風向的測量

由于地面摩擦力的影響，在地面附近風隨高度有顯著的變化，因此，我國氣象部門統(tǒng)一規(guī)定，地面風向風速儀的安裝高度為離地面10米高處。這就使得在全國各地氣象臺站觀測的風向風速有可比性。

風向指風的來向，可以通過說在觀測場中鐵桿頂部的風向標來觀測。風向標通常由水平桿、水平支撐軸和尾翼3部分組成。整個風向標可以繞垂直軸隨風向自由擺動，其尾翼總是朝著風的去向，風向標總是指著風的來向。觀測人員可站在風向標下觀測風向，也可以通過電纜將風向在記錄器上顯示出來。

風向的測量單位，我們用方位來表示。如陸地上，一般用16個方位表示，海上多用36個方位表示；在高空則用角度表示。用角度表示風向，是把圓周分成360度，北風（N）是0度（即360度），東風（E）是90度，南風（S）是180度，西風（W）是270度，其余的風向都可以由此計算出來。

為了表示某個方向的風出現(xiàn)的頻率，通常用風向頻率這個量，它是指1年（月）內(nèi)某方向風出現(xiàn)的次數(shù)和各方向風出現(xiàn)的總次數(shù)的百分比，即風向頻率＝某風向出現(xiàn)次數(shù)／風向的總觀測次數(shù)×100％由計算出來的風向頻率，可以知道某一地區(qū)哪種風向比較多，哪種風向最少。根據(jù)觀測發(fā)現(xiàn)，我國華北、長江流域、華南及沿海地區(qū)的冬季多刮偏北風（北風、東北風、西北風），夏季多刮偏南風（南風、東南風、西南風）。

測定風向的儀器之一為風向標，它一般離地面10～12米高，如果附近有障礙物，其安置高度至少要高出障礙物6米以上，并且指北的短棒要正對北方。風向箭頭指在哪個方向，就表示當時刮什么方向的風。測風器上還有一塊長方形的風壓板（重型的重800克，輕型的重200克），風壓板旁邊裝一個弧形框子，框上有長短齒。風壓板揚起所過長短齒的數(shù)目，表示風力大小。

風力等級的測定

在氣象臺站發(fā)布的天氣預(yù)報中，我們常會聽到這樣的說法：風向北轉(zhuǎn)南，風力2到3級。這里的“級”是表示風速大小的。

風速就是風的前進速度。相鄰兩地間的氣壓差愈大，空氣流動越快，風速越大，風的力量自然也就大。所以通常都是以風力來表示風的大小。風速的單位用多少米／秒或多少千米／時來表示。而發(fā)布天氣預(yù)報時，大都用得是風力等級。

風力的級數(shù)是怎樣定出來的呢？

1000多年以前的我國唐代，人們除了記載晴陰雨雪等天氣現(xiàn)象之外，也有了對風力大小的測定。唐朝初期還沒有發(fā)明測定風速的精確儀器，但那時已能根據(jù)風對物體征狀，計算出風的移動速度并訂出風力等級。李淳風的《現(xiàn)象玩占》里就有這樣的記載：“動葉十里，鳴條百里，搖枝二百里，落葉三百里，折小枝四百里，折大枝五百里，走石千里，拔大根三千里。”這就是根據(jù)風對樹產(chǎn)生的作用來估計風的速度，“動葉十里”就是說樹葉微微飄動，風的速度就是日行十里；“鳴條”就是樹葉沙沙作響，這時的風速是日行百里。另外，還根據(jù)樹的征狀定出來的一些風級，如《乙已占》中所說，“一級動葉，二級鳴條，三級搖枝，四級墜葉，五級折小枝，六級折大枝，七級折木，飛沙石，八級拔大樹及根”。這8級風，再加上“無風”、“和風”（風來時清涼，溫和，塵埃不起，叫和風）2個級，可合10級。這些風的等級與國外傳入的等級相比較，相差不大。這可以說是世界上最早的風力等級。

