秒级探空数据随机误差评估

利用2007年6月和2008年6—7月国内GPS探空仪同步比对试验数据及2010年中国阳江国际探空系统比对试验数据,基于现有的探空仪随机误差的间接计算方法,深入分析不同的探空原始数据平滑处理程度对随机误差评估的影响。分析表明:现有的探空仪随机误差评估方法不能完全适用于秒级探空数据,特别是对风、平流层温度和对流层相对湿度这3个要素的随机误差的评估。在同步比对施放中,如果对探空原始数据的平滑处理程度一致,可以利用现有的随机误差评估方法,不会产生明显偏差;反之,如果平滑处理程度差异较大,则间接计算得出的随机误差会明显偏大。在比对施放方案中,为了更好地获取某种型号探空仪的随机误差,建议将多个同型号探空仪同球施放进行比对观测,避免作为参考仪器的其他型号探空仪自身的误差参与计算,影响待测探空仪随机误差的评估。同型号探空仪同球施放的探空仪越多,获取的有效统计数据越多,随机误差的分析越准确。     

气象探空数据动态比对中误差计算方法研究

在高空动态数据比对中,需要同时考虑系统误差与随机误差。采用多个探空仪同球比对施放的方法,从相对系统误差、标准偏差等方面,对被试探空仪进行比对评估,同时采取误差分离方法,计算被试探空仪的随机误差。考虑高空温度在对流层与平流层的不同变化趋势,采取细化分层方式进行计算,以反映大气特性。     

GTS1型数字式探空仪电池的使用技巧和故障处理

通过对GTS1型数字探空仪施放过程中因电池问题而引起的重放球、探空信号弱、探空信号变性、测距凹口波不清、信号突失、探空仪施放前财准雷达探空仪无信号等问题进行分析总结,得出GTS1型数字式探空仪电池的浸泡方法、电池装配技巧和故障处理的经验。     

RS92探空仪温压湿测量性能分析

Vaisala RS92探空仪代表了当今探空仪的较高水平,通常可以作为比对标准用来评估其他探空仪的性能。除了从其提供的指标确定其性能外,还可以根据实际施放过程中的探测数据进行评估。采用双Vaisala RS92探空仪同球施放比对法,对多天同一时次的探测数据进行统计,分析了其温压湿探测性能。结果表明,RS92型探空仪温压湿传感器的测量性能一致性较好,可作为比对施放时的标准探空仪来衡量其他类型探空仪的测量性能。     

GTS1型数字式探空仪施放前的准备工作

GTS1型数字式探空仪是一次性使用的高空气象仪器,具有探测精度高、采样速度快、抗干扰能力强等特点,实现了数字化、模块化,整体性能好。GTS1型数字式探空仪使用前不用进行灵敏度检查和基点检查,基测方便,不受外界天气的影响,检测数据稳定可靠。探空仪载频采用了多重调制技术,提高了探空发送传递数据的可靠性和抗同频干扰的能力,但是GTS1型数字式探空仪施放前的准备工作要求较高,稍有失误就会影响本次探测资料的完整性或造成重放球。     

怎样防止探空仪在空中停转

目前,探空仪施放后在空中停转的现象比较普遍。我们对此进行了试验和分析,有以下几点看法。 一、停转的原因 一般说来,探空仪在空中停转的原因可有以下三种。 (一)由于两个齿轮质量不同,所以在地面上齿     

对常规探空仪测高误差的分析

一、前言 目前我国高空气象台站使用的GZZ2型电码式探空仪,是1963年开始逐步在我国高空气象台站推广使用的。二十多年来,它与701测风雷达配套使用,进行了高空大气温、压、湿和风的综合探测,基本上满足了天气预报和各项事业对高空气象情报、资料的需要。随着四化建设的发展,对高空大气探测也提出了更高要求,因此,对于常规探空仪的测高误差,已经引起了人们的注意。 探空仪测高精度的高低,会直接影响到其它高空气象要素的探测精度。该型探空仪气压传感器采用温度系数较大的磷青铜膜盒,虽然设有气压温度补偿机构,但要实现全量程完全补偿仍是很困难的。气压温度系数直接影响测压精度,特别在20km以上的测高误差较大。本文拟通过一批常规探空仪的对比施放试验,对探空仪的测高误差进行统计和分析。 二、探空仪对比施放试验的方案 我们采用随机抽取三个工厂生产的经地面检查合格的探空仪,进行综合对比施放。 本次试验共施放了15个探空气球,每次携带两台不同工厂生产的探空仪,作并行对比施放。为了客观起见,将三家工厂(代号A、B、C)的探空     

