L波段高空气象探测系统原理及使用方法

L波段高空气象探测系统原理及使用方法

L波段高空气象探测系统（或称L波段雷达）在我国气象探空工作中发挥着重要作用。正确的使用与操作是获得高精度探测数据的前提。本文探讨了L波段气象探空系统的原理，介绍了利用该系统进行气象探测的使用方法，列举了使用过程中的常见问题及解决方案，能够为该系统的使用者提供有益的参考。

标签：L波段高空气象探测系统二次测风雷达使用操作常见问题

L波段高空气象探测系统是我国自主研发的新一代探空系统，主要由二次测风雷达和电子探空仪两部分组成，可用于探测从地面至30000米大气层的风向、风速、气温、气压、湿度等气象要素。其中，电子探空仪安装在氢气球上，探测时将气球释放到高空。二次测风雷达主要用于跟踪气球的轨迹，并据此计算出测风数据。接收机实时接收电子探空仪发射回来的探空码，经解码后就可以得到温度、湿度和气象等气象要素。

1雷达跟踪气球轨迹的原理

普通一次雷达所追踪的目标是无源的反射体，如飞机和导弹等，依靠目标反射的雷达波来确定其轨迹。二次雷达与一次雷达不同，它所追踪的目标是有源的。这种有源的目标物，被称作“无线电应答器”。在雷达波段中，L波段表示1-2GHz，波长30-15cm，而二次测风雷达的实际使用频率为 1.675GHz，实际波长为17.9104cm。

进行探测时，探空气球携带无线电应答器和电子探空仪升空。同时二次测风雷达在地面发出“询问信号”，触发应答器发回“回答信号”，并被雷达天线接收。根据无线电波从雷达天线到探空气球之间的往返时间，就可以计算出二者之间的距离。计算公式为：

D=■（c△t）

式中D为雷达天线与探空气球之间的距离，△t为无线电波的往返时间，c 为光速，c=3×108m/s 。影响测距精度的两个重要因素分别为△t的测定精度以及应答器的触发延时。

为了测量气球的方位角度，二次测风雷达的天线设计为4个φ0.8m的抛物面天线，发送的水平、垂直波瓣宽度均不大于6°。当天线电轴对准目标时，射频信号到达各个天线的路程相等，无相位差。在显示器上表现为四根亮线一样长的。若电轴没有对准目标，则显示器上的亮线不一样齐。因此在高空探测中，只要转动天线，使显示器上的亮线始终两两对齐，就表示雷达天线对准了目标，根据雷达方位角度就可以知道气球的方位角度。根据雷达测距和测角的数据，就可以计算出探空气球在空中飘移的速度和方向，也就得到了风速与风向。

高空气象探测——测风经纬仪

第一章测风经纬仪 第一节测风经纬仪的种类和性能 第二节测风经纬仪的结构 教学目的： 目的：掌握测风经纬仪的分类、性能指标和构成。 要求：掌握测风经纬仪各旋钮的位置、作用以及使用，能够迅速准确进行读数。 教学内容： 测风经纬仪的种类种类；性能指标；组成以及各部件的作用；读数方法。教学重点与难点： 各旋钮所在位置和功能以及读数方法。 课后作业： 测风经纬仪主要有哪几部分组成？各部分的作用如何？ 课后体会： 通过教学，使学生对测风经纬仪的分类、性能指标、组成以及各部件的作用有了一个初步的认识，基本掌握读数方法，但还应加强读数精度和速度。 第一节测风经纬仪的种类和性能 种类：CFJ—1型、CFJ—2型和701型。 性能指标：常用测风经纬仪的性能指标。 第二节测风经纬仪的结构 组成：望远镜部分、读数装置、水平调整装置、照明装置和附件。（本教材以CFJ-1型测风经纬仪为例。） 一、望远镜部分 作用：跟踪气球,放大物影。 组成：主望远镜、辅助望远镜、进光反射镜、望远系统变倍手轮、中间镜组、目镜以及瞄准器等。

瞄准器：观测时瞄准气球用。 三棱镜：把物镜中映到的物象反射到目镜中，而使观测者看到物象。 目镜：观测者可以根据自己的视力以及目标物的远近适当调整焦距，使物象清晰可见。 望远镜系统变倍手轮：用来改变镜筒内小反光镜的位置，达到主、辅望远镜转换（变倍）的目的。 二、读数装置 读数装置：由仰角刻度盘、方位刻度盘、仰角读数系统、方位读数系统、进光反射镜、分划板以及四个三棱镜组成。 仰角刻度盘：由透明的有机玻璃制成，盘上刻有-5°—185°刻度，每小格为1°。此刻度盘以水平轴为中心，固定在目镜筒上，并与物镜一起绕水平轴转动，指示出物镜指向的仰角值，观测者通过仰角读数系统，即可读出物镜指向的仰角示度。 方位刻度盘：由有机玻璃制成，沿顺时针方向刻有0°—360°刻度，每格为1°，固定在经纬仪基座的垂直轴上，当望远镜绕垂直轴转动时，方位刻度盘保持不动，指示出望远镜指向的方位值，观测者通过方位读数系统即可读出物镜指向的方位角示度。 分划板读数游尺结构：游尺上排是仰角刻度，下排是方位刻度，均以分划板读数游尺上的零刻度线为读数指标，整个分划板读数游尺相当于1°，是用来读取小数的。 三、转动装置 由仰角转动手轮、方位转动手轮、方位盘固定螺旋和方位归零手轮组成。 方位盘固定螺旋：固定方位刻度盘。 方位归零手轮：调整方位刻度盘的位置。 四、水平调整装置 水平调整装置：由一个管型水准器和三个水平调节螺旋组成。 水平调节旋扭：使底座升降，以便使经纬仪调至水平。 五、附件： 由三角架、指南针、滤光镜、照明装置、太阳罩、毛刷、小工具等组成。