200多年以前，風力大小仍沒有測量的儀器，也沒有統(tǒng)一規(guī)定，各國都按自己的方法來表示。當時英國有一個叫蒲福的人，他仔細觀察了陸地和海洋上各種物體在大小不同的風里的情況，積累了50年的經(jīng)驗，才在1805年把風劃成了13個等級。后來，又經(jīng)過研究補充，才把原來的說明解釋得更清楚了，并且增添了每級風的速度，便成了現(xiàn)在預(yù)報風力的“行話”。有些地方還把風力等級的內(nèi)容編成了歌謠，以便記憶：

零級無風炊煙上；一級軟風煙稍斜；

二級輕風樹葉響；三級微風樹枝晃；

四級和風灰塵起；五級清風水起波；

六級強風大樹搖；七級疾風步難行；

八級大風樹枝折；九級烈風煙囪毀；

十級狂風樹根拔；

十一級暴風陸罕見；

十二級颶風浪滔天。

風速是風在每秒鐘內(nèi)所移動的距離，其口訣是“從一直到幾，乘2各級有”。意思是：從一級到九級風，各級分別乘2，就大致可得出該風的最大速度。譬如一級風的最大速度是2米／秒，2級風是4米／秒，3級風是6米／秒……依此類推。各級風之間還有過渡數(shù)字，比如一級風是1～2米／秒，2級風是2～4米／秒，3級風是4～6米／秒，諸此類推。

其實，在自然界，風力有時是會超過12級的。像強臺風中心的風力，或龍卷風的風力，都可能比12級大得多，只是12級以上的大風比較少見，一般就不具體規(guī)定級數(shù)了。

為了更準確地測量風力大小，人們在野外常用輕便風速表測風。

這種輕便風速表，一般由感應(yīng)部分和計數(shù)器所組成。感應(yīng)部分由3個風杯（也有4個風杯）裝于十字架上，風杯在軸承上可以自由轉(zhuǎn)動，外用小框保護風杯。中軸下部與計數(shù)器相接，風杯轉(zhuǎn)動，也使計數(shù)器隨之轉(zhuǎn)動。所以計數(shù)器是記錄風杯轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)的。計數(shù)器通常有2個或3個記數(shù)盤，大指針指示個位和十位數(shù)，兩個小記數(shù)盤上的指針分別指示百位數(shù)和個位數(shù)。儀器的下部有一開關(guān)（啟動桿），將它推上去，可使計數(shù)器與感應(yīng)部分接合，計數(shù)器開始工作。把啟動桿拉下來計數(shù)器則與感應(yīng)部分離開，計數(shù)器停止工作。當儀器置于高處，用手直接開動不便時，可用小繩連接開關(guān)。觀測時拉動小繩即可啟閉。輕便風速表一般安置在四周開闊、無高大障礙物的地方，表身垂直。觀測前關(guān)閉開關(guān)，記下指針的示數(shù)。等一兩分鐘后，打開開關(guān)，同時開動秒表記錄時間。此時，觀測員迅速離開風速表，站在儀器的下風方向。開動儀器后將近100秒鐘時，觀測員迅速走近儀器，在正100秒時關(guān)閉開關(guān)，記下第二次指針示數(shù)。根據(jù)前后兩次讀數(shù)算出其差數(shù)，此差數(shù)表示風速表指針在觀測時間內(nèi)所走的刻度數(shù)，記入記錄表內(nèi)。將此差數(shù)除以觀測時間，就得出風速表每秒鐘內(nèi)所走的刻度數(shù)，取一位小數(shù)。再根據(jù)每秒所走的刻度數(shù)，從該風速表的檢定證上查出平均風速（單位：米／秒），取一位小數(shù)。

最好連續(xù)觀測2次，取其平均值，以消除儀器本身及人為的誤差。

有些輕便的測風器，除具有上面講的風速表的構(gòu)造性能外，還在軸上裝有風向標，用以指示風向，稱為風速風向儀。