中国探空气球水平漂移总体特征分析

利用2003年4月至2008年8月全国119个探空台站采集的气球漂移信息,分析了中国探空资料水平漂移距离、漂移距离标准差以及漂移方向的分布特征。研究表明:各层探空气球的漂移距离冬季明显大于夏季;一般探空气球的漂移距离随探空高度的增加而增大,但在夏季南方地区由于风向随高度的反转会出现探空气球水平漂移距离随高度减小的状况。探空气球水平漂移距离的标准差随高度增加而增大,且其大值区分布基本上与水平漂移距离的大值区分布一致。从气球漂移方向上看,冬季的情况相对简单,全国各探空台站各层的漂移方向基本以向东为主;但夏季探空气球漂移的方向比较复杂,在对流层低层,全国各台站漂移方向基本以向东为主,而在对流层高层和平流层,北方地区漂移方向基本向东,而南方地区以向西为主。     

探空气球施放筒设计

探空气球的充灌和施放是高空气象观测工作的重要组成部分.目前高空观测中雷达跟踪探空仪、探空信号接收和数据处理都已经实现自动化,只有探空气球的充灌和施放是人工操作,气球充灌氢气有一定危险性,且至少需要一个观测员来完成施放气球工作.该文在分析探空气球充灌和施放各环节工作的基础上,介绍了一种探空气球施放筒的设计方案,以及在业务试验中存在的问题和改进方法,为高空气象观测系统的全程自动化创造条件.     

探空气球空间位置监测与航空安全应用

从近年来我国航空飞行高度层数量增加着眼,利用现有L波段高空探测系统获取的气球经、纬度偏移量,对探空气球空间位置进行准确定位,给出了计算方法.及时将探空气球的空间位置信息传送给航空飞行管制部门参考,以避免探空气球在穿过航线上空时给航空安全造成影响.     

探空气球升速的误差修正研究

为确保探空气球实际升速在合理的范围内,减少探空气球升速理论值与实测值之间的误差,分析了气球升速过快或过慢对资料准确性的影响,探讨了空气密度、空气阻力系数、重力加速度、净举力、球皮及附加物重量等5个与气球升速密切相关因素的影响原理、取值范围、变化规律及影响程度,分析了气球升速理论值与实测值之间存在相对误差的原因,并以衡阳气象台高空探测资料为例,提出采用无量纲的升速修正系数对探空气球升速理论值进行修正,升速修正系数的数值体现了空气阻力、层流或湍流、氢气渗漏等暂时不能定量描述的因素对气球升速的影响程度。研究结果表明:对气球理论升速影响较大的因素是空气密度和空气阻力系数,且空气阻力系数是雷诺数的函数,很难得出定量值;传统方法计算的气球理论值与实测值的平均相对偏差达到了25.5%,主要是由于设置了恒定的空气阻力系数,致使理论升速远大于实际升速;修正后的气球升速理论值与实测值之间相对误差减小到了6.0%,因此修正后的气球升速理论值可以为高空气象探测业务中净举力的确定提供依据。     

利用探空气球升速判定敦煌夏季白天边界层高度的分析

大气边界层高度是表征大气边界层的一个重要参数。利用2009年8月20～23日在甘肃敦煌进行的9次探空试验资料,分析了位温和探空气球的上升速度随高度的变化特征。结果表明,探空气球的上升速度也可以作为大气边界层高度的判定指标。通过分析用位温与探空气球上升速度所定的边界层高度,得到敦煌盛夏的边界层高度最高可达到4 300 m...     

