谈高空大气无线电探测的技术体系

谈高空大气无线电探测的技术体系赵义勇（内蒙古气候中心）从１９３０年原苏联巴甫洛夫斯克高空观象台莫尔恰诺夫教授施放世界上第一个时间间隔式遥测无线电探空仪到现在已整整６５年了。在这半个多世纪里，无线电探空仪已发展到能够探测并描述从低空几百米到高空３０多公...     

高空气象探测测风计算方法的分析

通过采用探空高度的计算方法和采用相邻测风高度内插的计算方法,计算高空综合探测测风记录1～5分钟的模拟斜距失测部分的量得风层,比较这两种计算方法可能产生的误差,分析采用测风高度内插计算斜距失测部分的量得风层的可行性.     

对400MHz电子探空仪-701C测风雷达探测技术实现的探讨

目前我国的高空气象探测系统是由测风雷达和气球携带的探空仪两部分组成。测风雷达测定气球的空间位置，探空仪提供大气的温度、气压和湿度数据。全国120多个高空站中，除少数台站使用“GTS数字探空仪—GFE型L波段二次测风雷达”和“TK-2电子探空仪—707型C波段一次测风雷达”外，     

高空气象探测中测风数据的检查程序

1999年的探空处理程序中 ,测风记录只计算显示每分钟的量得风层 ,经过实践发现 ,雷达传输给计算机的数据经常有误 ,主要是仰角 ,斜距。有的及时发现并改正 ,有的则必须借助计算器算出每分钟的测风高度加以分析才能看出 ,遇到时间长一些的记录 ,很容易造成错报、迟发。为了减少工作量 ,提高时效 ,根据测风气球的升速特点 ,我们用 VB6.0编写了高度检查程序。程序共分为两个窗口 ,第 1个窗口是控制窗口 ,根据需要随意选择年、月、日、时 ,默认时次是最近一次的测风记录。确定之后打开第 2个数据窗口。窗口内显示的是时间、仰角、斜距、高度、…     

谈谈提高我国高空探测质量的途径

谈谈提高我国高空探测质量的途径戴宪承（山西省气象局经营服务处０３０００２）高空探测资料（压、温、湿、风）是用来进行天气分析和天气预报的重要数据，尤其是在数值预报已成为一种主要预报手段以来，高空探测资料更显重要。因此，高空探测记录质量的高低，直接影响到...     

北斗探空系统研发及其测风性能初步分析

高空气象观测是综合气象观测系统的重要组成部分,对天气预报、气候变化等业务科研具有重要的作用。基于北斗卫星导航系统研发了北斗探空仪及地面接收系统,目前试验样机生产已初步完成。北斗探空仪可采取单北斗、单GPS、北斗与GPS混合定位测风等3种测风模式,试验结果表明:北斗探空仪采用混合定位测速方式测风与GPS标准探空仪相比, 北向速度标准差为0.05 m·s-1,平均偏差为-0.05 m·s-1; 东向速度标准偏差为0.03 m·s-1, 平均偏差为-0.01 m·s-1; 高度标准偏差为6.88 m,平均偏差为7.48 m。北斗探空仪测风性能与GPS探空仪相当。     

高空气象探测数据评定方法研究

介绍了高空气象探测中数据不确定度的分析方法，并提出优化测量方案。     

改进高空测风算法的试验

通过L波段系统与GPS同步比对,分析了我国现行高空测风算法在一般情况下造成的误差、在特殊情况下对风的变化可能产生的错误判断或无法判断。目前高空探测系统实现了自动化,秒尺度坐标数据采样密度和计算机完成计算的条件下,计算方法应该也可以作相应的改进。本文以WMO的相关技术要求为标准,探讨了提高高空风探测的空间分辨率、计算精度和精细化描述风垂直变化的可能与具体实施的途径,进一步提高高空风测量结果的准确度。     

