第4章 地面风的测量
风向的测量
由于地面摩擦力的影响，在地面附近风随高度有显著的变化，因此，我国气象部门统一规定，地面风向风速仪的安装高度为离地面10米高处。这就使得在全国各地气象台站观测的风向风速有可比性。
风向指风的来向，可以通过说在观测场中铁杆顶部的风向标来观测。风向标通常由水平杆、水平支撑轴和尾翼3部分组成。整个风向标可以绕垂直轴随风向自由摆动，其尾翼总是朝着风的去向，风向标总是指着风的来向。观测人员可站在风向标下观测风向，也可以通过电缆将风向在记录器上显示出来。
风向的测量单位，我们用方位来表示。如陆地上，一般用16个方位表示，海上多用36个方位表示；在高空则用角度表示。用角度表示风向，是把圆周分成360度，北风（N）是0度（即360度），东风（E）是90度，南风（S）是180度，西风（W）是270度，其余的风向都可以由此计算出来。
为了表示某个方向的风出现的频率，通常用风向频率这个量，它是指1年（月）内某方向风出现的次数和各方向风出现的总次数的百分比，即风向频率＝某风向出现次数／风向的总观测次数×100％由计算出来的风向频率，可以知道某一地区哪种风向比较多，哪种风向最少。根据观测发现，我国华北、长江流域、华南及沿海地区的冬季多刮偏北风（北风、东北风、西北风），夏季多刮偏南风（南风、东南风、西南风）。
测定风向的仪器之一为风向标，它一般离地面10～12米高，如果附近有障碍物，其安置高度至少要高出障碍物6米以上，并且指北的短棒要正对北方。风向箭头指在哪个方向，就表示当时刮什么方向的风。测风器上还有一块长方形的风压板（重型的重800克，轻型的重200克），风压板旁边装一个弧形框子，框上有长短齿。风压板扬起所过长短齿的数目，表示风力大小。
风力等级的测定
在气象台站发布的天气预报中，我们常会听到这样的说法：风向北转南，风力2到3级。这里的“级”是表示风速大小的。
风速就是风的前进速度。相邻两地间的气压差愈大，空气流动越快，风速越大，风的力量自然也就大。所以通常都是以风力来表示风的大小。风速的单位用多少米／秒或多少千米／时来表示。而发布天气预报时，大都用得是风力等级。
风力的级数是怎样定出来的呢？
1000多年以前的我国唐代，人们除了记载晴阴雨雪等天气现象之外，也有了对风力大小的测定。唐朝初期还没有发明测定风速的精确仪器，但那时已能根据风对物体征状，计算出风的移动速度并订出风力等级。李淳风的《现象玩占》里就有这样的记载：“动叶十里，鸣条百里，摇枝二百里，落叶三百里，折小枝四百里，折大枝五百里，走石千里，拔大根三千里。”这就是根据风对树产生的作用来估计风的速度，“动叶十里”就是说树叶微微飘动，风的速度就是日行十里；“鸣条”就是树叶沙沙作响，这时的风速是日行百里。另外，还根据树的征状定出来的一些风级，如《乙已占》中所说，“一级动叶，二级鸣条，三级摇枝，四级坠叶，五级折小枝，六级折大枝，七级折木，飞沙石，八级拔大树及根”。这8级风，再加上“无风”、“和风”（风来时清凉，温和，尘埃不起，叫和风）2个级，可合10级。这些风的等级与国外传入的等级相比较，相差不大。这可以说是世界上最早的风力等级。
200多年以前，风力大小仍没有测量的仪器，也没有统一规定，各国都按自己的方法来表示。当时英国有一个叫蒲福的人，他仔细观察了陆地和海洋上各种物体在大小不同的风里的情况，积累了50年的经验，才在1805年把风划成了13个等级。后来，又经过研究补充，才把原来的说明解释得更清楚了，并且增添了每级风的速度，便成了现在预报风力的“行话”。有些地方还把风力等级的内容编成了歌谣，以便记忆：
零级无风炊烟上；一级软风烟稍斜；
二级轻风树叶响；三级微风树枝晃；
四级和风灰尘起；五级清风水起波；
六级强风大树摇；七级疾风步难行；
八级大风树枝折；九级烈风烟囱毁；
十级狂风树根拔；
十一级暴风陆罕见；
十二级飓风浪滔天。
风速是风在每秒钟内所移动的距离，其口诀是“从一直到几，乘2各级有”。意思是：从一级到九级风，各级分别乘2，就大致可得出该风的最大速度。譬如一级风的最大速度是2米／秒，2级风是4米／秒，3级风是6米／秒……依此类推。各级风之间还有过渡数字，比如一级风是1～2米／秒，2级风是2～4米／秒，3级风是4～6米／秒，诸此类推。
其实，在自然界，风力有时是会超过12级的。像强台风中心的风力，或龙卷风的风力，都可能比12级大得多，只是12级以上的大风比较少见，一般就不具体规定级数了。
为了更准确地测量风力大小，人们在野外常用轻便风速表测风。
这种轻便风速表，一般由感应部分和计数器所组成。感应部分由3个风杯（也有4个风杯）装于十字架上，风杯在轴承上可以自由转动，外用小框保护风杯。中轴下部与计数器相接，风杯转动，也使计数器随之转动。所以计数器是记录风杯转动的转数的。计数器通常有2个或3个记数盘，大指针指示个位和十位数，两个小记数盘上的指针分别指示百位数和个位数。仪器的下部有一开关（启动杆），将它推上去，可使计数器与感应部分接合，计数器开始工作。把启动杆拉下来计数器则与感应部分离开，计数器停止工作。当仪器置于高处，用手直接开动不便时，可用小绳连接开关。观测时拉动小绳即可启闭。轻便风速表一般安置在四周开阔、无高大障碍物的地方，表身垂直。观测前关闭开关，记下指针的示数。等一两分钟后，打开开关，同时开动秒表记录时间。此时，观测员迅速离开风速表，站在仪器的下风方向。开动仪器后将近100秒钟时，观测员迅速走近仪器，在正100秒时关闭开关，记下第二次指针示数。根据前后两次读数算出其差数，此差数表示风速表指针在观测时间内所走的刻度数，记入记录表内。将此差数除以观测时间，就得出风速表每秒钟内所走的刻度数，取一位小数。再根据每秒所走的刻度数，从该风速表的检定证上查出平均风速（单位：米／秒），取一位小数。
最好连续观测2次，取其平均值，以消除仪器本身及人为的误差。
有些轻便的测风器，除具有上面讲的风速表的构造性能外，还在轴上装有风向标，用以指示风向，称为风速风向仪。