三种新型探空仪的性能对比与分析

呼和浩特国家高空气象观测站利用三个厂家的新型探空仪,开展冬季平行观测,并与换型前的GTS1探空仪进行对比,从外观结构、性能指标、对比观测数据等方面评述换型后三种新型探空仪在业务使用中的表现。从太阳辐射对三种新型探空仪温湿支架的增温影响看,GTS13温湿支架设计的最好。从温湿支架上湿度元件防雨帽的效果比较看,GTS13防雨帽最佳、GTS12次之,且GTS12温湿支架出口需硅胶封口改进。业务对比表明,GTS11、GTS12、GTS13探空仪的测温、测湿性能优于GTS1型,三种新型探空仪温度和等压面高度数值比较接近,但在测湿的灵敏度方面,GTS12更好。从雷达接收的探空信号、雷达测距信号强度看,GTS12、GTS13性能比较接近,GTS11在探空观测后期,斜距大于70 km以后,探空信号、雷达信号强度明显变差,尤其是雷达测距信号,甚至看不到凹口,信号变差的比率为22%。三种新型探空仪湿度感应元件在实际应用中,虽然对湿度的感应曲线变化趋势一致,但湿度随气压的变化各具特点。     

两种探空仪判别云垂直结构的对比研究

利用广东省阳江地区2010年7—8月WMO组织的国际高性能探空系统对比试验数据,对Vaisala RS92型探空仪和国产长峰探空仪的测云性能进行对比分析,并利用同步观测的Vaisala云高计和毫米波雷达数据进行了分析和验证。结果表明:两种探空仪判别的云层垂直结构都能较好地反映阳江的实际的云层情况。对于低云,两种探空仪的探测结果比较接近;对于不密实的云层,两种探空仪都会误判为多层云;对于高云,两种探空仪的判别效果均不理想,长峰探空仪还容易漏判云层。RS92探空仪探测的高云的云底和云顶的平均高度要高于长峰探空仪的探测结果。     

世界气象组织国际探空仪对比

1.引言无线电探空仪正继续为气象业务提供基本的高空资料。对资料使用者而言,观测到的温度、气压及湿度的精度是头等重要的。业务数值天气分析预报工作者是最感兴趣的用户。从卫星辐射测量反演大气温度廓线也需要参考探空资料。     

59型探空仪与L波段探空仪数据对比分析

利用西安泾河站2004、2007年共1460多个时次的高空资料,对100hPa及以下等压面的位势高度、温度、露点温度和相对湿度进行全面统计、对比、分析,结果表明：59型探空仪与L波段探空仪所测位势高度和温度差异较小,但59型探空仪前后时次探测值波动较大,而L波段探空仪探测值波动小,前后时次连续性好;59型探空仪与L波段探空仪所测露点温度和湿度差异较大,59型探空仪湿度变化比较平稳,曲线较均匀,符合大气层结规律,而L波段电子探空仪湿度变化较大,曲线呈锯齿状,不符合大气层结规律,L波段电子探空仪湿度感应元件的质量和性能还须进一步提高。     

５９型探空仪与Ｌ波段探空仪数据对比分析

本文将长治市划分为南、北、东三部分,并各选取一个代表站,作为研究对象,资料年代为1961年-2005年。将其45年来各气象要素的分析与全球、全国气候变化对比,得出以下变化事实：近40年长治年降水量呈明显下降趋势（-22．53mm／10a）,秋季降水量呈下降趋势（-11．85mm,10a）,冬季降水量呈略微上升趋势。年平均气温呈上升趋势（0．20℃／10a）,特别是20世纪90年代增温显著,尤以冬季增温明显（0．525℃／10a）,夏季气温有略微下降趋势。进入21世纪降水趋于增多,而气温仍趋于增高。统计气温资料表明,20世纪60年代为偏冷期,90年代是最暖的10年,而1998年和1999年是最暖的年份。     

新型GPS探空仪与业务GTS1 2探空仪对比分析

2012年8月,中国气象局气象探测中心在广东阳江开展自动探空系统新型GPS探空仪比对试验,对比分析其技术改进后的准确性,试验结果表明：温度测量性明显优于GTS1 2型探空仪。湿度测量结果与RS92型探空仪一致性较好,系统误差在15%RH内,标准偏差在12%RH内。气压系统误差全量程在±10 hPa内,标准偏差在08 hPa内。位势高度系统误差在±20 gpm以内,标准偏差在70 gpm内。GPS定位测风性能优于GTS1 2型探空仪配合L波段二次测风雷达测风性能结果。     

国产GTS1探空仪与VAISALA公司RS92探空仪对比分析

文章从静态指标与动态对比两个方面,对中国国产GTS1探空仪与芬兰Vaisala公司RS92探空仪的综合性能进行对比.对比结果表明,GTS1探空仪温度存在滞后误差,RS92探空仪湿度测量结果明显好于GTS1探空仪,200hPa以上RS92探空仪气压变化低于GTS1探空仪,测风精度方面RS92探空仪高于GTS1探空仪,850hPa以下和150hPa以上GTS1探空仪测风与RS92探空仪存在1m·s-1以内的系统差,RS92探空仪在整体性能上高于GTS1探空仪.     