高空气象探测秒级数据省级质量控制方法的研究

高空气象探测秒级数据省级质量控制方法的研究 发表时间：2018-11-15T13:30:35.377Z 来源：《科技新时代》2018年9期作者：刘园园张峻刘莹[导读] 与地面观测系统的发展相比，高空气象资料业务发展相对滞后，实时-历史资料处理业务分离，大多数资料质量控制仅在台站级 （湖北省气象信息与技术保障中心，湖北武汉430074）摘要与地面观测系统的发展相比，高空气象资料业务发展相对滞后，实时-历史资料处理业务分离，大多数资料质量控制仅在台站级，实时资料在省级基本没有质量控制与信息处理反馈。本文主要研究高空气象探测资料秒级数据的质量控制方法，以实现自动质量控制，保证实时资料与历史资料的时效性和高效性。关键词高空；质量控制；秒级数据引言 高空气象观测是综合气象观测系统的重要组成部分，高空气象观测资料为天气预报和气候预测等气象业务提供基础数据支撑。我国已建成由120个站组成的高空气象观测网，是全球高空气象观测站最密的地区之一，其中参加全球资料交换的站多达87个。经过几十年的发展，高空探测设备已从初期的经纬仪测风观测、二次雷达综合探测（人工跟踪）发展到了二次雷达综合探测（自动跟踪），要素传感器也从机械式发展到电子探空仪，观测数据已能自动化处理，仪器性能、探测高度、数据精度等都有了很大的提高。随着地面气象资料一体化业务和台站地面、高空观测业务一体化的开展，建立一套比较完整的实时质量控制和处理流程，以提升高空气象探测资料的质量显得尤为重要。本文着重介绍高空气象探测秒级数据的质量控制方法研究及其在气象资料业务系统中的应用。 1 秒级数据省级质量控制对象 高空气象探测秒级数据包含温度、气压、相对湿度、仰角、方位角、斜距、经度偏差、纬度偏差、风向、风速以及位势高度等共11个气象要素。 2 秒级数据省级质量控制方法 省级质量控制方法主要包括基本参数检查、数据缺测检查、允许值范围检查、差值检查、时间一致性检查、单调性检查和要素间一致性检查，其中时间一致性检查由孤立值检查和重复值检查组成。 2.1 基本参数检查 检查秒级观测资料元数据信息是否完整，包括操作软件版本信息、测站基本参数、观测仪器参数、基值测定记录和本次观测行为的基本描述信息。需判断区站号是否在全国探空观测站点列表中，否则备案待查或更新站点列表。经纬度、测站高度应与中国探空观测站点列表对应的经纬度和拔海高度基本一致，实时上传经纬度和台站信息表差异允许的差异范围为0.1°，实时上传拔海高度和台站信息表拔海高度差异允许的差异范围为10m。 2.2 数据缺测检查 当数据缺测时，不再作为后续质量控制步骤中的质量控制对象或参考数据；若数据未缺测，则判别为正确，进入下一步检查。 2.3 允许值范围检查 当数据未通过允许值范围检查时，则置为错误，不再作为后续质量控制步骤中的质量控制对象或参考数据；当数据通过允许值范围检查时，则判别为正确，进入下一步检查。表1 （秒数据）要素允许值范围列表

高空气象探测第六章习题

第六章GFE（L）1型测风雷达 1、GFE（L）1型高空气象探测雷达的用途、功能、特点、整机组成。 2、GFE（L）1型高空气象探测雷达室内与室外连接要求、天线装置的组成、基本工作原理和测距测角原理。 3、GFE（L）1型高空气象探测雷达主要性能指标。 4、L波段测风雷达的标定项目有哪些？雷达三轴一致是指哪三轴，定义如何？ 5、L波段雷达开机及检查步骤如何： 6、简述实现L波段雷达对探空仪信号的调整及自动跟踪检查方法。 7、L波段雷达系统接收软件界面上主要按钮的作用如何？ 8、利用放球软件施放气球前、放球瞬间应做好哪些准备？为了获得近地面层的资料，在大风时保证施放气球成功，值班人员应做好哪些工作？ 9、L波段雷达定期维护的种类和基本任务以及雷达精度标定检查的时间规定如何？ 10、雷达使用注意事项有哪些？ 11、L波段雷达小发射机、高压、全高压按钮的作用。 答案 1、GFE（L）1型高空气象探测雷达的整机组成。 由天线装置、主控箱、驱动箱、计算机、示波器、UPS电源等。 2、GFE（L）1型高空气象探测雷达的测距、测角原理。 测距原理是：雷达发射的“询问”脉冲被回答器的天线所接收，回答器就发射一个“回答”脉冲被雷达所接收。由于雷达对探空仪发射与接收采用同一通道，即询问和回答采用大致相同的频率，所以当雷达发射的询问脉冲被探空仪接收后，加到高频振荡器，此时在询问脉冲作用下使超再生作用加强，即“超杂波”的幅度稍稍增大即产生“鼓包”，在询问脉冲作用后的一段很短的时间内超再生振荡停止即“缺口”，这个“鼓包”与“缺口”就是探空仪对雷达询问脉冲的回答信号，测定回答信号相对雷达主波的延时，即可测定探空仪与雷达间的斜距。 测角原理是：当目标偏离雷达时，接收机将经放大、解调后得到的且受角误差调制的800KHz副载波送至天线控制分系统，在那里，角误差被解调出来经放大后去控制驱动电机，使天线对准目标。此时天线的方位俯仰位置通过同步发送机把位置信息变成电信号送到测角分系统的轴角变换电路，把模拟量变成为数字量并实时地送到数据终端，从而完成了角度的测量。 3、GFE（L）1型高空气象探测雷达主要性能指标。

