第十章-高空温、湿、压的无线电探空仪探测法课件.ppt

1、1第十章高空温、湿、压的无线电探空仪探测法向卫国210.1 概论概论n大气中个高度上的温度、湿度和气压资大气中个高度上的温度、湿度和气压资料，是研究大气中各种热力、动力过程，料，是研究大气中各种热力、动力过程，以及天气分析和预报的最重要的资料。以及天气分析和预报的最重要的资料。n测量方法有多种：测量方法有多种：n探空气球携带无线电探空仪升空探空气球携带无线电探空仪升空n气象卫星遥感仪器反演气象卫星遥感仪器反演n地基遥测遥感设备探测地基遥测遥感设备探测310.1 概论（续）概论（续）n无线电探空仪是主要方法：无线电探空仪是主要方法：n一是它的资料具有较高的精度和分辨率一是它的资料具有较高的精度和

2、分辨率n二是长期以来形成了较严密的全球探测网，二是长期以来形成了较严密的全球探测网，资料有一定的可比性资料有一定的可比性n费用较低费用较低410.1 概论（续）概论（续）n无线电探空仪介绍：无线电探空仪介绍：n是一种遥测仪器是一种遥测仪器n可以将感应的气象要素值转换为无线电信号，可以将感应的气象要素值转换为无线电信号，不断地向地面接收站发送不断地向地面接收站发送n地面接收机将信号收录、解调、转换和处理地面接收机将信号收录、解调、转换和处理成空中个高度上的温、湿、压探测结果。成空中个高度上的温、湿、压探测结果。5中国制探空仪中国制探空仪6探空仪即将拖放探空仪即将拖放 701雷达待命工作雷达待命工

3、作710.1 概论（续）概论（续）n无线电探空仪的优势：无线电探空仪的优势：n结果精度高结果精度高n实时性强实时性强n操作方便操作方便n几乎不受天气条件限制几乎不受天气条件限制n如配合适当的设备如配合适当的设备(无线电经纬仪或测风追无线电经纬仪或测风追踪雷达踪雷达)，可以同时获得高空风场的资料。，可以同时获得高空风场的资料。810.1 概论（续）概论（续）n无线电探空仪还可以装配各种类型的特无线电探空仪还可以装配各种类型的特种探空仪，例如：种探空仪，例如：n测量臭氧测量臭氧n大气电场大气电场n云内含水量云内含水量n和各种辐射通量的探空仪。和各种辐射通量的探空仪。n按其使用的方式，探空仪有三种装

4、配方按其使用的方式，探空仪有三种装配方式：式：910.1 概论（续）概论（续）(1)常规探空仪常规探空仪n由上升气球携带，升空由上升气球携带，升空3040kmn最长工作时间最长工作时间2hn信号传播距离信号传播距离200kmn气球可携带重量气球可携带重量0.52kgn升逑：升逑：400mminn探测项目：温、湿、压和风。探测项目：温、湿、压和风。1010.1 概论（续）概论（续）(2)定高气球探空仪定高气球探空仪n由定高气球携带，沿等密度线飞行探测，由定高气球携带，沿等密度线飞行探测，可绕地球某个纬度带进行可绕地球某个纬度带进行n工作时间工作时间 数天数天n为节电，常间隔数小时定时发报，地面为

5、节电，常间隔数小时定时发报，地面接收站可设数个，采取接力方式接收接收站可设数个，采取接力方式接收n探测项目：温、湿、压，一些专门项目。探测项目：温、湿、压，一些专门项目。1110.1 概论（续）概论（续）(3)下投式和火箭探空仪下投式和火箭探空仪n多使用飞机、火箭或定高气球将仪器带多使用飞机、火箭或定高气球将仪器带到一定高度，然后将仪器弹射至携带舱到一定高度，然后将仪器弹射至携带舱外，由气球或降落伞携带下落外，由气球或降落伞携带下落n工作距离工作距离 300kmn工作时间工作时间 几个小时几个小时n可由地面站或飞机接收信号可由地面站或飞机接收信号n探测项目：温、湿、压等。探测项目：温、湿、压等