齐齐哈尔气象站四种数字探空仪观测数据对比分析

基于齐齐哈尔国家基本气象站2020年1月和7月高空气象平行观测?数据,采用Ryan-Joiner方法进行正态性检验,采用平均偏差、绝对偏差、均方根误差和相对误差作为对比分析的评估指标,探讨了GTS11、GTS12、GTS13与GTS1型数字探空仪在925～500hPa规定等压面上,测得的温度、相对湿度和位势高度的差异。结果表明：GTS11、GTS12、GTS13型3种探空仪测得的温度均低于GTS1型探空仪;相对湿度均高于GTS1型探空仪;位势高度略低于GTS1型探空仪,比对样本之间具有较好的一致性。     

两种探空仪的施放比较

引言 在新设计探空仪的定型试验或对使用中的探空仪进行质量对比时,往往进行比较施放,以考核其动态测量精度。目前,国内此类试验一般有两种方法,一种是用GZZ2型(简称59型)探空仪和被试仪器进行双施放,另一种是被试仪器两个同球施放。前一种方法把两种探空仪的随机误差混在一起,无法得出被试仪器本身随机误差的量值,只能得出二者之间的系统差;后一种只能求出被试仪器的随机误差,而不能了解被试仪器和常规仪器的系统误差。尤其是当被试仪器的发射机同时又是回答器配合雷达测风时,同球施放两个同样的仪器就比较困难。     

气球携带探空仪上升和降落伞携带探空仪下降的全程探空对比分析

开展气球携带探空仪上升和降落伞携带探空仪下降的探空仪观测试验,建立针对下投式的温度、湿度和气压试验评估方法。试验结果表明上升段的北斗温度、气压测量准确度与RS92基本相当,湿度差于RS92双加热湿度传感器;下降段的北斗温度测量准确度与下降段的RS92基本相当,气压由于快速下降对定位有一定影响从而导致气压误差较大,相对湿度误差基本上在5%以内,符合WMO的测量要求;与风廓线雷达进行时空匹配,上升段北斗风向测量准确度差于RS92,风速测量准确度明显优于RS92。试验同时还验证了气球携带探空仪上升和降落伞携带探空仪下降全程2次探空观测模式具有很好的应用前景,可以实现高空站网的时空加密。     

GTS1型数字探空仪和59型探空仪对比观测记录的差异统计分析

利用贵阳高空气象探测站L波段雷达探空系统和701雷达探空系统定时对比探测资料,对各标准等压的高度、温度、露点进行对比分析,分析记录差异特征和原因,并作统计学检验,为高空探测员和气候工作者提供有益参考。     

新疆探空仪器换型前后资料对比分析

选取阿勒泰、阿克苏、和田等8个台站L波段和59-701系统对比观测逐日07时和19时850～100 hPa 10个位势等压面上的高度、气温、露点温度数据,进行差值、离散程度分析,对数据进行t检验,并给出订正方程.研究发现:(1)温度差值07时阿勒泰、库尔勒、民丰等5站为正,哈密、若羌、阿克苏三站为负,正值表明L波段雷达探测的温度值大于59型的温度值,大部分台站19时的差值比07时稳定.(2)高度差值07时和19时4站为正,250 hPa以下差值在0～-10之间,250 hPa以上差值迅速增大,除个别台站外差值最大值均在100 hPa处.(3)07、19时露点温度差值除个别等压面外均为负值,且07时的差值大于19时.(4)大部分台站的高度、温度能通过信度α=0.05的检验,说明L波段与59-701雷达探空高度和气温观测资料无显著性差异.露点温度均未能通过T检验,通过计算给出订正方程.     

GTS1型探空仪技术改进对比试验

GTS1型探空仪在中国气象局探空网站使用已超过10年,其技术略显滞后,迫切需要技术改进.2010年,GTS1型探空仪在其原技术体制基础上进行了技术改进.中国气象局气象探测中心分别于2010年9月和2011年12月,在阳江探空站组织开展了动态比对试验和温度辐射修正算法改进试验.试验结果表明,改进后的GTS1型探空仪夜间温度偏差较小,在0.1℃左右,日间温度偏差在0.3℃以内;气压测量结果偏小于RS92型探空仪,稳定性优于GTS1型探空仪;湿度传感器反应灵敏,测量结果与RS92型一致性很好,偏差在5％RH以内.     