《高空气象探测》电子教案

《高空气象探测》课程电子教案 目录 绪论 第一章测风经纬仪 第一节测风经纬仪的种类及用途 第二节测风经纬仪的构造 第三节测风经纬仪的安装和使用 第四节测风经纬仪的器差检查和调整 第二章701测风雷达 第一节701测风雷达的用途和工作原理 第二节701测风雷达的组成及其作用 第三节701测风雷达的性能 第四节701测风雷达的使用 第五节701测风雷达的标定 第六节701测风雷达的维护 第七节701测风雷达的定期维护 第三章制氢原理 第一节化学药物制氢 第二节 QDQ2-1型电解水制氢 第四章灌球与观测 第一节球皮的分类与用途 第二节气球升速的确定 第四节气球的充灌 第五节测风工作的进行 第五章单站高空风记录整理 第一节单站高空风的计算原理 第二节计算量得风层的风向风速 第三节计算规定高度的风 第四节选择最大风层

第五节净举力发生错误时的处理方法第六节高空风报告电码 第七节特殊情况的处理 第六章 GFE（L）1型测风雷达 第一节雷达简介 第二节基本工作原理 第三节性能指标 第四节雷达的标定 第五节雷达的使用 第六节雷达的维护 第七章 GTS1型数字探空仪 第一节探空仪结构 第二节探空仪的技术指标 第三节探空仪的工作原理 第四节使用方法和维护 第八章 GEZ10型探空仪检测箱 第一节概述 第二节主要技术指标 第三节整机结构及功能 第四节使用方法 第九章探空记录整理 第一节计算规定等压面 第二节选择特性层 第三节选择对流层顶 第四节选择零度层 第五节特殊情况处理 第六节高空压温湿报告电 第十章高空记录月报表 第一节高空压温湿记录月报表 第二节高空风记录月报表

第三节高空矢量风统计表 第十一章 L波段（1型）高空气象探测系统 第一节系统简介 第二节主要特点 第三节主要处理方法 第四节台站参数设置 第五节放球软件的使用 第六节数据处理软件 第七节系统操作注意事项 第十二章 TD2—A 型数字式电子探空仪 第一节概述 第二节主要测量指标 第三节探空仪工作原理 第四节检定证 第五节保管与使用注意事项 第六节探空仪的施放 第十三章 400M数字式电子探空仪接收硬件 第一节基本工作原理 第二节 GTC1-4型高空数据处理器 第三节雷达数据解调板结构与原理 第四节数据处理器 第五节硬件系统的调整 第六节雷达开关机注意事项 第七节数据处理器与雷达及主机的连接 第十四章 701-400兆电子探空仪高空气象探测系统第一节系统简介 第二节台站地面参数 第三节放球软件 第四节数据处理软件 第五节系统操作注意事项

高空气象探测数据质量控制方法论文.

高空气象探测数据质量控制方法论文2019-12-02 摘要：指出了高空气象探测数据在天气预报、气候分析、气象服务、科学研究等方面作用重大，对高空气象探测数据进行质量控制，为使用者提供相对准确的数据资料是新时代气象科技发展的要求。阐述了质量控制的内涵，分析了影响高空气象探测数据质量的因素，探讨了高空气象探测数据质量控制的方法。 关键词：高空气象探测数据；质量控制 １引言 气象数据为天气预报、气候分析、气象服务、科学研究等工作提供重要依据。在气象观测领域，高空气象探测所获得的第一手数据，揭示了各类天气现象产生的原因及其发生、发展的内在规律，因此常规高空气象探测数据非常重要。高空气象探测数据是通过每天施放无线电探空仪获取的，数据质量受到无线电探空仪、地理环境、无线电干扰、设备性能和各类异常天气的影响，探测结果与真实情况有一定的差异。随着气象科学事业的发展，科技工作者需要更高质量的观测数据。因此，对高空气象探测数据进行一定的质量控制，给使用者提供相对准确的数据资料，是高空气象探测人员必须思考和研究的课题。 ２质量控制 质量控制是指为了达到质量要求，而采取的作业技术和活动。具体而言，质量控制是为了通过监视质量形成过程，消除质量环上所有阶段引起不合格或不满意效果的因素，以达到质量要求，获取经济效益，而采用的各种作业技术和活动。高空气象探测数据质量控制是指对观测数据质量进行检查以判断是否达到一定要求的过程，目的是对数据进行合理性检验，找出缺测的、错误的、可疑的数据，进行标记或通过数据内差等计算进行修正，确保提供的数据符合质量要求。［１］原始数据的质量对各项气候统计结果的可靠性和正确性产生直接影响，因此，质量控制是高空气象探测数据库建设非常重要的内容。一般而言，数据质量控制有以下两种方式：一是对原始探测数据在统计前进行质量检查；二是探测数据在完成信息化后对其重点进行质量控制。高空气象探测数据质量控制分为自动和人工两种，自动质量控制是根据温度、湿度、气压等曲线正常趋势，删除明显错误值后，通过最小二乘法多项式曲线拟合进行平滑。人工质量控制是操作员实时监控，通过历史数据资料库、数据变化趋势等对观测数据进行对比分析，删除明显错误值。 ３影响高空气象探测数据质量的因素 高空气象探测数据质量受仪器精度、观测环境、人为操作的影响［２］，因此，质量控制贯穿于整个观测活动。目前使用的Ｌ波段高空气象探测系统主