6、。1210.1 概论（续）概论（续）n探空仪使用的探测元件：探空仪使用的探测元件：n与地面常规观测使用的元件相同与地面常规观测使用的元件相同n注意要满足高空探测方面的基本精度要求注意要满足高空探测方面的基本精度要求n探测仪为一次性使用产品：探测仪为一次性使用产品：n力求结构简单、体积小、重量轻，且较坚固力求结构简单、体积小、重量轻，且较坚固n具有一定的防辐射、防云雨沾湿，以及耐高具有一定的防辐射、防云雨沾湿，以及耐高空低温的能力空低温的能力1310.1 概论（续）概论（续）n高空探测的特点：高空探测的特点：n从地面到从地面到3040km的高空，大气中各要素的高空，大气中各要素的值远的值远 大于

7、地面站的年变化范围大于地面站的年变化范围n气压：从气压：从1000hPa到到10hPa以下以下n温度：从温度：从+40到到-60以下以下n相对湿度：相对湿度：0到到100n可见，要满足在全量程范围内的低相对可见，要满足在全量程范围内的低相对误差和绝对误差是较难办到的。误差和绝对误差是较难办到的。1410.1 概论（续）概论（续）n在较短时间在较短时间(1小时小时)，较大升空，较大升空(从地面从地面到高空到高空3040km)的条件下，探测元件的条件下，探测元件必须快速响应飞升各高度的上的气象要必须快速响应飞升各高度的上的气象要素变化素变化n要求探测元件应具有足够小的滞后系数，要求探测元件应具有足

8、够小的滞后系数，包括在高层低密度流量的条件下。包括在高层低密度流量的条件下。1510.1 概论（续）概论（续）n探空仪信号解调之后，需经过一定的关探空仪信号解调之后，需经过一定的关系曲线或拟和公式换算成对应的气象要系曲线或拟和公式换算成对应的气象要素变量，称之为检定关系。素变量，称之为检定关系。n检定结果由厂家进行。检定结果由厂家进行。n使用前只能进行单点，最多两点的基值使用前只能进行单点，最多两点的基值校准。校准。n基值校准合格与否取决于元件的长煳稳基值校准合格与否取决于元件的长煳稳定性。定性。1610.1 概论（续）概论（续）n无线电探空系统由两个大的部分组成：无线电探空系统由两个大的部分

9、组成：n升空装置升空装置(探空仪与气球探空仪与气球)n地面设备地面设备n图图10.1是通用的探空系统框图。是通用的探空系统框图。n探空仪的型号不同其工作原理有所不同。探空仪的型号不同其工作原理有所不同。n探空仪的升空装置由三部分组成：探空仪的升空装置由三部分组成：1710.1 概论（续）概论（续）(1)感应元件感应元件分两类：分两类：n变形元件：即产生一定的变形位移变形元件：即产生一定的变形位移n测温度的双金属片测温度的双金属片n测湿的毛发或肠膜测湿的毛发或肠膜n测气压的空盒测气压的空盒181910.1 概论（续）概论（续）n电于元件：即要素的变化引起元件的电电于元件：即要素的变化引起元件的电

10、学特征量的变化学特征量的变化n温度元件中的热敏电阻和铂电阻温度元件中的热敏电阻和铂电阻n湿度元件中的碳膜湿度片和湿敏电容湿度元件中的碳膜湿度片和湿敏电容n在一些特殊型号的探空仪上，还使用了在一些特殊型号的探空仪上，还使用了比较复杂的测量单元：比较复杂的测量单元：n湿度测量中的露点霜点仪湿度测量中的露点霜点仪n低气压测量用的沸点气压表等低气压测量用的沸点气压表等2010.1 概论（续）概论（续）(2)编码部分编码部分两部分：两部分：n转换开关：用来将温、湿、压感应输出转换开关：用来将温、湿、压感应输出量转换接入编码器中的控制单元。量转换接入编码器中的控制单元。n对升速对升速400mmin的气球，

11、转换周期腑小的气球，转换周期腑小于于15s，保证每个要索相邻的信号在高度保证每个要索相邻的信号在高度上市上市H距小于距小于 100m。n编码器：将原元件输出量转换成某种无编码器：将原元件输出量转换成某种无线电波形式。线电波形式。2110.1 概论（续）概论（续）(3)发射机部分发射机部分n将编码器上的信号进行某种形式的调制将编码器上的信号进行某种形式的调制后向地面发送后向地面发送n调制的方式是：调幅、调频、调相三种调制的方式是：调幅、调频、调相三种n要求发射机的功率达到要求发射机的功率达到500mW，以保，以保证在证在200km距离内能使地面接收到信号。距离内能使地面接收到信号。2210.1