高空探测中探空仪气压元件变性的探讨

2004年5月27日18时～20时阿克苏出现一次强对流天气,其中18时27分至19时52分出现雷暴,19时05分至20时25分出现阵雨,致使基值测定和施放瞬间观测的干、湿球温度值变化较大,并且临近放球时风速达9m/s放球后,气球升速偏慢,至20时26分钟球炸(气球飞行了65.8m in)。用辅助功能查算61.9m in后气球平均升速<150m/m in,故确定探空终止层在61.9m in,测风从62m in开始至65m in采用单独测风计算方法整理(简称单测)。从打印出的资料上看,除气球平均升速为206m/m in有点反常外,似乎记录并无其它异常情况,但是后来通过认真分析,判断出本时次的探空仪气压元…     

高空气象探测数据评定方法研究

介绍了高空气象探测中数据不确定度的分析方法,并提出优化测量方案。     

L波段雷达测风特殊情况处理技术

随着高空探测自动化水平和仪器精度的不断提高,气象探测数据也越来越精确,为了提高高空风探测结果的准确性和完整性,解决实际工作中因计算方法不适合、数据平滑误差等原因引起的数据错误或量得风层缺测等问题,提出利用L波段雷达测风秒数据进行风向判断弥补缺测数据,利用内插方法计算斜距减小人为误差等方法。这些方法在实际工作中取得了较好的效果,可以有效减少数据缺测和误差偏大现象,提高了高空气象探测数据的质量。     

风廓线雷达与L波段雷达探空测风对比分析

为了解风廓线雷达探测的准确性,对北京南郊大气探测试验基地2006-2008年3年的观测资料与常规高空探测资料即L波段雷达探空测风数据进行了对比,计算并分析了不同高度、不同时次、不同风速条件下的对比结果,进行了相关性分析,计算了平均差和标准差。结果表明,二者测风结果有较好的一致性,半小时平均水平风u、v分量的标准差在2.3m/s左右,为风廓线雷达和L波段雷达探空共同的测量误差及不同采样空间和时间的水平风的差异。     

从毛里求斯国际探空系统对比看全球探空技术的发展

文章介绍了2005年2月7~25日在毛里求斯举行的由芬兰、日本、美国、法国、英国、德国、瑞士6个国家的厂商生产的探空系统参加的探空系统国际对比试验,本次对比试验堪称高精度探空系统对比。文中主要介绍分析了这些探空系统技术结构和性能特点。这些探空系统具有体积小、重量轻、信号接收和数据处理自动化、通信频道窄、采用GPS技术测风、传感器体积小、响应速度快的技术特点,体现了全球探空技术发展趋势。     

基于地心坐标系的卫星导航测风平滑算法

本文从高空风探测原理出发,提出可业务化运行的卫星导航探空系统高空风平滑计算方法。该算法首先根据北斗〖CD*2〗GPS（Global Positioning System）双模式探空仪提供的大地坐标秒间隔数据,基于地心坐标系计算原始高空风;然后,采用矢量滑动平均法对原始数据进行平滑处理。通过与同球施放的芬兰RS92探空系统做比对分析得出,滑动平均窗口在0～32 km高度范围内设置为34 s、在32 km高度以上设置为60 s条件下,卫星导航探空系统与RS92探空系统高空风测量结果吻合较好。该算法计算结果同基于站心坐标系计算的30 s滑动平均风基本相同,但其风速分量误差范围在32 km高度以下略优、在32 km高度以上减小明显,升空全程误差范围更为稳定。     

L波段高空气象探测系统软件

介绍了目前中国气象局高空探测业务正在使用的新型L波段高空气象探测系统软件,该软件系统采用Bor-land C 语言,在Windows操作系统下进行编制,采用图形化操作界面,符合现行的高空气象观测规范,主要包括放球程序与数据处理程序.该软件系统已经成为中国气象局高空气象探测网的骨干软件系统.业务运行表明系统软件稳定正常,操作方便,用户界面友好,功能完善,基本上实现了从数据采集到数据处理的自动化.从软件系统所包含的基本功能、异常情况处理予以介绍,并举出了一些典型示例,同时针对软件的发展提出了今后的设想,提出设计标准接口,编制网络化的软件系统.     