高空气象探测——灌球与观测

单元标题：第四章灌球与观测 第一节球皮的分类与用途 第二节气球升速的确定 教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时： 教学目的与要求： 目的：了解探测球皮的分类与用途、讨论分析作用在气球表面的力、气球的上升速度、升速公式，确定气球升速的原理。 要求：掌握探测球皮的分类与用途，了解气球升速的确定原理与方法。 主要教学内容： 球皮的分类与用途、球皮的性能和选用方法、球皮使用与保管注意事项、作用在气球表面的力、气球的上升速度公式的讨论以及确定升速的方法。 教学重点与难点： 球皮的分类与用途、气球的上升速度、升速公式的讨论，确定升速的方法。课后作业： 1、什么是总举力？什么是净举力？如何确定测风气球净举力？ 3、高空风观测方法以及球皮的分类如何？ 4、高空气象探测的分类，各类气球升速的要求 课后体会： 通过教学，同学们基本掌握了探测气球的种类和高空测风方法的分类，了解气球上升中所受到各种力的作用，掌握总举力、净举力的定义和确定气球升速的方法。但必须通过今后的实习进一步加深了解。

第四章灌球与观测 第一节球皮的分类与用途 一、气象球皮的分类 我们把尚未充气的气球称为球皮。 气象球皮分为两大类： 1、探空气球：该气球携带探空仪和回答器，可升至30Km的高度，与测风雷达配合进行探测。 探测时，除了把气球作为气流运动的示踪物，测定高空风随高度的分布情况外，还要将气球作为携带高空气象探测仪器升空的运载工具，探测高空温、压、湿随高度的分布情况。飞升时，具有一定的上升速度（400米/分左右），以保证探测仪器各感应元件的通风量，使探测到的温、压、湿结果具有一定的精确度。 2、测风气球：按探测手段又分为大球和小球。 大球：携带回答器的气球，可升至30Km的高度，升速为400米/分左右，与测风雷达配合进行探测，只能作为气流运动的示踪物测定高空风随高度的分布情况。 小球：充灌氢气后与测风经纬仪配合，不携带附加物升空（夜间观测携带灯笼和蜡烛），升速为200米/分钟，只作为气流运动的示踪物，测定高空风随高度的分布，探测高度受天气条件的限制。 二、球皮的性能和选用 性能：均由天然乳胶或合成橡胶制成，具有良好的弹性。 球皮质量判断方法： （1）形状：气球近似有圆形和椭圆形，相比之下椭圆形气球施放高度较高一些。 （2）弹性：可用手轻轻拭拉球皮，感觉柔软而松弛，说明气球质量较好，感觉弹性较差，则说明气球质量不太好。 （3）大小：从球咀到球顶的距离越大，说明气球较大，施放高度较高。 （4）均匀度：展开球皮，无大的绉折和明显的薄厚差别则较好。 三、球皮使用与保管注意事项

高空气象探测第一章习题

第一章测风经纬仪 1、测风经纬仪的用途： 2、测风经纬仪的组成： 3、测风经纬仪望远镜部分的组成与作用。 4、读数装置的组成与分划板读数游尺结构。 5、转动装置的组成和作用。 6、、水平调整装置的组成和作用。 7、经纬仪的安装和三步调整定义、步骤、方法。 8、经纬仪观测点应具备的条件。 9、仰角、方位角的定义。 10、经纬仪观测固定目标物方位角的测定。 11、经纬仪的器差定期检查项目、产生原因、时间规定、检查调整要求与方 法。 12、高空气象探测范围：地面—拔海30Km 13、目前我国现有高空气象探测台站数。（不含台湾和香港）。 答案 1、测风经纬仪的用途与组成： 用途：高空风观测；对各种测风雷达进行定位准确性的标定。 组成：望远镜部分、读数装置、水平调整装置、照明装置和附件。 2、经纬仪观测点应具备的条件。 （1）四周开阔，不得有高大建筑物或其他障碍物，从经纬仪观测点向四周看去，障碍物顶端的仰角不得超过5°，特别是当地最多风向的下风方更要保持开阔。 （2）经纬仪观测点及周围的地面应平坦坚实，固定台站最好修建一个专供架设经纬仪用的水泥平台。 3、仰角、方位角的定义。 仰角：水平距离与视线的夹角。 方位角：水平距离与正北线的顺时针夹角。 4、水平调整的定义及步骤： 定义：观测前调整经纬仪的水平轴在各个方向上都真正水平的操作过程，叫做水平调整。