12、概论（续）概论（续）n近近20年来，无线电探空仪的更新工作正在进行：年来，无线电探空仪的更新工作正在进行：n变高频式探空仪：由于通讯干扰，已弃用变高频式探空仪：由于通讯干扰，已弃用n电码式探空仪：由于探测精度和灵敏度不高，只电码式探空仪：由于探测精度和灵敏度不高，只 有少数国家住使用有少数国家住使用n时距式探空仪：只在瑞士制造使用时距式探空仪：只在瑞士制造使用n旧型探空仪只有变频调幅式还有不少国家继续旧型探空仪只有变频调幅式还有不少国家继续使用，并在技术细节上继续予以提高。使用，并在技术细节上继续予以提高。2310.1 概论（续）概论（续）n新探空仪的推广：新探空仪的推广：n在业务上已普篇使用

13、芬兰在业务上已普篇使用芬兰Vaisala公司的公司的RS一一80型型n新型号新型号RS-90型也开始批量生产型也开始批量生产n它的所有探测元件基本上是变电容式，采用它的所有探测元件基本上是变电容式，采用射频射频 调频特制调频特制n美国美国AIR公司生产的公司生产的GPS-700型已是全型已是全数字调频式探空仪。数字调频式探空仪。2410.1 概论（续）概论（续）n引人注目的事件是引人注目的事件是GPS测风技术引入探测风技术引入探空测风体系，目前只有空测风体系，目前只有Vaisala和和AIR公公司生产正式的产品。司生产正式的产品。n但能否规模引入到日常观测系统，正是但能否规模引入到日常观测系统

14、，正是各国专家关注的焦点。各国专家关注的焦点。nGPS测风技术的优势是：系统自动化程测风技术的优势是：系统自动化程度高，地面测站轻便省电。度高，地面测站轻便省电。n缺点是：探空仪售价过高。缺点是：探空仪售价过高。2510.1 概论（续）概论（续）n无线电探空仪的测量单位：无线电探空仪的测量单位：n气压：百帕气压：百帕(hPa)n温度：摄氏度温度：摄氏度()n相对湿度：百分数相对湿度：百分数()n露点温度：摄氏度露点温度：摄氏度()n高度：位势米高度：位势米(gpm)，n1位势米位势米 0.980665动力米动力米2610.1 概论（续）概论（续）n无线电探空仪的测量精度：无线电探空仪的测量精度

15、：n原则：根据探测数据应为大气本身波动原则：根据探测数据应为大气本身波动值的一半，以满足天气分析时对等压面值的一半，以满足天气分析时对等压面高度偏差值的限制。高度偏差值的限制。n世界气象组织提出的精度指标，表世界气象组织提出的精度指标，表10.1n当前实际使用的探空仪离表当前实际使用的探空仪离表10.1的测量的测量精度指标还有很大差距。精度指标还有很大差距。271 0.2 五九型转筒式电码探空五九型转筒式电码探空仪仪n简称简称GZZ型探空仪，是我国使用的常规型探空仪，是我国使用的常规仪器仪器n发射机频率：发射机频率：n一种是一种是24.5MHzn一种是一种是400MHzn使用使用“回答器回答器

16、”，可配合，可配合701二次雷达二次雷达测风。测风。2810.2.1 五九型转筒式电码探五九型转筒式电码探空仪的结构空仪的结构n外形如图外形如图10.2n中间长方形白色纸盒具有良好的防水性和反射中间长方形白色纸盒具有良好的防水性和反射太阳辐射的能力。太阳辐射的能力。n机体机体(见图见图10.3)放在盒中下部：放在盒中下部：n机体支架上放置温度、湿度、气压三个感应器，以机体支架上放置温度、湿度、气压三个感应器，以及微电机及其减速机构和电码筒等及微电机及其减速机构和电码筒等n纸盒上部放置电池及发电机纸盒上部放置电池及发电机n纸盒两侧分别是温度感应器和湿度感应器的铝纸盒两侧分别是温度感应器和湿度感应