如何提高探空气球的飞升高度

1引言 大气中各高度上气压、温度、湿度随时间和空间分布的资料，对于研究大气中的各种物理过程，以及天气分析和预报等气象服务工作是十分重要的。目前，国内高空探测主要采用由探空气球携带无线电探空仪升空进行压、温、湿的测量。在探空观测中，气球飞升的高度越高，越能取得更大高度范围内的探空资料。所以，如何提高气球的上升高度，获得更完整的气象资料，进一步提高我省的探空业务质量，是每个探空业务人员必须面对和致力研究解决的问题。笔者试图通过对影响气球上升高度因素的分析以及实际工作经验的阐述，供广大探空业务人员参考借鉴，希望能够有所启迪和帮助。     

如何提高探空气球的施放高度

该文总结了施放探空气球过程中对气球施放高度造成影响的多个主要因素,并采取相应的措施,提高气球施放高度,以便获取更多更全的高空大气探测资料。     

临河2016年夏季探空资料高度异常分析

临河高空站是内蒙古10个非GCOS探空站中唯一使用南京大桥机器有限公司探空仪的台站,针对2016年6—8月探空高度异常情况,进行数据分析,并参照气象气球行业标准中的最大气球爆破直径,计算气球升空高度,得出,临河站存在探空高度普遍偏高的情况,2016年6—8月>36km的探空高度占比为47.2%,全月>38km的探空高度占比为23.4%;探空终止瞬间气压高度和计算所得雷达观测高度相比较,在30km以上,存在平均>3502m的高度差,也存在差值异常偏大的情况。     

探空温度资料质量控制技术研究

探空资料质量控制是探空资料在数值模式同化应用取得较好效果的重要保障,随着模式分辨率不断提高,探空资料飘移信息越来越需要应用到同化算子。本文通过全球谱模式T639L60(简称T639)分析场和掩星探测系统COSMIC资料对2011年7月我国119个探空站温度资料进行分析,同时结合探空气球随高度飘移信息以及温度残余误差等因素,开展探空温度质量控制技术研究。研究结果表明：探空气球飘移距离随高度而增大,在300~100 hPa之间飘移速率较大;基于探空温度资料残余误差和飘移因素建立的双权重标准质量控制方法能有效保障资料质量,是否考虑温度残余误差和飘移信息对质量控制结果有明显影响。当考虑温度残余误差时,300 hPa以上离群资料量显著减少;考虑飘移信息时,高层飘移速率较大区间离群资料量明显减少;模式地形与测站地形的高度差异对质量控制结果有明显影响,当测站地形高度低于模式地形时,易出现离群点,且两种地形差异大小与离群点呈正相关,即地形差异越大,低层离群资料越多。     

气象消息

中央气象研究所施放探空气球创造新纪录民国二十五年九月份国内中央研究院气象研究所数月来施放探空大气球,迭著成绩,详情已载本志本卷四期八期。本月十六日下午该所又曾施放探空气球一次,降落于靖江县七区东兴镇,当经派员提回,测算得该球升空高度达22,718公尺,     

探空气球漂移位置订正在MM5模式中的应用研究

通过对模式MM5V37中客观分析系统加以改进,并采用包含有实际探空气球在各个气压层上精确的经纬度信息的新型探空资料,加以研究探空资料随高度的漂移对高分辨率中尺度数值模式MM5V37的影响。通过对一次层状云降水个例的模拟可看出:位置订正所带来的初始场差异在低层较小,高层较大,且在500 hPa以上较明显;位置订正对模拟的气象要素场的修正有明显的正面效果,对强降水天气系统的反映比较敏感;模拟结果对于雨区分布和强降水中心的位置有较大改进;位置订正后的评分总体优于不加探空和不加漂移的评分,随着模式分辨率的提高,位置订正后对小量级降水的模拟效果欠佳,但对大量级降水的模拟效果较好。     

气象消息

中央气象研究所施放探空气球第八次纪录中央研究院气象研究所,于本月十五日清晨施放探空气球一次,该球降落於泰兴县地方,当经派员提回,测算结果,探录如下:     

气象消息

中央研究院气象研究所,以本月十三日至十八日为国际规定施放控空气球周,曾于十三、十五两日施放探空气球,其一落任句容,仪器破坏,纪录毫无,殊为可惜;其一落在扬州,业已派人提回,查算终果,测得该球升空高度达8,772公尺,为该所自放探空大气球以来之升空最高纪录。     