步骤：①转动经纬仪上部，使水准器平行于任意两个水平调节螺旋，调整这两个水平调节 螺旋，按“顺来逆去”的方法，使水准器的汽泡位于中央。 ②将经纬仪上部转动90°，使水准器的一端指向第三个水平调节螺旋，转 动第三个水平调节螺旋，使水准器的汽泡位于中央。 ③将经纬仪上部缓慢转动一周，同时观察水准器的汽泡是否有移动现象， 如果停在中央不动，则证明经纬仪的水平已调好；如果汽泡有移动，而且超过最小刻度的0.5个小格，则必须按照上述步骤重新调整，直到调好为止。 5、方位调整的定义，有哪几种调整方法？台站常用哪种方法？其调整步骤 如何？ 定义：观测前，调整经纬仪方位度盘，使方位读数与物镜指向的地理方位相一致的操作过程。有北极星法、固定目标物法、磁针法三种。台站常用固定目标物法。调整步骤： ①固定目标物法进行方位调整的步骤： ①将已知固定目标物瞄入望远镜的视野，调整望远镜位置，使固定目标物和 十字线交点重合。 ②调整方位归零手轮，使方位刻度盘的读数与固定目标物的已知方位相一 致。 ③检查固定目标物和十字线交点是否还重合，如重合即可，否则须重新进行调整。 6、经纬仪固定目标物的选择条件和仰角、方位角的测定方法。 固定目标物的选择条件： 必须是显著、固定，距雷达或经纬仪250米以外的高大建筑物的尖端，如避雷针，塔尖等。为了便于在夜间观测时进行方位调整，台站还选择一个孤立的灯光作为夜间观测时的固定目标物，为了减小误差，体积应尽量小一些。 固定目标物方位角的测定： 在睛朗的夜间，架设调整好经纬仪，利用瞄准器将物镜瞄准北极星，使北极星正好处在十字线交点上，然后利用方位归零手轮调整方位度盘，使方位0刻度与读数游尺上的“0”指标线对齐，然后将望远镜瞄准固定目标物，使目标物和

高空气象探测——GTS1型数字探空仪

单元标题：第七章 GTS1型数字探空仪 第三节探空仪的工作原理 教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时： 教学目的与要求： 掌握探空仪的基本工作原理，了解温度传感器、湿度传感器、气压传感器、智能转换器、发射机的组成和感应原理。 主要教学内容： 探空仪的基本工作原理，了解温度传感器、湿度传感器、气压传感器、智能转换器、发射机的组成和工作原理 教学重点与难点： 探空仪的基本工作原理，温度传感器、湿度传感器、气压传感器、智能转换器、发射机的组成和工作原理。 课后作业： 1、GTS1型数字探空仪的工作原理如何？ 2、温度传感器阻值范围如何？ 3、湿度传感器的构成和使用原理？比阻值的定义？ 4、智能转换器主要功能如何？ 课后体会： 通过教学，使学生对GTS1型数字探空仪的基本工作原理有了一定的认识，基本掌握了温度传感器、湿度传感器、气压传感器、智能转换器、发射机的组成和工作原理

第三节 探空仪的工作原理 基本原理：探空仪升空中，热敏电阻、硅压敏电桥、湿敏电阻分别随大气的T 、P 、U 变化而改变阻值大小或输出电压大小，这些变化值通过智能转换器转变成不同的二进制数据。智能转换器同时将这些探测到的气象资料信息，调制到期1675MHz 发射机上，使其产生不同的工作状态，向地面GFE （1）型测风雷达发射T 、P 、U 无线电二进制代码和测距应答脉冲，以完成0—30Km 垂直高度的温、压、湿、风向和风速的综合探测。 一、传感器 1、温度传感器：采用GPW2型棒状热敏电阻，在测量温度范围内（55℃— -90℃），阻 值限定在9K Ω—700K Ω，阻体长10mm ，直径1mm 左右，表面有高反射率涂层，短波反射率＞93%，但长波吸收率＞90%。GPW2热敏电阻出厂时已焊在探空仪纸盒盒盖内的白色塑料支架上。 气压附温测量采用GPW3型棒状热敏电阻。阻体长6.5mm ，直径0.65mm ，其安装在气压传感器外壳内,用胶水封固。 为了实现热敏电阻测温功能，首先要进行热敏电阻的温度特性校准，以获得R —T 特性曲线。特性校准点数量根据R —T 特性的计算公式确定，在保证测量精度的基础上，尽量减少校准点避免浪费校准工时。 GPW2热敏电阻的长短波辐射带来到误差经过订正，可保证高空测温精度。 （1）辐射误差订正 探空仪热敏电阻的温度元件存在着长波辐射误差、太阳辐射误差及滞后误差，对这些误差需要进行订正。热敏电阻温度元件不同，其误差大小不同，其误差订正方法由厂家提供，现以直径为1mm 的白色杆状热敏电阻为例加以说明： ①长波辐射误差（PDTL ） Nu T F PDTL )(10287.048-??=- 其中：F ：温度元件接收到的长波辐射；T ：温度元件绝对温度（K ）；Nu ：为