17、器的铝质防辐射罩。质防辐射罩。2910.2.1 五九型转筒式电码探五九型转筒式电码探空仪的结构（续）空仪的结构（续）n感应元件感应元件n温度感应器：温度感应器：n螺旋形双金属片螺旋形双金属片n气压感应器：气压感应器：n两个膜盒组成的空盒组，加双金属片温度补两个膜盒组成的空盒组，加双金属片温度补偿器偿器n湿度感应器：湿度感应器：n鼓膜状的肠衣鼓膜状的肠衣3010.2.1 五九型转筒式电码探五九型转筒式电码探空仪的结构（续）空仪的结构（续）n编码部分：微电机、电码筒组成编码部分：微电机、电码筒组成n微电机经过减速装置带动电码筒转动。微电机经过减速装置带动电码筒转动。n电码筒由卷成半圆形的电码片做表

18、面，筒轴上电码筒由卷成半圆形的电码片做表面，筒轴上附有一扇形接触片用来发出参考信号。附有一扇形接触片用来发出参考信号。n电码筒相当于一个刻度盘，用来表示温、压、电码筒相当于一个刻度盘，用来表示温、压、湿指针的位置，同时又是一个转换器，能把指湿指针的位置，同时又是一个转换器，能把指针位置转换为探空电码，由发射机变成电波发针位置转换为探空电码，由发射机变成电波发出。出。3110.2.1 五九型转筒式电码探五九型转筒式电码探空仪的结构（续）空仪的结构（续）n发射机：两种发射机：两种(1)工作频率为工作频率为24.5MHz的发射机的发射机(2)GPZ5-1型测风回答器型测风回答器n与与701型二次雷达

19、配合进行温、压、湿、风型二次雷达配合进行温、压、湿、风综合探测综合探测n两种工作状态：探空状态、回答状态两种工作状态：探空状态、回答状态3210.2.2 五九型转筒式电码探五九型转筒式电码探空仪的性能空仪的性能1.检定曲线检定曲线n是表示探空仪信号与气象要素关系的曲是表示探空仪信号与气象要素关系的曲线线n获得检定曲线：获得检定曲线：n把探空仪放在检定设备中，将标准仪器的把探空仪放在检定设备中，将标准仪器的读数与探空仪的测量结果点绘在坐标图上。读数与探空仪的测量结果点绘在坐标图上。n表表10.3 五九型电码探空仪的性能五九型电码探空仪的性能3310.2.2 五九型转筒式电码探五九型转筒式电码探空

20、仪的性能（续）空仪的性能（续）2.测量温度的误差测量温度的误差n主要是滞后误差主要是滞后误差(双金属片的热滞系数双金属片的热滞系数)和辐射误差和辐射误差(太阳辐射加热太阳辐射加热)n还有因元件沾湿和气球的热空气尾流引还有因元件沾湿和气球的热空气尾流引起的误差起的误差3410.2.2 五九型转筒式电码探五九型转筒式电码探空仪的性能（续）空仪的性能（续）3.测量气压的误差测量气压的误差n使用测压膜盒，因金属的弹性随泓度和使用测压膜盒，因金属的弹性随泓度和时间有变化，使测压有误差。时间有变化，使测压有误差。n由锡、磷、青铜制成的膜盒温度系数较由锡、磷、青铜制成的膜盒温度系数较大。大。n经检测对比，五

21、九型转筒式电码探空仪经检测对比，五九型转筒式电码探空仪在低压测量精度较差。在低压测量精度较差。3510.2.2 五九型转筒式电码探五九型转筒式电码探空仪的性能（续）空仪的性能（续）4.测量湿度的误差测量湿度的误差n各种湿度元件不同程度存在多种误差。各种湿度元件不同程度存在多种误差。n五九型的测湿元件五九型的测湿元件肠膜，因其性能肠膜，因其性能不稳不稳 定，不同时间的检定曲线不能重定，不同时间的检定曲线不能重合，相对湿合，相对湿 度平均偏差可达度平均偏差可达4。n由于肠膜的滞后系数随温度降低而加大，由于肠膜的滞后系数随温度降低而加大，在在 低温时的测湿误差较大，在低温时的测湿误差较大，在-30度

