气象用水银气压表的误差来源分析和故障排除

水银气压表是气象台站、工矿企业、科研单位、学校及有关部门,用于测量大气压力的一种精度高、性能稳定的仪器,气象台站观测时用的水银气压表是长春生产的DYM1型动槽式水银气压表。由内玻璃管、外部套管与槽部组成。内装经蒸馏过的纯净水银的玻璃管上端密闭、下端插入水银槽内,玻璃管内水银受重力作用下平衡时,水银柱高度则表示大气压力,随着大气压力的增大或减小而水银柱亦随之升高或降低。现介绍DYM1型动槽式水银气压表的误差来源和主要故障及其排除,供台站参考。     

避免水银气压表误读的几点体会

水银气压表是测定大气压强的主要仪器。获取正确的气压资料是现代气象科学进行正确的天气分析和天气预报的前提条件之一。另外在军事、航空部门，常利用气压数值来测定空气密度，修正弹道，确定飞行高度等。因此，正确地观测水银气压表其中包括附属温度的观测，避免误读尤为重要。下面对如何避免水银气压表误读谈几点体会。ａ观测前做到心中有数。每次观测，结合前几个时次的观测数据，了解附温气压表附属温度表的示度和气压值的大致范围，从思想上作好准备，避免整５、整１０及附温零上零下的误读。ｂ观测时注意复读。复读时视线上下的“扫…     

水银气压表的移运与维护

一支暂新的、价值仟元的水银气压表，在送来检定的过程中，因不了解水很气压表的结构，未能掌握移运过程中的注意事项，以致在移运过程中，空气选入内管、破坏了水银气压表的真空度，造成报废。为何内管进气泡会造成报废？因为水银气压表是以水银内管水银柱的静压力来平衡大气压力的。因此，内管水银柱上部空间必须拍成真空，如果内管进了空气，由于它的张力，会使得内管水银柱的高度降低，也就是使得水银气压表的测值偏低，而且其张力随着温度和容积的变化而变化，测出的气压值必然会产生误差。正确移运水银气压表过程步骤如下：（l）旋转…     

不同的重力值对水银气压表测量的影响

使用不同的重力值计算本站气压所造成的气压误差,对气象台站、天气分析、气候分析以及有关业务部门的影响比较大,尤其科研部门在对精密仪器进行压力试验或其他压力测算时应引用当地重力点的重力值,或引用WMO推荐的公式以减小气压测量误差。     

水银气压表安装不垂直的误差分析

地表单位面积上所承受的静态大气柱的重量,谓之大气压力。气象上常用的测压仪器,有水银气压表和弹性气压表两种。本文就水银气压表安装不垂直所引起的误差及其排除方法作一简单分析。希望能对气象台站获得较准确的气压测量数值有所帮助。大家知道,水银气压表使用时必须垂直悬挂。通常的方法是把水银气压表挂到挂钩上,待停止摆动后加以固定,就认为水银气压表已经垂直了。事实上,用这种方法固定     

在恶劣环境中数字输出气压计的精度

对于气象应用来说,使用气压计测量气压是一门严格的科学。美国国家气象局要求,在20～31.5 in.Hg的范围内,测量精度为0.003 in·Hg(1 in·Hg=33.86百帕)。在人工值守的观测站,是用福丁水银气压表或空盒气压表人工进行测量的,空盒气压表则作为水银气压表的参考。然而,近来重点放     

双管水银压力表的温度订正符号

双管水银压力表主要用来测量低压装置内的压力,以及校检水银气压表、空盒气压表(计)及探空仪器等。因此,双管水银压力表的精度将直接影响到各种待检仪器的准确性。这固然主要取决于制造厂的生产水平,但也和能否正确使用仪器有密切关系。我们在使用中,发现按长春气象仪器厂的《双管水银压力表使用说明书》去进行温度订正,检定结果的误差较大。而取0℃以上为负号,0℃以下为正号,则误差较小。     

切莫忘记五舍六入的规定

1992年我局领到四支新出厂的动槽式水银气压表,其中二支仪器修正值分别为+0.25hPa和+0.05hPa。根据使用要求和《水银气压表检定》规范关于检定记录及其整理的条文“对于动槽式气压表须将所求得之仪器订正值用五舍六入方法化整到十分位小数,经化整后的仪器订正值即     