高空气象探测特殊资料的分析与处理

高空气象探测特殊资料的分析与处理 发表时间：2019-03-13T16:09:30.873Z 来源：《中国西部科技》2019年第1期作者：斯兰芬管小波刘银梅[导读] 根据高空气象观测资料中的几个实例对资料中仰角低于测站雷达最低工作仰角、球坐标异常、斜距代替与无斜距测风、时间订正进行分析判断，得出自己的处理方法。和田市气象局 近年来随着高空气象探测业务的快速发展，探测设备的不断更新，自动化程度越来越高。但在我们的实际工作中，时常会碰到一些特殊记录，这样的记录则需要观测员在有限的时效内，作出正确的分析处理。本文收集了周边高空站近10年的资料，结合L波段高空气象探测数据处理软件（v5.0.1.20170601版），通过对记录仰角低于测站最低工作仰角、球坐标异常、斜距代替与无斜距测风、时间订正等实例，结合自己多年来的探空预审经验，提出自己的判断和处理方法。 1.记录仰角低于"雷达最低工作仰角"的处理高空气象探测系统业务操作手册规定：（1）当仰角从某分钟开始低于测站"雷达最低工作仰角"，而后又回升到此值以上，测风记录照常处理；(2)当仰角从某分钟开始低于测站"雷达最低工作仰角"直至球炸分钟，测风记录则只处理到等于或大于测站"雷达最低工作仰角"。 1.1 仰角低于"雷达最低工作仰角"后回升到正常值仰角低于"雷达最低工作仰角"后回升到正常值（如表1），数据处理软件中形成的"雷达和气压高度曲线"如图1所示，高差在21千米至22千米、24千米到25千米已经超出了正常高差范围。此时就需要我们进行人工干预，根据球坐标找出相应的分钟数据删除或斜距采用高度代替，直至回到正常的高差范围。 1.2 仰角低于测站"雷达最低工作仰角"直至球炸分钟仰角低于测站"雷达最低工作仰角"直至球炸分钟（如表2），值班人员进入数据处理软件中查看"雷达和气压高度曲线"，如高度差没有超出正常范围，数据处理软件将自动对测风数据进行整理，值班人员无需人工干预。 2. 球坐标异常的判断与处理2.1 仪器故障影响的球坐标异常

高空气象探测试卷三

系别：_______ ___ 班次：____________ 姓名：___________ 学号：__ __ ________ 。 。 。 。 。。。。。。。。。。。。。。。 。。 。。。。。。。 装。 。。 。。 。 。。 。。 。。。 。。 。。。。 。 。 。。 。 。 。 。 订 。 。 。。。。。 。。。。。。。。 。 。 。 。 。 。。。。。。线。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 兰州资源环境职业技术学院2005—2006年第一学期 《高空气象探测》期末考试试卷 A 卷 注意：本试卷共四大题，总分100分，考试时间120分钟。本试卷适用于03气象3+2班，共需印制55份。 1、在500百帕以上，由温度垂直递减率开始≤2℃/千米气层的最低高度，向上（ ）的任何高度与该最低高度间的平均温度垂直递减率也均≤2℃/千米，则该最低高度应选为对流层顶。 A 2000米 B 1000米 C 3000米 2、GFE （L ）型测风雷达小发射机按钮的作用是用于开启小发射机，当目标斜距达到（ ）时被自动关机。 A 2km B 1km C 10km 3、GFE （L ）型测风雷达调入待施放探空仪的参数文件的准备工作，应在放球前（ ）左右进行。 A 35分钟 B 30分钟 C 45分钟 4、若某一对流层顶高度正好处在150hpa 等压面上，则该对流层顶应确定为 （ ）对流层顶。 A 第一 B 第二 C 第一或第二 5、使用GFE （L ）型测风雷达探测时，放球前雷达增益、天控按钮均应置于（ ）。 A 自动 B 手动 C 自动/手动均可以 6、百叶箱内通风干湿表球部应离地（ ）。 A 1.5m ±2㎝ B 15m ±2㎝ C 15㎝±2㎝ 7、某次高空探测925hpa 层温度为29.8℃，相对湿度为4％，取露点应（ ）。 A 、按4％查取露点 B 、按5％查取露点 C 、不用查取露点 8、基测时观测的本站气压是指：( ) A 、探空仪所在高度的气压 B 、观测场所在高度的气压 C 、气压表水银槽所在高度的气压 9、基值测定后因故不能正点施放，时间超过半小时，则应( ) A 、重新做基测 B 、不用重新做基测 10、某月13日07时30分放球， 如果高空风终止在150百帕，则YYGGId 应编发（ ） A 12231 B 13231 C 13001 二、填空题：请将正确答案填入空格中，本题共10小题，每题2.5分，共25分。 一、选择题：请将唯一正确答案的编号填入答卷中，本题共10小题，每题2.5分，共25分。

