怎样才能使气球放得更高

高空探测是指利用遥测和遥感手段进行从地面到对流层、平流层、中间大气层的温度、气压、湿度和风向风速的探测,我国目前普遍使用的常规高空探测方法是气球携带探空仪升空探测,为了获取更多的高空气象资料,就要求尽量提高探测过程的气球施放高度。影响气球施放高度的因素很多,包括当时的天气状况、雷达运行的可靠性、探空仪(含回答器、回答器电池)质量、探空气球的质量和充灌过程的操作方法等等。在雷达、探空仪和气球质量均相对有保证的情况下,探空业务人员在气球充灌过程的操作方法就成了影响气球施放高度的主要因素。笔者在从事高空探测…     

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。     

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。     

提高探空气球施放高度的再探讨

对影响高空气象探测高度的因素进行分析,提出提高气球施放高度的相应对策。     

雨天防故障

降水,给高空探测带来一些困难,稍不注意就会出现高空故障,影响探测质量和施放高度。在长期实践中,我们总结出一条经验,就是“晴天抓高度;雨天防故障”。现就高空探测中,雨天可能出现的故障和防止方法,谈点粗浅的看法。 雨天,高空湿度一般都很大,饱和的湿空气进入探空仪盒内,附在探空仪上遇冷凝结。当电码筒上凝成一层薄霜时,就会使感应器指针尖部与电码简之间接触不良,造成探空仪电码讯号不清,而影响地面接收质量。严重时可造成探空记录缺测或重放球。防止的办法是在施放前用防冻油在电码筒上薄薄地涂上一层,同时将感应器指针尖部也涂上防冻油,这样水汽就无法在电码筒和指针尖上凝结。防冻油在电码筒表面又起润滑作用,保证感应器指针与电码槽路接触良     

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。     

L波段与59-701探空系统相对湿度对比分析

通过统计全国探空系统早期换型时获取的59个高空站L波段雷达-GTS1型电子探空仪系统相对于59-701探空系统在1000 hPa到200 hPa之间各规定等压面相对湿度的差值,分析探空系统换型对于相对湿度一致性的影响。结果表明:GTS1型探空仪测得的相对湿度明显比59型探空仪低,且差值随高度增加而增大,近地层二者相对湿度差值低于5%,200 hPa高度二者差值达到20%以上;冬季两套探空系统相对湿度的差值明显大于夏季,且差值随高度分布情况不尽相同。分析表明:相对湿度差值的变化除了与探空仪施放过程中外界温度变化相关,还与湿度变化趋势和变化幅度密切相关,湿度传感器存在湿滞回线和滞后现象。分析还发现,太原无线电一厂与上海长望气象科技有限公司制造的59型探空仪的性能差异不明显,且GTS1型探空仪与59型探空仪的两种湿度传感器在白天受太阳辐射的残余影响差异也不明显。     

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.     

贮存环境对气球升空高度的影响初探

施放高度是高空气象探测五项业务考核指标之一,研究气球贮存环境对探测高度的影响,对提高探测高度服有直接的关系。     

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.     

超大城市综合气象观测试验之测风激光雷达数据评估

为评估用于超大城市综合气象观测试验的测风激光雷达,从最大有效探测高度和数据获取率两方面对测风激光雷达的探测能力进行分析,同时使用测风激光雷达与深圳气象梯度观测塔的测风资料从不同观测高度、不同观测值等方面进行对比分析,结果表明:测风激光雷达与深圳气象梯度观测塔的风速、风向一致性较好,相关系数分别为0.96、0.99,平均绝对误差分别为0.54 m/s、9.95 °,且不同高度层的测风结果也较为一致,但雨天和雾天条件对测风激光雷达的最大有效探测高度和数据获取率影响较大,设备探测能力受到一定的限制。      

灰色方法在黔南连续阴雨天气过程中的应用

利用黔南布依族苗族自治州（以下简称“黔南州”）龙里县、长顺县、都匀市3个国家气象观测站1964-2020年4月1日-9月30日逐日日降水和日照资料,按日降水＞0.1mm,日照为0h记为1个阴雨日,连续6个阴雨日以上且过程总降水≥30mm算为1次连续阴雨天气过程,分析了黔南州连续阴雨天气过程的时间、空间分布特征,同时利用灰色GM(1,1)方法预测黔南州3地连续阴雨天气的发生趋势。结果表明：在1964-2020年间,都匀出现连续阴雨天气的年际变化周期为2a,龙里和长顺为3～4a;都匀连续阴雨的日数和次数多于龙里和长顺,且过程总降水量也大于龙里和长顺;都匀连续阴雨天气预测周期约为2a/次,龙里和长顺的预测周期约3～4a/次;其研究结果对连续阴雨天气的监测、防治和农业气象服务工作具有参考意义,也为接下来研究黔南州农业气象灾害做铺垫。     

Hazard Analysis of Severe Convective Weather in Guangdong Province, China

A hazard model of severe convective weather was constructed on the basis of meteorological observational data obtained in Guangdong Province between 2003 and 2015. In the analysis, quality control was first conducted on the severe convective weather data, and the kriging method was then used to interpolate each hazard-formative factor, the weights of which were determined by applying the coefficient of variation method. The results were used to establish the hazard-formative factor model of severe convective weather. The cities showing the greatest hazards for severe convective weather in Guangdong Province include Yangjiang, Dongguan, Foshan, Huizhou, Jiangmen, and Qingyuan.     