探空气球漂移位置订正对一次大风降温过程的模拟研究

应用改进后的MM5模式,采用包含有实际探空气球在各个气压层上精确的经纬度信息的新型探空资料,研究探空资料对高分辨率中尺度数值模式的影响.通过对一次中尺度大风降温天气过程的模拟分析,可以看出:位置订正对初始气象要素场的改变虽然总体上有低层较小,高层较大的特征,但是在500hPa以下大气运动剧烈的情况下,低层气象要素场的改变量也会较大,甚至会超过高层相应的气象要素场的变化,速度场的改变尤为明显;位置订正使得模拟结果在数值和影响范围上都有效地减小了误差,更加接近实况;位置订正后,模式较准确的模拟出了该次向南推进的大风降温过程的移动变化,尤其是模拟的大风前沿位置与实况的对应关系较好,温度场的变化与速度场的变化有较好的一致性.     

探空气球漂移及其对数值预报影响的研究

为了考察探空资料随高度的漂移对高分辨率数值预报模式的影响, 充分发掘探空资料的应用价值, 根据探空资料的探测原理, 设计定位方案, 计算出了各气压层上探空气球所处的实际位置。对位置订正前后的资料分别用3D-VAR系统进行同化, 将同化结果作为WRF模式的初始场进行数值预报并对预报效果进行对比分析。结果表明:探空气球在施放过程中的漂移距离远远超过目前数值模式可取的水平分辨率; 所设计的探空气球定位方案对水平分辨率为10 km ×10 km的数值预报模式基本是可用的; 总的来讲, 位置订正对分析增量场的改变与原分析增量场相比小一个量级。模式预报结果显示, 探空资料的定位使降水预报效果得到了改善。研究表明, 将各气压层上探空资料订正到实际位置对高分辨率数值预报模式的预报效果有一定程度的正面影响, 但仍需要更多的个例来验证。     

基于高空气球平台的下投探空:系统研发和青藏高原实验

为提高复杂地理环境和极端天气条件下的大气廓线探测能力,本文自主研发了基于平流层高空气球平台的下投探空系统,并在青藏高原开展探测评估实验.该系统主要由下投探空舱,携带降落伞的下投探空仪,下投施放装置,数据接收通讯天线和GPS模块等组成.下投探空仪测量数据通过卫星通信链路和无线电信号实时发送至数据接收机存储处理.2020年青藏高原实验中8枚下投探空仪全部成功施放,提供了合理有效的大气廓线探测数据.后续会进一步提高下投探空仪传感器性能,全面评估其探测准确性和精度.     

提高探空施放高度的技巧

探空施放高度是高空气象探测业务质量考核的重要技术指标之一，施放高度的高低将直接影响着高空气象探测资料获取的完整性和全面性。因此，在实际业务工作中力争提高施放高度显得尤为重要。本就如何有效地提高探空施放高度，谈几点技巧。     

气象消息(民国二十五年三月份)

国内中央气象研究所施放探空气球首次成功中央研究院气象研究所施放探空大气球,携带自记仪器,测候高空气象,已有数年,均以降落俊,无人送回,或竟向东飘落海中,亦未可知,故皆未有结果。本年三月十六日及十九日,该所循国际气象学会高空测候组之请,又曾两度施放,悬赏徵收,业经先後于南通如皋乡间寻获,升空高度,第一次达一万七千七百余公尺,第二次达一万四千九百余公尺。由自记弧线获得高空各层之气压温度湿度等详细纪录。实为东亚     

不同气象条件下探空气球的充灌

控制探空气球升速是提高高空气象观测业务质量的关键。分析多种天气形势和天气现象对气球升速的影响,总结不同气象条件下调整气球充气量的依据,为提高高空气象探测业务质量提供参考。     

判断探空记录误差的几种简易方法

在多年的探空观测和审核工作中积累了一些经验,摸索出几种简单易行、便于操作的方法。现介绍如下：１高度重视仪器准备工作从基测到探空测风记录的整理,仪器准备工作起着重要作用。仪器的好坏直接影响信号的接收、记录的整理、气球的施放高度、球炸率等。首先清洗仪器要...