肠膜湿度表在地面观测中应用的结果

本文介绍北京大学气象专业对肠膜在地面观测中应用的实验结果。肠膜的重要性质有:(1)尺度接近于给呂萨克尺度(表1)。(2)当其被雾或雪花沾湿后,若相对湿度下降至90%以下时,肠膜长度的缩短相当于相对湿度变化7%(图6)。(3)滞后系数小,在0.1—0.2米/秒通风下,和在气温0℃空气饱和时为27秒,-15℃时为34秒(表2、3)。百叶箱中实际观测结果表明:(4)以通风乾湿球为标准,肠膜湿度表观测的相对湿度平均误差为±2%(图8、9)。(5)尺度稳定,在夏季二个半月内检定曲栈平移相当相对湿度变化2%(图8),春冬之交二个月内检定曲钱没有发生任何政变(图10)。(6)肠膜被沾湿后,虽有缩短现象,但仍能有规律地反应湿度(图5、6);并且经过订正后的记录,其误差在肠膜未被沾湿时的观测精确度范围内(图10)。     

L波段电子探空仪相对湿度误差研究及其应用

为了提高高空大气探测数据准确度, 我国从2002年1月开始推广使用L波段雷达-电子探空仪探测系统, 用携带碳湿敏元件的数字式电子探空仪代替用肠膜测湿元件的59型探空仪进行相对湿度探测。但大量的实测探空资料表明:相对湿度探空曲线仍然存在较大误差。利用能测到-30℃低温的高精度湿度校准设备在-30~30℃试验温度范围内对碳湿敏元件进行大量静态测试, 在进一步了解碳湿敏电阻校准线随温度变化的特征基础上, 结合实际探空资料, 修正工厂的相对湿度订正原理和公式, 从而可以提高碳湿敏电阻在高湿端的测量准确度, 提高判断云层垂直位置的准确性, 进而提高L波段探空仪温度测量的精度。     

无线电气象仪

1.无线电气象仪器之发展现状无线电气象仪器,所以测量高空中之温度湿度气压等要素者也。在地位方便之测候所固可收受纪录,即人迹难於接近之处,亦得听取其气象报告。此种仪器,本可以飞机携之上升,以作探测,而迅速报     

2009年上海浦东新区能见度资料的深度分析——兼论高时间分辨率地面观测资料的应用

利用2009年上海浦东新区气象站高时间分辨率的能见度资料及其同步地面气象要素资料,在气块静力稳定的假设下研究了由于辐射冷却引起的霾或雾在演变的各阶段气溶胶吸湿性增长及其消光系数随相对湿度的变化,结果表明：气溶胶吸湿性增长率f（RH）随相对湿度的增长具有先慢后快平滑连续的特点;气溶胶吸湿性增长率在不同季节有所差异,在夏季和秋季较高,在冬季和春季时较低;平均而言,当相对湿度从40%增大到95%时,气溶胶吸湿性增长率可达6.6;对比国内外实验和观测结果,发现f（RH）随相对湿度的变化曲线与硫酸铵亲水增长相似;在这种雾消散时,随着气温的升高,测量给出的相对湿度值不会立即下降,而是在接近饱和的情况下维持一段时间,然后再迅速下降,其滞后大约为1～2小时。这很可能是测湿元件不能及时反映外界湿度变化所致。     

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。     

701C型雷达数据处理终端异常情况应急处理措施

701C型雷达数据处理终端在高空气象观测中运行以来,极大地减轻了劳动强度,减少了出错的机会,但在实际工作中也常有些失误出现,如：气球施放后,发现检定证有错或基测瞬间数据有误;压、湿、温曲线平滑有误,但却已按过键,无法修改;因未联机或其他原因进入程序而使微机处理无法继续;因软件方面的故障使工作难以继续等等。按照高空气象综合观测应急规程规定：当在施放中途因记录无法处理操作失误而导致记录无法继续整理时,可待球炸或探测终止后,启动预处理机重发键（CHF）,从主目录开始,重新处理。这样的处理因为要等到球炸,需…     