气象因子对杭州市区酸雨的影响

利用1996-2010年杭州市区酸雨及环境气象因子观测资料,分析了近15年来气象因子对杭州市区酸雨的影响.结果表明:强降水下的酸雨出现频率较低,而pH低值多出现在连续阴雨的天气;北风及偏北风下的降水pH均值较低,西偏南风下降水pH均值较高;在高压底部型天气下降水pH均值最低(4.51),同时酸雨出现频率高达85.3％;而雷雨天气下pH均值最高(5.11),酸雨出现频率最低(66.5％).由此可知在不同的天气类型下,污染物扩散、稀释和湿沉降情况不同,可能是导致酸雨污染程度不同的主要原因之一.     

热气球飞越泰山气象条件分析及预报

分析了热气球飞行的气象条件及泰山对热气球飞行的影响。利用１９８８－１９９５年９－１０月历史资料,对适宜热气球飞越泰山的气象条件进行了统计分析,在总结天气形势特征的基础上,针对热气球飞越泰山受诸多气象要素影响的特点,分析素选取相关性较好的因子,分别建立天空状况,低空风向,地面风速预报方程,最后制作综合预报。经１９９６年,１９９７年９－１０月试报效果较好。     

三门峡苹果气象灾害气象服务效益评估一

选择三门峡苹果种植有代表性的低海拔的塬区、海拔较高的浅山区和海拔最高的高山区,以德尔菲法作为评估方法,通过问卷调查及专家评估的形式,依据气象服务效益贡献率评估模型,对苹果主要气象灾害的气象服务效益进行分析和评估.结果表明：苹果主要气象灾害的气象服务效益贡献率总体为6.5％,冰雹气象灾害的气象服务效益贡献率最高,其次是低温冻害气象服务效益贡献率,高温和连阴雨气象服务效益贡献率处于中间,干旱的气象服务效益贡献率最低.     

随机森林回归法在冬季路面温度预报中的应用

基于宁宿徐高速公路三个交通气象站2015—2018年冬季逐10 min实时观测资料,使用随机森林回归模型预报这三个站的未来1 h冬季路面温度,分析了该模型在冬季路面温度预报中的可行性和适用性。研究结果表明:随机森林回归法可以被用来预报高速公路冬季路面温度,不同类型的交通气象站点的特征输入方案和参数调试标准存在差异;与简单特征相比,引入的复合特征能更好地补充解释交通气象站所处的环境和气象要素,且其对普通路面交通气象站和靠近桥梁、水体的交通气象站的区分度更高,故引入复合特征的随机森林回归模型可以被用来预报高速公路冬季路面温度,且其在对普通路面交通气象站和靠近水体、桥梁的交通气象站的预报效果较好,而对服务区交通气象站的预报效果略差;袋外误差率的降低并不代表预报精度的提高;引入复合特征的随机森林回归模型不论在何种天气状况下,均可用于各不同类型交通气象站冬季路面温度的预报,雨雪天时的预报效果最佳,阴天其次,晴天略差。     

TTS技术在气象预警中的应用

针对基层气象台站天气预警信息发布不及时、语音质量不高的情况,开发一种原理简单、可靠耐用的基于TTS语音合成技术的气象预警信息语音合成系统。介绍了在.NET平台中,采用C#语言,对通过多种方式进行分析、评估而生成的气象预警信息文件进行监控,然后利用TTS语音合成技术实现气象预警信息从文本状态转化为声音信息,最后自动生成为气象预警音频文件,并通过GSM/CDMA/3G网络等,发送预警信息到用户手机、终端报警器和农村信息机的具体过程。该系统能够及时监控服务器中预警文件的生成并进行文字和声音报警,提醒值班人员及时发现预警信息,予以修改订正,并转化为声音文件通过现有各种预警发布方式及时发布。系统已于2012年汛期在益阳市所辖县气象局实现业务运行,运行近两年来,系统工作稳定,不但提高了语音合成质量,同时更加有效地减轻了预报服务人员工作量,提高了气象预警发布时效,在气象预警发布工作中发挥了重要作用。     

2012年春节期间广东罕见低温阴雨天气特点及成因

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR分析资料,以及国家气候中心的海温监测资料等,初步分析了2012年春节前后广东极端低温阴雨天气过程的特点和成因。结果表明,此次过程具有极端温度低、低温范围广、阴雨时间长的特征;此次罕见天气过程是在＂北极涛动＂负位相活动和显著＂拉尼娜＂事件背景下发生,与欧亚地区持续大气环流异常密切相关。乌拉尔山阻塞高压建立后,中高纬稳定的＂两脊一槽＂形势下,有利于短波槽东南移影响华南;同时,高原南侧的南支西风槽加深增强了低纬水汽往华南地区输送,冷暖空气在华南长时间交绥,造成了持续的低温阴雨过程。过程期间,粤北近地层极端气温低,但中层暖层无论从强度、厚度及持续时间均未有2008年明显,因此过程主要以＂低温＂和＂阴雨＂为主,并未发生类似2008年初的粤北持续大范围＂低温雨雪冰冻＂天气。