以毫巴为单位的气压读数重力订正值查算表

目前气象台站使用的水银气压表绝大部分是以毫巴为单位的刻度值,而现用的《气象常用表》(第三号)中,气压读数之纬度、高变之重力订正表,仍然是以毫米为单位的查算表。气象台站在求算“本站气压”时,需要换算为毫巴值,使用不便。为了方便气象台站,我们根据气压读数     

空盒气压表测压简表的制作

空盒气压表体积小、重量轻、便于携带、不易损坏 ,尤其在野外流动作业时显得更为便利。一台合格的空盒气压表有一张合格检定证书 :①温度系数 + 0 0 3ｈＰａ/℃ ;②数值修正值 (见表 1 ) ;③补充修正值 -0 0 1ｈＰａ。表 1　数值修正值 /ｈＰａ气压修正值气压修正值90 091092 093094095 096 0970+0 1+0 2+0 3+0 3+0 4+0 5+0 4+0 398099010 0 010 1010 2 010 3010 4010 5 0+0 3+0 2+0 1- 0 1- 0 3- 0 5- 0 7- 0 9　　利用空盒气压表测量大气压力时 ,首先将表置于需要测量的位置上 (水平放置 ) ,经一段时间使表适应周围的…     

MESOSCALE NONLINEAR GRAVITATIONAL WAVES AND THEIR INTERACTION IN VERTICAL SHEAR FLOW*

Interaction equations of two nonlinear gravitational waves in baroclinic atmosphere are presented via multi-scale perturbation method,which can be classified into coupling nonlinear Schrodinger equations.In particular,the interaction course of two nonlinear gravitational waves of basic flow in vertical linear and quadratic shear is illustrated.Numerical calculation displays that wave amplitude enlarges and wave width narrows when two solitary gravitational waves meet and chase;that basic flow with single shear is more beneficial than that with quadratic shear to the interaction of two nonlinear wave packets;and that the interaction of two wave packets makes wave shape change more greatly and energy more dispersive,which contributes to the occurrence of changeable weather.Therefore,one of the probable mechanisms for the appearance of strong convection weather is the interaction between mesoscale nonlinear gravitational waves.     

大气中低频重力波指数与西南低涡发展及其暴雨的关系

采用低频重力波指数法，对西南低涡发展演变及其暴雨强度，落区进行了诊断分析和预测。结果指出：（１）低频重力波指数Ｃｐ，Ｃｉ对西南低涡的发展及其暴雨强度，落区都有一定的预测意义，其预见期可达２４小时以上；（２）低频重力波指数随时间变化与西南低涡发有较好的对应关系；（３）低频重力波指数的大小与西南低涡暴雨强度相联系；（４）西南低涡暴雨落区通常发生在Ｃｐ，Ｃｉ指数的最大负值区内和Ｃｐ等值线梯度最大的区域。     

THE CISK MECHANISM AND THE INERTIAL GRAVITATIONAL WAVES IN SHEAR FLOW

By using the symmetric equations of atmospheric dynamics in y-z plane with vertical and horizontal shear of wind, the nonlinear ordinary differential equation is derived with the method of travelling wave.Its stability is discussed by using the theory of nonlinear stability and the KDV equation is solved. The effects of linear CISK, nonlinear CISK, inertial stability and vertical shear of wind on the amplitude and the width of isolated inertial gravitational wave are discussed. In order to understand deeply the formation and development of meso-scale synoptic systems, such as the squall line, MCC, the cold surge of Asia high and typhoon, the factors of development of the isolated inertial gravity wave are analysed.     