微波辐射计与探空仪测值对比分析

利用武汉站高时空分辨力探空资料(3h,30m)与同址的MP-3000A型地基微波辐射计资料,分析了微波辐射计探测偏差的日变化及时间序列变化特征。结果表明,微波辐射计对大气要素的探测具有较高的探测准确度,但仍然存在一定的探测偏差。温度的探测偏差大值区出现在午后,相对湿度及水汽密度的探测偏差大值区则在凌晨;温度及相对湿度探测误差的时间序列表现为起伏较大,而水汽密度则相对平稳,降水,特别是强降水,会对微波辐射计的探测准确度产生较明显的影响。     

L波段雷达-电子探空仪系统对比观测分析

利用酒泉高空站L波段雷达-GTS1电子探空仪系统与“59-701”系统1个月的同步观测资料,对该站使用L波段探空系统后高空探测资料变化情况进行分析评估。通过直接对比、与国家气象中心数值预报6 h初估场比较和相关性检验分析,得到各规定等压面上位势高度、温度、湿度、风向、风速等的偏差和均一性检验结果。结果表明,酒泉站使用L波段雷达系统后,温度、高度、风向、风速记录平均而言未产生跳变,对流层上层湿度记录离散性小,新老系统的相对湿度差随高度增加而增加,记录准确率有明显的改善。在温度较低的对流层上层,59型探空仪测定的相对湿度偏高,GTS1型电子探空仪测定的湿度数据更接近国际上比较先进的探空仪。     

邢台地区微波辐射计与无线电探空仪数据对比分析

利用2018年1月至2019年12月河北省中南部地区的微波辐射计和探空数据,将两种探测设备取得的资料在时间和空间上进行点对点匹配,共筛选出187条晴空廓线、1176条云天廓线和12条毛毛雨天廓线,定量分析了各个高度层的晴天、云天和毛毛雨天气条件下两种大气探测设备的温度、相对湿度和水汽密度廓线的相关性及误差情况。结果表明：3种天气条件下的微波辐射计与无线电探空仪温度和水汽密度的相关性整体较好,地基微波辐射计观测的大气参数分布存在不同程度的差异,但是微波辐射计和探空的变化趋势一致性较好,并且无线电探空仪观测的大气参数和微波辐射计反演的温度、相对湿度和水汽密度相关性整体上均呈现低层大气优于高层大气,温度相关性最好,水汽密度次之,相对湿度最低。通过对比各个高度层的拟合程度,发现3.5 km以下的低层大气参数精度更可靠,对于需要间接计算的大气物理量,如K指数、有效位能、积分水汽含量等,使用低层数据计算的大气物理量精度会更好。本文开展的地基微波辐射计反演的大气物理参数与探空仪观测对比研究工作,对提高微波辐射计在大气物理和人工影响天气的探测精度方面具有参考意义。     

美国的辐射探空仪

美国的辐射探空仪是用热敏电阻测量辐射仪上、下两个有黑色涂层的感应面的温度。辐射资料的遥测方法与常规探空仪传递空气温度的方法相似。这种探空仪很轻,可以被一个无线电探空仪气球带到高空。探空仪上附加了一个为遥测空气温度、湿度、高层和低层温度的程序装置。它是用机械或电子启动的。编排信息顺序时还使用了一个电子“环形计数器”。     

三种新型数字探空仪GTS11、GTS12、GTS13性能评估

根据2020年1－4、7月,3种新型探空仪在林芝探空站使用情况,选取最多有效资料,采用静态和动态分析的方法对其性能评估,结果表明：①1－4月新仪器不合格、重放仪器的百分率,由大到小排列,不合格：GTS13、GTS11、GTS12,重放：GTS11、GTS12、GTS13。② 7月20：00规定等压面层700～250hpa区间上,新仪器观测要素值的平均与标准值比较,偏差绝对值的最大偏差,由大到小排列,温度：GTS13、GTS11、GTS12。位势高度：GTS13、GTS11、GTS12。③新仪器单日20：00探空秒数据要素值与标准值比较,偏差的绝对值范围内出现次数所上百分比,由大到到小顺序排列,温度≤0.50℃：GTS13、GTS11、GTS12;湿度≤5%：GTS13、GTS11、GTS12。     

云南探空仪换型温度和位势高度观测数据对比分析

基于云南探空仪换型平行观测期间各标准等压面上的温度和位势高度观测数据以及对应的ECMWF模式预报场数据,利用偏差、标准差、均方根误差和相关系数等对新、旧探空仪观测数据进行对比分析和评估。结果表明:新、旧探空仪观测数据一致性较好,在100 hPa以下两者温度绝对偏差小于1.0℃,位势高度绝对偏差小于30 gpm,100 hPa以上温度和位势高度最大绝对偏差分别为3.9℃和151.0 gpm。除高层个别等压面外,新、旧探空仪观测数据离散性基本一致或新探空仪离散性相对较小。新探空仪观测数据与模式数据更为一致,在中高层表现更为明显;相对于模式数据,新、旧探空仪温度偏差分别集中在±0.7℃、±0.9℃左右,最大均方根误差分别为3.0℃、4.5℃,平均相关系数分别约为0.78、0.73;新、旧探空仪位势高度最大偏差分别为28.5 gpm、130.9 gpm,最大均方根误差分别为87.6 gpm、136.9 gpm,平均相关系数分别约为0.86、0.78。     

三种干旱指标应用对比分析

本在利用最新研制的“青海省气象台干旱实时监测评价业务系统”的基础上，分别使用三种不同的干旱指标对青海省历年的春季、夏季、春夏季的旱情作以统计、对比分析，找出三种干旱指标统计结果的差异，以便在青海省干旱实时监测评价业务应用中有一个更科学的依据。