小时尺度有效积温在水稻出苗期预测中的应用

为改善日尺度有效积温未考虑日内气温变化的缺陷,分析小时尺度有效积温的应用范围,从而更准确地评估水稻生育期内热量需求。文中以南昌县塔城乡2018年10个播期直播早稻(中嘉早17)为研究对象,比较不同播期处理下播种—出苗始期日尺度有效积温和小时尺度有效积温的差异,结果表明:1)当日平均气温12℃且日最低气温12℃时,日尺度有效积温不为0℃·d,但小于小时尺度有效积温;当日平均气温≤12℃时且日最高气温12℃,日尺度有效积温为0℃·d,而小时尺度有效积温不为0℃·d。在日平均气温接近生物学下限温度时采用小时尺度计算有效积温更为有效。2)利用小时尺度确定了中嘉早17品种播种—出苗始期所需的积温阈值为54.46℃·d,出苗日数与播种期呈极显著的二次函数关系,且播期每推迟5 d,出苗日数将平均缩短2 d。     

广元市主要农作物需水量时空特征分析

选取广元地区1971—2000年（30a）地面气象资料及1985—2009年（25a）农气观测站发育期资料,采用联合国粮农组织（FAO）推荐的Penman-Monteith公式及作物系数,计算出广元市主要农作物逐月（日）平均需水量,并利用Kriging插值法得到各作物需水量的空间分布。根据典型年（丰水年、枯水年及平常年）作物需水量与当月降水量相关分析结果,降水接近多年平均时,腾发量与之基本持平,丰水年腾发量小于降水量,枯水年腾发量远大于降水量;作物需水量空间分布上,东部与南部大于西部与北部。     

关于大气层結对于近地面层中湍流交換的影响問題

本文第一部分运用相似理論和因次分析对层結大气近地面层中湍流交換的問題作了分析,获得了与作者过去根据湍流能量平衡方程所得到的結果一致.第二部分根据新近国外发表的直接測量资料确定了普遍函数中的經驗系数D的大小;还确立了强迫对流向自由对流状态的过渡,与Priestley所指出的不同,它具有极平緩的性貭,計算結果与观測事实符合.在稳定情况下則沒有类似过渡发生.第三部分根据因次分析构成了特征尺度L_(R_i),并建立了以L_(R_i)为特征尺度的湍流交換的模式.討論結果表明,采用这一模式比前一模式合理一些,而且实用上更为方便。     

北京不同站点气象要素的日与月际变化特征分析

利用2010年北京市南郊观象台与门头沟自动气象站的逐时气象数据,研究分析了北京气温、土壤温度、风速和相对湿度的日与月际变化趋势特点。结果表明:1)虽然处于不同区域,但2个自动气象站所反映的气温、土壤温度、风速和相对湿度的日季变化特征基本一致。2)经过月平均化处理后,每个月中,气温日变化特征基本一致,均存在明显的正弦曲线变化,一天中含有一个峰值和谷值,气温高峰值出现在15:00-16:00,谷值则出现在06:00左右。气温高峰值不再出现在14:00的现象,可能与城市土地利用与人为活动有关。3)自动气象站点的气温月际变化基本呈高斯分布,7月份气温最高,1月份气温最低;且南郊观象台与门头沟自动气象站的月均气温的平均值差异不显著。4)浅层土壤温度的日变化特征与气温基本一致,随着土壤深度的增加,土壤温度的日变化曲线逐渐趋于平缓,深层土壤温度较稳定,日变化很小,接近于恒值。5)土壤温度月均值的最大值出现时间随深度增加而向后推移,浅层土壤最大值一般出现在7月,最小值一般出现在1月;地表温度变化幅度最大,达27.3℃。深层土壤温度最大值一般出现在8月,最小值一般出现在2月;80 cm变化幅度最小,只有6.9℃。6)南郊观象台和门头沟瞬时风速全年平均值分别为2.31 m/s、1.78 m/s,通常在14:00-18:00风速出现最大值。7)相对湿度最大值均出现在05:00-07:00,最小值均出现在12:00-15:00,日变化呈双峰型;月际变化为单峰双谷型;2010年南郊观象台和门头沟相对湿度全年平均值分别为51%、54%。     

