風記錄，就連廬山站(30a整編年平均風速4.5m/s，年平均大風日數100d)也有靜風記錄。二是查閱了該站以前多年以及雙軌、單軌運行期間的人工觀測記錄，發現有靜風記錄。三是2008年曆史罕見的雨雪冰凍天氣期間，該站1月26-27日風速傳感器被凍結，按理凍結期間風速應為0，但風向風速儀分鍾風記錄顯示從27日04:00―09:06均為0.3m/s。
2.2 風向缺少8個方向的原因分析
石城、東鄉兩站的風儀器均為EL15型風傳感器。根據風向傳感器工作原理[2]，EL15-2D風向傳感器由風向標部件、內裝風向碼信號發生器的殼體及信號輸出插座組成，風向標轉軸連接一個由7位格雷碼盤和紅外發光二極管、光敏管組成的風向信號發生器。一組紅外發光二極管和光敏管對正1個格雷碼的碼道，7組紅外發光二極管和光敏管對正7個格雷碼盤的碼道產生代表風向的7位wei格ge雷lei碼ma，轉zhuan換huan成cheng摸mo擬ni電dian壓ya輸shu出chu。風feng向xiang角jiao度du的de大da小xiao與yu輸shu出chu電dian壓ya的de大da小xiao成cheng遞di增zeng對dui應ying關guan係xi。經jing過guo對dui故gu障zhang期qi間jian及ji之zhi前qian一yi段duan時shi間jian資zi料liao的de分fen析xi，發fa現xian東dong鄉xiang站zhan2月1-3日有雨雪冰凍天氣，風傳感器有凍結情況;石城站8月27日下午13:00及17:00―18:00有雷陣雨天氣。判斷可能的原因是:東鄉站冰凍天氣後，線路滲水或接頭原因造成輸出電壓偏小，風向角度隻能達到0°~175°，故相應的輸出電壓對應為0~1.071V;石城站風感應器遭雷擊或電磁幹擾，風向角度隻能達到0°~175°。
2.3 風速係統性偏小的原因分析
經對比，發現異常時段之前的8月1―18日的2min和10min日平均風速分別為2.2m/s和2.3m/s;異常時段之後的9月11―30日的2min和10min日平均風速均為3.9m/s。該站30a整編資料中8月和9月平均風速分別為3.3m/s和3.8m/s。因此，異常時段的風速記錄比正常風速偏小2/3以上，而且隨著風速增大，偏差也加大。
根據風速傳感器原理可知，風速傳感器由3個鋁材輕質風杯、neizhuangsuifengbeizhouxuanzhuandejieguangpanheguangdianzhuanhuanqideketijixinhaochazuozucheng，fengbeidaidongjieguangpanxuanzhuanerqiegeguangdianzhuanhuanqideguangluchanshengdianmaichongchuan。fengbeizhuansuzaifengsuceliangfanweineiyufengsuyoulianghaodexianxingguanxi，shishuchudemaichongsulvyufengsuchengzhengbi。xingzizhanfengsumaichongpinlvshangbuqu，daozhizhuanhuanchulaixiangyingdefengsujiupianxiao。pandingyichangdeyuanyinkenengshijieguangpanxuanzhuanerqiegeguangdianzhuanhuanqideguanglubuzhengchang。
2.4 極大風速超長時間相同的原因分析
根據前述風速與脈衝頻率成正比關係來分析，可能是係統性幹擾造成，不管極大風速小於或大於6.3m/s，發出的光電脈衝頻率均為相同。
但是，具體的原因還未找到。
3 測風記錄特別異常的處理方法
省級質量控製審核員發現異常現象後，通過業務管理和數據質量控製流程在向省、市氣象局相關管理部門及測站反映情況。對於測風記錄特別異常的處理分兩個層麵進行:一是對測風儀器進行故障排查及修理，二是對特別異常記錄進行處理。
3.1 測風記錄從未出現靜風的處理
測站於2008-03genghuanlefengsuchuanganqi。danshicihouzhijin，rengranmeiyouchuxianjingfengjilu。shifoufengxiangfengsuchuanganqijunyouwenti，huozheshichuanganqiyucaijiqizhijiandechuanshuchuxianyichang?有待設備維護人員進一步檢查確認。
對於異常記錄的處理，暫時在每月的數據文件和年報數據文件(即Y文件)的附加信息作備注:因風傳感器原因本月(年)無靜風。為了保證資料準確性、連續性，比較性，當確認是儀器設備的原因導致風速係統性偏大，那麼就應當及時對該站全部的記錄進行均一性訂正。
3.2 風向缺少8個方位的處理
東鄉站於2008-06-03，石城站於2008-11-07分別更換了風向傳感器，故障隨即消除。
根據風向故障記錄處理規定，10min風向與人工站相差較大的用人工EL自記10minfengjiludaiti。weilegeiyichangjiludechulizhaodaotuoshanfangfa，jinzuidakenengliyongziliao，jingguoduishichengzhantidaifengxiangyuzidongzhanyuanshifengxiangduibifenxi，faxianerzhezhijiancunzaizheyiN-S為軸的對應關係，NNW未出現時有95%以上是與NE-NNE相對應，SSW未出現時有98%以上是與SE-SSE相對應;即偏西南風相對應偏東南風，偏西北風相對偏東北風。考慮到還未找到這種對應關係的理論根據，因此除10min風向之外，2min風風向、最大風風向及極大風風向暫維持原記錄，以上記錄均在附加信息備注欄中注明。
3.3 風速係統性偏小的處理
測站於2008-09-10genghuanlefengsuchuanganqi，yichangxianxiangxiaoshi。cizhongqingkuangxiadejilumeiyoudaibiaoxing，bukeyong，anchangguichulifangfayinggaizuoquecechulibingzaibeizhulanzhuming。dankaolvdaosuizhezidongzhanyiqideyingjian、軟件的不斷完善，將來找到此問題的原因並對相應的異常記錄作更合理的訂正，供科研、預報服務等領域使用，所以暫維持原記錄並在附加信息備注欄中注明。
3.4 極大風速記錄在1個月中連續19天相同的處理
由於月平均風速與曆年相當，在目前沒找清楚問題原因之前，暫維持原記錄，儀器也暫時不予更換，並在備注注明：本月極大風風速6.3m/s，並連續19天出現相同極值。
4 結論
對風向風速儀測風特別異常記錄，隻能依靠數據質量審核員結合儀器設備原理、數據質量控製原則方法和工作經驗，具體情況具體分析處理。對於最小風速不為零的現象，更換風速傳感器，保留測風記錄並備注；對於風向缺少方位的現象，更換風向傳感器，盡管在測風記錄中找到了一些規律，但由於缺少理論依據，繼續保留測風記錄並備注;duiyufengsuyanzhongpianxiaodexianxiang，genghuanfengsuchuanganqi，cefengjiluanchangguiyingzuoquecechuli，dankaolvdaosuizheruanyingjiandebuduanwanshan，gaijilukenenghaiyouliyongjiazhi，suoyizanshiweichibingbeizhu;對於極大風速連續19天相同的現象，由於還沒有找到原因，故暫時不換儀器，記錄也保留，備注欄說明。
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