基于探空风资料的大气边界层不同高度风速变化研究

利用1981—2014年我国资料齐全的93个高空气象观测站(距离雷达300、600、900 m高度)的探空风资料,按照气象地理区划,借助GIS分析了边界层内不同高度风速及其趋势的时空变化,得到以下结论:300～900 m,东北和华北地区累年平均风速较大,西南和西北地区累年平均风速较小;边界层内各高度同一地区平均风速的月变化趋势基本一致,但各地区季节风速变化不同,同一地区月平均风速的年较差随高度上升而增大;300 m.各地区年平均风速均显著减小:在600和900 m.华北、西北、华中地区年平均风速呈增加趋势,东北地区年平均风速呈减小趋势,但均未通过显著性水平检验;各高度年平均风速空间分布均为东北地区较大,尤其大兴安岭和东北平原地带;从沿海到内陆,由东至西风速逐渐减小;在300 m.全国年平均风速以减小趋势为主;在600 m,全国大部分地区年平均风速呈增加趋势,尤其是中部、西北和华东沿海地区;在900 m高度,全国年平均风速变化趋势呈现由边界向内部的包围态势,中心地区呈增加趋势,边界地区均呈减小趋势,但是通过显著性水平检验的地区不多。     

可业务化运行的L波段探空系统高空风改进算法

为进一步挖掘L波段高空气象探测业务系统原始资料潜力、优化改进现行测风业务算法,本文基于新疆博湖东岸L波段系统机动站累积的两年探空原始资料,提出了可业务化运行的高空风改进算法。该算法首先对雷达原始秒点坐标进行严格的质量控制,采用低通滤波、加权最小二乘法、线性补缺等方法去除探空仪摆动、雷达测量误差等对秒点坐标造成的扰动;然后采用逐秒点坐标滑动计算矢量平均风,通过与同球施放的GPS探空做比对分析得出,在全程使用50-60s计算时间窗口或前50分钟使用30-40s时间窗口、50分钟以后使用50-60s时间窗口条件下,雷达矢量平均风廓线与GPS矢量平均风廓线吻合较好;规定高度层风和固定垂直分辨率高度层风采用查找表方法确定,其结果不仅能在风场结构上与现行业务算法一致,同时能呈现出明显的风层脉动信息。     

L波段高空气象探测系统测风算法改进探讨

对我国高空气象观测业务中的平均风计算方法及其存在的问题进行了分析和探讨,提出了完全采用矢量平均风算法来求取高空规定层风的业务流程改进方案;用锡林浩特站和阳江站同球施放的RS92GPS探空仪与L波段雷达-GTS1探空仪的对比观测数据集,对20~200s时间窗口下的各种矢量平均风计算方案及其规定风层计算结果进行了分析比对,提出未来改进的L波段高空气象观测系统可以测试使用时间窗口为30~45s的矢量平均风、使得计算风层达到每150~350m高程一个,以便进一步提高与GPS测风结果的一致性、更好地满足预报服务部门对高空风垂直分辨率的应用需求。     

L波段探空系统高空风平滑计算方法探讨

在分析现行业务L波段探空系统测风原理的基础上,提出改进高空测风数据的平滑计算方法.首先比较了业务分钟风与滑动平均风两种高空测风数据的平滑计算办法,并与GPS RS92测风数据进行了对比分析和批统计处理,特别是对业务L波段雷达在1～21、22～42和43分钟及以后采取不同的时间隔计算风的规定给出了分时段以及低仰角、远距离和小风速的统计分析.结果显示,滑动平均法在选取合适的滑动平均窗口的条件下,其计算的高空风与GPS RS92测风结果一致性更好且动态误差小.建议未来改进业务L波段探空系统的高空风平滑计算方法时,采用窗口为1分钟的滑动平均方式或者前20分钟采用30秒,以后采用1分钟的分段滑动平均方法.