地转气流中的重力惯性内波

本文用一个一维线性的二层模式,分析了地转气流中重力惯性内波的动力学性质。讨论了重力惯性内波的不稳定性、相速度和群速度后,指出: 1)当地转风速大于重力内波波速时,某些尺度的重力惯性内波可以产生不稳定性,这种不稳定性可以用来解释某些中系统的发展。 2)某些波长的重力惯性内波,它的群速度可以大于相速度;因此在某一地区有中系统发展时,它的能量可以很快地传到下游,而在某下游产生新的系统。     

TWO BIAS CORRECTION SCHEMES FOR ATOVS RADIANCE DATA

To better assimilate Advanced TIROS Operational Vertical Sounder (ATOVS) radiance data and provide more accurate initial fields for a numerical model, two bias correction schemes are employed to correct the ATOVS radiance data. The difference in the two schemes lies in the predictors use in air-mass bias correction. The predictors used in SCHEME 1 are all obtained from model first-guess, while those in SCHEME 2 are from model first-guess and radiance observations. The results from the two schemes show that after bias correction, the observation residual became smaller and closer to a Gaussian distribution. For both land and ocean data sets, the results obtained from SCHEME 1 are similar to those from SCHEME 2, which indicates that the predictors could be used in bias correction of ATOVS data.     

区域极轨卫星ATOVS辐射偏差订正方法研究

近年来,卫星辐射资料在数值天气预报(NWP)系统中的直接同化研究取得了长足进展。为了利用TIROS业务垂直探测器(ATOVS)的辐射资料,必须对卫星观测辐射值的系统性偏差进行订正。在ECMWF原全球TOVS辐射偏差订正方案基础上,结合ATOVS资料特征和中国的实际情况,建立了适用于区域NOAA-15/16/17极轨气象卫星ATOVS辐射资料的偏差订正方案。该方案偏差订正分两步进行:首先进行扫描偏差订正,然后进行气团偏差订正。扫描偏差是临边测量相对于星下点测量的系统偏差,统计显示该种偏差具有一定的纬度依赖性,所以订正时按每10度的纬度带分别进行订正。气团偏差订正主要就是根据当时的天气条件进行订正,而天气条件一般用预报因子来定量表示。文中从中国国家气象中心T213背景场导出预报因子:(1)1000—300 hPa的厚度,(2)200—50 hPa的厚度,(3)模式地表温度,(4)总可降水量。模式预报因子的使用从观念上将对观测值的订正变为对计算前向辐射值的订正问题。试验结果表明,订正结果显著。     

垂直切变和地形影响下惯性重力波的发展

采用分层浅水波方程和ＷＫＢ方法，分别讨论了在基流垂直切变和地形的影响下，二维惯性重力波的稳定性及其发展，并根据理论结果试图解释１９９２年６月２１日发生在京津冀的一次飑线演变与惯性重力波之间的关系，这可能为飑线预报提供一种思路     

边界层急流型重力波─-飞机颠簸的一种形成机制

采用线性化的Boussinesq流体边界层绝热流动方程,比较一维边界层急流型重力波的垂直运动量级,讨论边界层急流型重力波中的湍流发展,认为边界层急流型重力波是造成边界层飞机颠簸的一种机制。     

黑河实验区AVHRR反射率资料的各向异性订正

本文利用1988年9月黑河实验预试验期晴天AVHRR资料分析了实验区反射率观测值和植被指数对卫星观测角的依赖关系,讨论了应用Taylor和Stowe的各向异性订正函数对反射率观测值进行订正的效果及存在的问题。分析结果表明:Taylor和Stowe的订正函数的应用有较好的订正效果,但对高反射率的戈壁沙漠和低反射率的山地森林地区仍存在一定偏差。植被指数基本上不依赖于卫星观测角,但观测区处在星下点附近时测得的植被指数值要比远离星下点时大一些。     

CORRECTION METHODS FOR THERMAL OFFSET ERRORS IN TBQ-2-B PYRANOMETERS

Due to the existence of thermal offsets, global solar irradiances measured by pyranometers are smaller than actual values, and errors are larger in the daytime. Until now, there is no universally-recognized correction method for thermal offset errors. Therefore, it is imperative to identify a convenient and effective correction method. Five correction methods were evaluated based on the data measured from a field experiment from 23 January to 15 November, 2011. Results have shown: 1) Temporal variation characteristics of thermal offsets in the four tested pyranometers are consistent. 2) Among the five methods, non-dimensional quantity method is suggested for use to correct thermal offsets, because it is convenient and no modification of instruments is required. If collocated net longwave radiation and wind speed data are available and their uncertainties are small, the historical solar radiation datasets can also be corrected. And correction effects by the method are better.