高空气象探测发展趋势

高空气象探测发展趋势 现代高空气象探测是多种探测设备组成的综合探测网，从资料的获取量来看，遥感探测为主体，遥测探测为基准。 1.风廓线仪探测 20世纪80年代中期，美国在其中部地区建立了国家风廓线仪试验网（NPN），由30多部对流层风廓线仪组成，监测输送墨西哥湾暖湿空气的低空急流和由它引起的雷暴活动，弥补了常规高空探测站网空间密度和观测时次上的不足，在中小尺度灾害性天气的监测中发挥了重要作用，并将探测数据在数值预报模式中进行应用。美国海洋和大气局（NOAA）组织气象专家对美国风廓线仪试验网进行综合评价，并与无线电探空、飞机探测等不同探测手段进行对比，风廓线仪探测的综合评分最高。 2.无人驾驶飞机探测 与有人驾驶飞机比较，无人驾驶飞机对大气的适应性强、造价和使用费用低，在大气科学中的应用越来越广泛。无人驾驶飞机不仅可以探测温、压、湿、风，也能完成有人驾驶飞机所承担的探测任务。全球鹰是一种飞行高度两万米，航程20000公里，载荷680公斤，飞行速度640公里／小时的无人驾驶飞机，美国计划用它进行远距离下投式探空。 航空探空仪（AEROSONDE）是一种续航时间30多小时，起飞重量1 5公斤左右的专用大气探测无人驾驶飞机。这种无人驾驶飞机在1998 年进行了跨越大西洋的飞行，并多次参加国际大气科学试验合作。 3.无线电探空 全球无线电探空探测网是基础性高空资料的主要来源，目前主要采用电子探空仪，类型分为模拟信号电子探空仪和数字信号探空仪。 世界气象组织（WMO）在2003年11月提出一种对高空测风系统升级的思路——通用高空探测系统。通用高空系统由无线电经纬仪（RDF）和GPS测风系统构成，也就是说通用高空系统具有无线电经纬仪（RDF）功能和GPS测风功能。通过无线电探空数据的转换，该系统可以使用不同型号的无线电探空仪。提出这个思路是基于目前全球高空探测网中40 3MHzGPS系统地面系统投资少，测风精度高，使用简易；同时，GPS信号失落率高，耗材贵，业务维持费用高。使用通用高空探测系统时，在高空风不大的情况下，施放不带GPS

高空气象探测技术报告

长沙市城市固体废弃物处理场高空气象探测技术报告 1 项目建设背景及意义 长沙市城市固体废弃物处理场位于望城县桥驿镇黑糜峰山区，距离长沙市区35公里，占地面积2610亩，总库容量为4500万立方米。1999年10月动工建设，2003年4月28日正式投入运营。该处理场担负着长沙市区和望城县城区及部分镇、村的生活垃圾填埋处理任务。目前处理场固废场的处理方式以填埋原生生活垃圾为主，产生的臭气对周边居民生产生活造成一定影响，已成为当地群众上访和堵路的主要原因。 按照2009年9月29日李军副市长在市政府主持召开的“专题协调长沙市城市固体废弃物处理场（以下简称固废处理场）周边环境问题”会议和长府阅[2009]137号会议纪要精神，计划在固废处理场建立污染气候模型，为市政府决策在现有固废处理场进行扩建决策提供科学依据。故根据当地地形和局地微气候的特点，初步建立局地气候污染物扩散模型，为长沙市政府决策提供科学依据。 高空气象探测是为局地气候污染物扩散模型提供当地的低空气象数据而进行的。 2、项目来源 该项目由长沙市人民政府出资，由长沙市城市管理局牵头，市环保局、气象局参入实施。湖南省气候中心协助市气象局完成局地气候污染物扩散模型及相应的高空气象探测等相关工作。

3、现有技术基础 3.1 SYSUM 污染物扩散模型简介 SYSUM 模式是一个三维多尺度的在线欧拉型扩散模式，能够模拟对流层中单一气态污染物的扩散。SYSUM 模式气象场模拟的动力框架是由MM5模式组成，MM5模式提供三维的模拟风场、温度、气压和湿度。而模式的污染物扩散传输部分采用污染物的质量连续方程来计算，包括平流、扩散、干湿沉降等过程，方程形式为： L Q z c K z y c K y x c K x z wc y vc x uc t c -+?? ? ??????+???? ??????+??? ??????= ??+??+??+?? 其中c 为污染物浓度，u 、v 、w 为风速的三维分量，K 为湍流扩散系数，Q 为源强，L 为干湿沉降项。 SYSUM 适用于污染物短距离传送（距污染源十公里范围左右）、中距离传送（十公里至一百公里范围）、长距离传送（大于一百公里以上）的扩散模拟，考虑了污染物的干沉降、湿沉降、污染源的浮力抬升等因素 ，能输出污染物的三维空间浓度分布和地面沉降量。 初始资料和侧边界资料由1°×1°水平网格分辨率每天4时次的美国国家环境预报中心(NCEP)的全球再分析资料水平内插到模拟区域D01和垂直内插到加密的σ面上。将每日两次的常规观测资料和高空探测资料以及每日四次的地面观测资料插值到模拟的母区域。 模式的物理过程设置如下。采用MRF 行星边界层方案和CCM2长波短波辐射参数化方案。陆面过程采用强迫恢复方案，地面温度根据能量收支方程来计算。云微物理参数化采用Dudhia 简单冰相方案。在格距大于5km 区域采用Grell 积云参数化方案；在格距小于5km 区