使用GTS1型探空仪的应注意的问题

GTS1型探空仪在使用过程中,经常遇到过这样一些问题:基测时湿度总是不合格;仪器装配好以后准备施放时,仪器的P、T、U数值突然发生变化等。如何有效地解决这些问题呢?遇有基测湿度不合格时,在确定不是探空仪和湿度片有问题的情况下(有时是基测箱故障,)可以先泡好电池,装配好仪器,放到百叶箱内,给通风干湿表上水,稳定后读取干湿球的温度,用所读取的干球温度和利用干湿球读数查算出的湿度值进行基测,这样可以避免因仪器不合格而迟放球或放不出球。如遇释放前仪器地面要素值突变的情况,可打开探空仪盒盖,把电池和感应器的插头拔开,重新插…     

国产珠状温度传感器对比分析

通过比对试验,采取同球比对施放方式,选择德国GRAW探空仪作为比对标准,使用总共12次同球比对数据,对中国长峰、华云和大桥3种型号探空仪的珠状电阻温度传感器开展比对分析.经典型个例分析与统计分析表明:3个型号国产探空仪高空温度廓线与德国GRAW探空仪具有较好的整体一致性,温度测量夜间性能均好于白天;长峰探空仪温度探测性能随高度变化比较稳定,而华云探空仪与大桥探空仪性能相仿,均随高度性能下降,尤其是30km以上高空;长峰探空仪温度探测整体性能最好,相对系统误差在0.2℃左右;而华云探空仪与大桥探空仪误差可达1℃,且均表现为整体上温度测值偏低.体积较小的珠状温度传感器将是未来高空温度探测的一个好的选择,下一步需要改善华云探空仪与大桥探空仪温度传感器表面涂层工艺,两者的温度辐射订正算法也需要进一步完善.     

L波段高空探测系统的时差及其测量不确定度

通过分析L波段高空探测系统的时序设计原理,进行GTS1型探空仪与RS92型探空仪的同球比对施放试验验证,确定了由L波段高空探测系统的时序设计造成的测量元件感应气象要素至地面设备计算机软件赋时之间的时间差,会造成测量结果的随机波动。L波段探空系统总体时差对气压测量影响较大,对温度的影响较小,对湿度的影响较为复杂;由此造成的气压不确定性,将影响探空应用文件的准确性。相对于测量元件的感应时间总是延迟的,其总体散布中心为测量元件感应气象要素后1.2s,时差散布的扩展不确定度为0.98s,气压误差最大可达0.86hPa。北斗-GPS双模式导航测风探空仪的设计中采用了消除时差的方法,大大减小了测量结果的随机误差,并且在2013年12月中国气象局阳江试验中效果良好,为该问题提出了改进方法。     

国产HS02型湿敏电容湿度传感器性能分析

采取同球比对施放方式,选择瑞士SNOWWHITE露点式湿度探空仪作为比对标准,使用29次同球比对数据,分白天与夜间,利用随高度变化、温度分段,以及高度、温度与湿度综合分段3种方法,对大桥HS02型湿度传感器进行评估。结果表明:(1)与国外先进湿度测量仪器相比,大桥HS02型湿度传感器在准确性与稳定性方面还存在一定差距,特别表现在低温性能方面;(2)除了白天20℃以上与-30℃以下温度段大桥HS02型湿度探测偏干外,其他均呈偏湿状态,夜间所有湿度段均呈偏湿状态;(3)大桥HS02型湿度探测基本上呈现中间湿度段随机误差偏大,而两端逐渐减小的趋势,近似于">"字型变化。     

RS92型GPS探空仪的性能试验与分析

采用同球施放的方法,对芬兰维萨拉GPS探空仪的性能进行了试验。结果表明：气压和湿度的测量一致性符合RS92型GPS探空仪的探空整体非确定性的标称;温度除白天10hPa外,其它各规定层都能够满足RS92型GPS探空仪的探空整体非确定性的标称;湿度、风速能够满足WMO对全球气候观测系统（GCOS）探空的要求,高度能很好满足WMO对GCOS探空的要求。辐射特性分析表明,RS92型GPS探空仪在70hPa以下受辐射影响较小,20hPa以上温度受辐射影响相对较大。出、人云特性分析表明,RS92型GPS探空仪的湿度测量性能较好,能较灵敏地跟踪湿度变化,温湿度配合合理,数据丢失情况比RS80型探空仪明显减少,但产品在稳定性、检测和软件方面仍需要改进。     

GPSO3和Vaisala臭氧探空仪平行施放比对结果的初步分析

为促进中国大气臭氧高空探测业务化进程，中国科学院大气物理研究所和中国气象局监测网络司联合组织了对国产GPS数字化大气臭氧探空仪（GPSO3）和芬兰Vaisala 公司产大气臭氧探空仪(Vaisala)主要技术性能的比对。现场平行施放比对于2002年1月在北京进行，共施放了7对臭氧探空仪。对两类大气臭氧探空仪现场平行施放比对试验结果的分析表明，两种臭氧探空仪所获得的大气中臭氧浓度随高度的变化特征之间有很好的一致性。在12～27 km高度范围内，两种探空仪臭氧测值之间的相对误差平均在10％以内，而在10 km以下和27 km以上，GPSO3探空仪的臭氧测值偏高。本文介绍了比对方法，分析了两类探空仪对臭氧廓线某些特征值的比对结果并讨论了平行施放比对时气球升速的差异可能对臭氧测值带来的影响。     