22、度以下几乎无法使用。以下几乎无法使用。3610.2.3 探空仪性能的检查探空仪性能的检查n探空仪经运输和长期保存，性能会改变。探空仪经运输和长期保存，性能会改变。n在使用前必须进行两次检查：在使用前必须进行两次检查：n一次在使用前半个月到一个月内进行，叫一次在使用前半个月到一个月内进行，叫“探空仪的就地检定和灵敏度检查探空仪的就地检定和灵敏度检查”n一次在施放前半小时进行，叫一次在施放前半小时进行，叫“基值测定基值测定”3710.2.3 探空仪性能的检查探空仪性能的检查（续）（续）1.探空仪的就地检定和灵敏度检查探空仪的就地检定和灵敏度检查n就地检定：和出厂前的检定相同，做出新就地检定：和出厂

23、前的检定相同，做出新的检定曲线的检定曲线n灵敏度检查：只检定几个点，比较，求出灵敏度检查：只检定几个点，比较，求出偏差偏差2.基值测定基值测定n在施放前，最后确定仪器是否合格的一个在施放前，最后确定仪器是否合格的一个重要步骤重要步骤3810.3 变低频式探空仪变低频式探空仪n将元件的变量将元件的变量(电阻、电容或电感碴电阻、电容或电感碴)通通过电于线路中的测量震荡器转换成低频过电于线路中的测量震荡器转换成低频信号，就形成了气象要素与信号频率的信号，就形成了气象要素与信号频率的关系。关系。n低频信号经射频进行调制后，由探空仪低频信号经射频进行调制后，由探空仪发送至地面接收机，解调后，恢复为原发送

24、至地面接收机，解调后，恢复为原始的低频信号。始的低频信号。3910.3 变低频式探空仪（续）变低频式探空仪（续）n此类仪器目前仍在大量使用，美国的此类仪器目前仍在大量使用，美国的GMD型，英国的型，英国的Mark 2和和Mark 3，日，日本的本的RS280，俄罗斯的，俄罗斯的MAP 3型，我型，我国也在国也在70年代完成了年代完成了GZZ 7型。型。n各国的仪器结构略有差异，使用的探测各国的仪器结构略有差异，使用的探测元件多为：元件多为：n气压气压空盒空盒 温度温度热敏电阻热敏电阻n湿度湿度碳湿度片碳湿度片4010.3 变低频式探空仪（续）变低频式探空仪（续）n美式变低频探空仪：美式变低频探

25、空仪：n转换开关使转换开关使JH的是梳齿形的气压开关，探的是梳齿形的气压开关，探空仪上升过程中空盒带动指针在气压梳齿上空仪上升过程中空盒带动指针在气压梳齿上自左向右移动。自左向右移动。n图图10.84110.3 变低频式探空仪（续）变低频式探空仪（续）n随着无线电通讯技术的发展，通讯发射频率向随着无线电通讯技术的发展，通讯发射频率向高频段不断发展。高频通讯的优势在于它的接高频段不断发展。高频通讯的优势在于它的接收系统趋于小型化。收系统趋于小型化。n各国探空仪的频率逐渐从几十各国探空仪的频率逐渐从几十MHz达到达到403MHz的的C波段，近年开始往波段，近年开始往1680MHz的的L波段设置频点

26、。波段设置频点。n为适应这种形势，一批电容式的感应元件被研为适应这种形势，一批电容式的感应元件被研制出来，如：电容空盒气压表、硅单晶空盒气制出来，如：电容空盒气压表、硅单晶空盒气压表以及湿敏电容。压表以及湿敏电容。4210.3 变低频式探空仪（续）变低频式探空仪（续）n芬兰芬兰RS一一90探空仪探空仪n双湿度元件：克服沾湿的影响。可启动加热双湿度元件：克服沾湿的影响。可启动加热电路电路 蒸发掉元件表面所凝结的露或霜，蒸发掉元件表面所凝结的露或霜，此时无法正常此时无法正常 观测，设置双元件，交替观测，设置双元件，交替使用。使用。n测压元件：用硅单晶空盒代替金属空盒。测压元件：用硅单晶空盒代替金属