TK 2GPS人影探空火箭与L波段探空数据差异性分析

开展TK-2GPS人影探空火箭探测数据的分析检验,对于了解试验仪器的适用性和数据可靠性及其在人影中的应用前景非常重要。利用TK-2GPS人影探空火箭和L波段探空资料,采用平均偏差、均方根误差和相关系数等分析方法,对两种探空的温度、相对湿度、风向及风速等要素的差异性和变化特征进行了对比分析,并对可能造成差异的原因进行了探讨。结果表明:探空火箭与L波段探空同要素间均呈显著的正相关,通过了0.05及以上显著性检验。温度、风速平均偏差和离散度较小,相关性最好;相对湿度的平均偏差虽大,但相关性较好;风向在各高度层的离散度较大。两种探空的温度、风速垂直廓线变化趋势一致性高;相对湿度垂直廓线变化趋势存在一定差异,前者相对湿度较后者明显偏小。随水平探测距离的增加,探空火箭探测数据相对L波段探空的偏差值有所增大。通过相关分析建立的相对湿度订正方程,能很好地对探空火箭的相对湿度进行订正。     

大气相对湿度资料融合及融合湿度精度检验——基于2013年1月我国中东部地区卫星和探空相对湿度数据

利用2013年1月MODIS(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer)的大气廓线产品计算得到大气相对湿度廓线,并与探空观测得到的相对湿度资料进行对比,发现总体上MODIS反演的相对湿度高于探空值,且在相对湿度较低区域误差较大;需要剔除有云影响的MODIS数据和相对湿度小于5%的探空数据;用平均值订正法对MODIS数据进行均一性修正,采用直接订正法、最大相关系数法开展MODIS和探空相对湿度资料融合试验,对融合结果进行分析对比和精度检验。结果表明:(1)直接订正法融合湿度在相对湿度较低区域高于探空湿度,在相对湿度较高区域低于探空湿度,最大相关系数法融合湿度在高湿区和低湿区均与探空接近;(2)融合结果精度检验表明,直接订正法融合湿度与探空湿度的平均绝对误差在850 hPa不超过10%,在925 hPa不超过12%,在1000 hPa不超过9%;采用最大相关系数法融合得到的相对湿度值在各层与探空湿度的绝对误差均不超过4%。总体来看最大相关系数法比直接订正法融合效果更好。     

一次准静止锋影响下的昆明长水机场大雾过程分析

本文利用常规高空探测资料和长水机场自动探测资料,分析了2013年12月26~31日大雾天气过程出现的天气背景和气象要素特征,以找出昆明准静止锋影响下长水机场大雾天气的特征。分析表明,此次大雾过程出现了5次大雾天气,在冷空气西进加强、维持、减弱摆动阶段均可产生,其中冷空气维持阶段大雾持续时间最长。大雾时长水机场位于锋后或锋面附近冷空气区内。大雾发生时昆明上空多有双层逆温出现,逆温层底高度低,湿层较深厚,最大相对湿度在92%以上;大雾发生时长水机场为东北风,风速2~5m/s,风向转为西南风,能见度将很快转好。      