探空仪一般故障的排除

在探空观测中,由于探空仪故障没有及时发现和排除,容易产生人为的重放球事故,还会因仪器故障,而影响施放高度。因此,探空仪故障的及早排除是提高高空气象探测质量的重要一环。下面就这方面谈一些体会。 探空仪的一般故障 探空仪出现的故障,一般有: 1.探空仪电码简转不动或转速慢,电流>120毫安;     

L波段雷达探空系统镁电池浸泡技术

新一代高空气象探测系统采用镁电池供给GTS1型探空仪电源,镁电池出现故障,GTS1型探空仪的智能转换板和发射机就不能正常工作,地面雷达就接收不到探空仪信号,影响探空球炸率、探测高度或造成探测高度不足500hPa重放球。因此镁电池的正确浸泡是新一代高空气象探测系统成功运行的关键因素。对镁电池的浸泡技术进行总结,指导探空观测员正确浸泡该电池,保证探空施放成功率。     

浅谈探空仪施放前的检查和准备

在台站的日常值班工作中，能否做到不让没有把握的探空仪上天，对台站的每位值班人员来说是很关键的一环。对准备施放的仪器进行全面、认真、细致的检查和准备，做到万无一失，才能确保探测质量和施放高度。根据多年的工作实践，对准备仪器有如下经验。1探空仪施放前的检查（1）开箱后按规定进行外观检查后的探空仪，在进行压、温、湿灵敏度检查合格后，应提前进行施放前的准备，杜绝因时间匆忙而造成不必要的损失。首先打开微型电动机（马达）的防尘盖，对其传动轴进行清洁，方法如图1。接上检查仪，马达（电压2．5V）开始转动，用钢针（…     

探空式仪器的准备

要减少重放球与信号突失 ,除《规范》规定的 8种特殊情况外 ,还要把好仪器准备关。探空仪的准备。 5 9型探空仪是我国高空气象探测的重要仪器之一。气球施放前 ,常有一些探空仪的马达电流值偏大。可先检查各传动机构啮合是否妥当 ;然后打开电机的防尘罩 ,用针头或尖细的硬金属 ,在微电机运转情况下 ,轻轻接触整流子 ,把它表面的氧化物刮去 ,即可降低它的工作电流 ;有些探空仪齿轮上的毛刺 ,也会造成马达电流的摆动值偏大 ,可将电机电压调至 3Ｖ ,用左手拇指向上推电码筒的齿轮 ,使马达电流达 15 0～ 2 0 0ｍＡ之间 ,然后松开 ,反复几次后 ,…     

如何正确使用镁电池

镁电池是施放到空中的探空仪及回答器的唯一电源。它的性能好坏直接影响到探空施放高度,若使用不当甚至可能引起重放球。它是由一组7.5伏(供回答器使用)和一组3.0伏(供探空仪马达使用)组成的。前者故障会使回答器停振而不发射讯号;而后者无电或电压不足则造成马达停转或转速每分钟小于两转,两者缺一不可。     

新一代高空探测系统使用技巧和故障处理方法

L波段二次测风雷达-电子探空仪高空气象探测系统是新一代高空气象探测系统,其性能、操作方法、业务流程等与59-701探测系统有所不同。文章介绍了杭州高空站2002~2004年3年中使用新一代高空气象探测系统的一些使用技巧和故障处理方法。内容包括雷达检查、探空仪基测、电池浸泡、仪器装配、瞬间观测及数据输入、气球施放、旁瓣抓球判断、探测中途丢球、放球软件出现非正常现象等。     

施放晶体管回答器可以不需要泡沫盒

近年来,全国的绝大部分高空气象探测站使用的晶体管回答器(以下简称回答器)的纸盒内有一个泡沫盒,其主要作用是对回答器进行保温,以使其升空后在低温下仍能正常工作.假如回答器纸盒内不装泡沫盒,施放过程中,将会对探空记录和质量产生什么影响呢?经过6个月的实验,证明拆除泡沫盒后施放的探空仪仍能正常工作. 实验过程:从1999年9月开始至2000年2月止,利用正常施放的机会,在装配探空仪时,拆除泡沫盒.上述时段共施放了63套这样的探空仪(其中上海产品10套,其余均为太原产品).所得的结果如下: (1)在探空仪经过低温(-60～-80℃)区域时,其马达转速无明显降低的现象; (2)探空仪的电码讯号、测角和测距回波自始自终一样清晰; (3)无突失,无重放球; (4)我站的其它5位探空员,在同一阶段的时间里,使用泡沫盒所施放的效果与实验比较,特别是在球炸率上并没有明显的差别(表1).