27、空盒。n测温元件：电容式。进行改进，大大增强反测温元件：电容式。进行改进，大大增强反射太射太 阳辐射的能力。阳辐射的能力。nRS-90的技术指标，表的技术指标，表10.74310.4 带带GPS测风的无线电探测风的无线电探空仪空仪n目前大量使用的探空测风系统：目前大量使用的探空测风系统：n无线电经纬仪无线电经纬仪n一次、二次雷达一次、二次雷达n其主要缺点：其主要缺点：n设备庞大；耗电量高设备庞大；耗电量高n低仰角下测风精度低低仰角下测风精度低n地面设站按规划，不利于临时观测。地面设站按规划，不利于临时观测。4410.4 带带GPS测风的无线电探测风的无线电探空仪（续）空仪（续）nGPS定位系统

28、的出现，提供了一种精度定位系统的出现，提供了一种精度极高、使用较为方便的测风系统。极高、使用较为方便的测风系统。n与原先的地断导航系统相比，与原先的地断导航系统相比，GPS可以可以覆盖全球，无线电导航信号的传播不受覆盖全球，无线电导航信号的传播不受地形、地物的干扰，因而各个国家的飞地形、地物的干扰，因而各个国家的飞机、船舶，甚至汽车的导航都纷纷转向机、船舶，甚至汽车的导航都纷纷转向GPS系统。系统。4510.4 带带GPS测风的无线电探测风的无线电探空仪（续）空仪（续）nGPS卫星接收机可在市场上直接购买，卫星接收机可在市场上直接购买，通称通称OEM(原始设备制造商原始设备制造商)板。板。n具

29、体到具体到GPS测风系统的探空仪的结构设测风系统的探空仪的结构设计，可以将整块计，可以将整块OEM板安装上去，但成板安装上去，但成本太高。本太高。n已投产的已投产的GPS探空仪只将探空仪只将OEM板的部分板的部分功能安装在探空仪上，而将功能安装在探空仪上，而将GPS信号处信号处理的功能移到地面接收站接收系统中理的功能移到地面接收站接收系统中。4610.4 带带GPS测风的无线电探测风的无线电探空仪（续）空仪（续）n对已经定型的产品进行分析，其主要技术措施对已经定型的产品进行分析，其主要技术措施有：有：(1)探空仪上的压、温、湿信号采用模拟或数字调频式探空仪上的压、温、湿信号采用模拟或数字调频式

30、(2)GPS收到的定位信号与探测信号一起发回到地面站处收到的定位信号与探测信号一起发回到地面站处理理(3)不直接计算山探空仪各个时刻的绝对坐标，而是计算不直接计算山探空仪各个时刻的绝对坐标，而是计算其相对位移速度，因而省去功能部件码相关发生器其相对位移速度，因而省去功能部件码相关发生器(4)为提高精度，将探空仪上的为提高精度，将探空仪上的GPS信号不断与地面信号不断与地面GPS信号进行差分对比。信号进行差分对比。4710.4 带带GPS测风的无线电探测风的无线电探空仪（续）空仪（续）nGPS探空技术的核心就是探空仪上安装探空技术的核心就是探空仪上安装的超小型简易的超小型简易GPS接收机，各个公

31、司都接收机，各个公司都作为商业机密。作为商业机密。nAIR公司称作公司称作GPS带宽压缩器，将信号带宽带宽压缩器，将信号带宽从原从原 先的先的2MHz压缩到压缩到1 MHz。n芬兰芬兰Vaisala公司称作数字信号探测器公司称作数字信号探测器n图图10.14给出了给出了AIR公司的测风探测系统公司的测风探测系统的框架图。的框架图。4810.4 带带GPS测风的无线电探测风的无线电探空仪（续）空仪（续）n有关有关GPS探空仪的研制和推广工作，仍探空仪的研制和推广工作，仍在不停的进展之中在不停的进展之中：n降低造价降低造价n提高探空仪垂直定位精度提高探空仪垂直定位精度4910.5 探空资料的整理及

32、其软探空资料的整理及其软件设计件设计n资料整理的内容：资料整理的内容：(1)连续要素的时间曲线连续要素的时间曲线(2)求各规定等压面的温度、湿度（露点温度）求各规定等压面的温度、湿度（露点温度）(3)求各规定等压面的海拔高度，给出气球上升求各规定等压面的海拔高度，给出气球上升的时间高度曲线的时间高度曲线(4)选择特性层：指该层的温度或湿度梯度与相选择特性层：指该层的温度或湿度梯度与相邻的上、下层的温度或湿度梯度具有明显的差邻的上、下层的温度或湿度梯度具有明显的差异。异。5010.5 探空资料的整理及其软探空资料的整理及其软件设计（续）件设计（续）(5)选择对流层顶选择对流层顶(6)选择选择O层