复合翼无人机不同传感器探测大气温湿度对比北大核心CSCD

无人机为大气探测的重要平台,为克服固定翼起飞降落条件要求高和旋翼机飞行航时短的问题,中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测实验室自主研制了一款新型复合翼无人机。为检验其在近地面探测大气温湿度的能力,于2020年7月28日—8月6日及2021年8月1—6日,在内蒙古自治区正镶白旗无人机综合验证基地开展了两期无人机搭载不同传感器探测温湿度的比对试验。结果显示:机载自动站与GPS探空仪所测温度绝对偏差为2.00℃~2.35℃,系统偏差可订正;两者所测相对湿度绝对偏差为4.28%;2021年搭载维萨拉温湿探头,测量对比表明维萨拉温湿探头与GPS探空仪测量结果一致性较好,机载自动站与两者差异较大。飞行探测试验表明:长航时复合翼无人机在近地面大气层探空方面机动性强,与常规旋翼无人机相比,可获取更大垂直与水平范围的气象要素信息。     

GTS探空仪碳湿敏元件性能测试数据分析及相对湿度订正

碳湿敏元件受温度影响明显,造成相对湿度探空数据测量的误差。利用温湿控制设备对该元件进行静态试验,测试不同温度对元件感湿特性的影响。通过对试验数据分析计算得到元件的相对湿度温度项订正数据,以及相对湿度的温度项订正拟合公式,可以有效订正由温度引起的相对湿度探空数据误差。对实际相对湿度探空数据资料订正效果的对比分析表明,经过温度项订正后的相对湿度探空数据,不但其准确度得到了提高,而且清楚地体现出在订正之前所不能体现的高空大气相对湿度在低湿段的变化细节。     

GPZ5-3型晶体管回答器原理及使用方法

回答器是高空探测仪器的组成部分。长期以来我国一直使用以电子管为主要元器件的回答器,目前在回答器的关键元器件中,晶体管替代电子管已由趋势变为现实。中国气象局从１９９７年起在全国范围内推广使用晶体管回答器。作者从原理、性能测试以及正确使用方法等方面对晶体管回答器作了介绍     

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GPS探空系统探测能力分析

实验室测试和外场比对试验表明,我国研制的GPS探空系统采用卫星导航测风体制进行测风,GPS高度反算气压取代气压传感器,较之雷达探空体制要更为准确和精确。其在电气性能和稳定性、可靠性方面满足CIMO的探空要求。实验室测试表明,在采用新型温、湿、压传感器和测试条件情况下,准确性误差分别在±0.1℃、±2%、±1hPa之内,满足WMO对常规高空探测要求。与RS92型探空系统相比,国产GPS探空仪的动态测量性能除相对湿度准确性方面由于技术和工艺水平仍有一定差距外,其余要素已接近RS92的水平,尤其与GPS定位相关的气压、位势高度、风向和风速,其一致性标准差已与RS92相当,达到了较高的水平。与我国现有高空探测业务使用的L波段探空系统相比,测量准确性方面已优于L波段探空系统。     

Tropospheric water vapour soundings by lidar at high Arctic latitudes

Ground-based lidars can provide continuous observations of tropospheric humidity profiles using the Raman scattering of light by water vapour and nitrogen molecules. We will present specific humidity profiles obtained at the high Arctic location Ny-Ålesund (Spitsbergen, 79°N). Under nighttime conditions the observations cover a range from about 500 m altitude up to the upper troposphere. Daylight limits the observations to the lower troposphere, depending on atmospheric transmission and the water vapour content. In a case study on 29 January, simultaneous observations of humidity and aerosol extinction show distinct differences in the various altitudes during the advection of aerosol-rich air masses. In the boundary layer, the aerosol is less affected by the humidity. In the free troposphere, the lidar ratio was observed to be up to 60 sr with some evidence for the uptake of water vapour by the aerosol particles. In another case study from 28 February 2002, the influence of the mean wind direction and the orography on the water vapour concentration near the ground and in the free troposphere will be discussed. During wintertime, a humidity inversion up to about 1.5 km altitude with dry air near the ground has frequently been found with wind from the southeast. Such local effects and small-scale structures observed by stationary lidar mostly cannot be resolved by other sounding methods like passive satellite soundings.