33、层(7)漏测层漏测层(8)最终探测高度最终探测高度(9)编写天气电码编写天气电码5110.5 探空资料的整理及其软探空资料的整理及其软件设计（续）件设计（续）n由于探空仪的类型不同，在进行上述过由于探空仪的类型不同，在进行上述过程处理前还得根据不同的情况进行原始程处理前还得根据不同的情况进行原始资料的预处理：资料的预处理：n进行多点的光滑平均，以判断和剔除一些明进行多点的光滑平均，以判断和剔除一些明显错误的读数。显错误的读数。n对于温度测量值还必须进行辐射误差订对于温度测量值还必须进行辐射误差订正。正。5210.5.1 标准等压面高度的计标准等压面高度的计算算n单位：位势米单位：位势米n计算公

34、式计算公式(10.5)(10.6)n各等压面层之间厚度进行累加，求出各各等压面层之间厚度进行累加，求出各等压面的海拔高度，以等压面的海拔高度，以LnP和和H为坐标拟为坐标拟合它们的关系曲线。合它们的关系曲线。5310.5.2 温度、湿度特性层温度、湿度特性层n温度和湿度的特性层往往具有天气意义：温度和湿度的特性层往往具有天气意义：n如逆温层、等温层、云层形成的高湿层等如逆温层、等温层、云层形成的高湿层等n出现上述情况时，其温度或湿度时间曲线将存出现上述情况时，其温度或湿度时间曲线将存在明显的转折。在明显的转折。n规定：两层间的温度分布与直线内插温度比较，规定：两层间的温度分布与直线内插温度比较

35、，超过超过1(对流层顶以下对流层顶以下)或或2(对流层顶以上对流层顶以上)以上的气层即可选作稳定特性层以上的气层即可选作稳定特性层n图图10.16所示所示5410.5.3 对流层顶的选择对流层顶的选择n按定义，对流层顶必须符合下列条件：按定义，对流层顶必须符合下列条件：n500hPa以上的特性层转折点以上的特性层转折点n第对流层顶往上应出现较厚的净力学稳定第对流层顶往上应出现较厚的净力学稳定特性层，温度递减率小于特性层，温度递减率小于0.2/100m，而，而且保持在且保持在2km以上的厚度以上的厚度n 第，：对流层顺的条件：在距第一对流第，：对流层顺的条件：在距第一对流层顶层顶2km以上，其它

36、条件与第一对流层顶以上，其它条件与第一对流层顶要求类似。要求类似。5510.5.4 软件系统软件系统n把探空资料的预处理、资料整理和储存把探空资料的预处理、资料整理和储存包括在一个更大的软件包内。包括在一个更大的软件包内。n美国的世界时系统美国的世界时系统(Zeb)就是其中之一。就是其中之一。5610.6 探空仪的观测误差以及探空仪的观测误差以及探空仪的对比工作探空仪的对比工作n探空仪的测量误差是各种因素导致的误探空仪的测量误差是各种因素导致的误差总和。差总和。n空盒气压表高空探测的精度空盒气压表高空探测的精度n测温元件的辐射误差测温元件的辐射误差n湿度元件的沾湿以及低湿条件下的瘫痪效湿度元件的沾湿以及低湿条件下的瘫痪效应应5710.6 探空仪的观测误差以及探空仪的观测误差以及探空仪的对比工作（续）探空仪的对比工作（续）n探空仪的对比方式：探空仪的对比方式：n不同类型的业务探空仪对比不同类型的业务探空仪对比n业务探空仪与各国自己的标准探空仪对比业务探空仪与各国自己的标准探空仪对比n各国标准探空仪之间的对比各国标准探空仪之间的对比n基准探空仪设计定型思路：基准探空仪设计定型思路：n采用辐射误差小的测温元件采用辐射误差小的测温元件n采用空盒和沸点气压表两套系统测压采用空盒和沸点气压表两套系统测压n使用露点仪改善测湿精度使用露点仪改善测湿精度