高空气象探测——GFE(L)1型测风雷达

单元标题：第六章GFE（L）1型测风雷达 第一节雷达简介 第二节基本工作原理 教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时： 主要教学内容： GFE（L）1型测风雷达用途、整机组成、特点、基本工作原理。 教学重点与难点： 整机组成、基本工作原理。 课后作业： 1、GFE（L）1型高空气象探测雷达的用途、功能、特点、整机组成。 2、GFE（L）1型高空气象探测雷达室内与室外连接要求、天线装置的组成、基本工作原理和测距测角原理。 课后体会： 通过教学，使学生掌握GFE（L）1型高空气象探测雷达的功能、用途、特点和基本工作原理，但课后必须进行现场实习，才能对所学知识起到巩固的作用。

第六章GFE（L）1型测风雷达 第一节雷达简介 一、概述 用途：探测地面至高空30公里范围内各层次的风向、风速、温度、气压及湿度等参数的仪器，为气象部门提供精确的探测资料。 基本原理：在探测过程中，由气球携带随风漂移的探空仪、回答器提供信息，雷达作为一种地面设备，对此信息进行精密的跟踪、测定、解码和译码，并通过微机的运算和处理，得到各种所需要的高空气象资料。 达采用了单通道、单脉冲二次雷达工作体制，实现了角度自动跟踪、自动测距、自动数据处理、近距离抓球与近距离测距，具有较高的探测精度和自动化程度。 根据用户要求提供备份插板，当用备份插板替代有故障的插板后，雷达可立即恢复正常工作。 配备了一台示波器，既可以观察信号的实时波形，也可以作为测角、测距的显示器来使用。雷达配有不间断电源（1kW的UPS），停点后可维持雷达正常工作20分钟。 二、整机组成 由天线装置、主控箱、驱动箱、计算机、示波器、UPS电源等。 主控箱：含有一个电源盒和八块电路插板，分别是探空通道板、显示切换板、测距板、终端板、自检/译码板、天控板、俯仰轴角板和方位轴角板。 驱动箱：主要由方位、俯仰驱动器及+24V电源组成。 天线装置：由天线阵、俯仰箱、天线座（含发射机）、和差箱及摄像机等组成。 架高在室外的平地或楼顶的平台上，其余部分安放在室内。室内与室外距离最大不得超过30m，由电缆相连，雷达主控箱、计算机、打印机、内控盒等放置在工作台上。 三、特点

高空气象探测业务规章制度(2008版)

高空气象探测业务规章制度(2008版) 1. 第一章 值班和交接班制度 1.1. 第一节 值班制度 1.严格执行高空气象探测业务规范和相关技术规定，认真做好施放前各项准备工作，及时准确完成本 班各项任务。 2.值班时严守岗位，不擅离职守，集中精力工作，不做与值班无关的事；不私自代班、调班；保持值 班室整洁；无关人员严禁随意进入值班室。 3.每次探测须2人以上值班。遇大风、大雾、雷雨等异常天气，应根据情况，适当增加人员协助放球。 计算班（主班）应在规定放球时间前1小时到班，校对班（副班）应在规定放球前半小时到岗。 4.根据施放瞬间的风向，适时选择放球场地，保证在各种恶劣天气下能放出气球，雷达、经纬仪能在一 分钟内抓到气球，气球过顶时不丢球，全程不丢失记录。 5.数据采集、雷达操作、经纬仪观测要集中精力，严格按照规范进行操作；取准取全第一性高空气象探 测资料。 6.严格执行各项操作规程，记录处理准确、及时；班内必须互校，按时发报。 7.值班前要对计时设备对时、校正，对备份设备（包括701雷达系统、L波段备份接收系统、经纬仪等 ）进行检查，确保设备状态良好，遇有特殊情况能随时开机和正常工作。 8.认真填写纸质和电子文档值班工作日志及相关表薄，注意观测和积累本地的天气变化特征。 9.站（组）长和机务人员要坚持参加一定量的业务值班，遇有重要任务和复杂天气时做好组织、指挥和 保障工作。 10.严禁在业务用机上运行非业务软件。 1.2. 第二节 交接班制度 1.接班员在班前注意休息，严禁酗酒，按时到岗，认真做好值班前的一切准备工作。 2.交班员要将观测使用的设备、消耗器材等情况向接班员交待清楚，值班日志上应填写本班出现的问题 和需要下一班继续完成的任务及注意事项。 2. 第二章 业务学习制度 1.业务学习采取集体学习和自学相结合，集体学习每周不得少于一次。 2.学习内容要密切联系业务工作实际，按照干什么，学什么，缺什么，补什么的原则，达到“四懂得”、“两 熟练”，不断提高业务水平和工作效率。 (1)懂得设备的性能原理，做到会操作，会调试，会维护。 (2)懂得器材的性能原理，做到会检查，会使用。 (3)懂得各种参数的计算公式和含义。 (4)懂得氢气的物理、化学性质，掌握制用氢安全操作规程。 (5)熟练掌握设备操作技能，能够正确处理应急情况，遇到停电能 及时启动备份电源或油机供电。会预防触 电、雷击等安全事故。

常规高空气象观测业务规范

附件1 常规高空气象观测业务规范 中国气象局 2010年5月

第八章探空仪施放及观测 8.1 施放探空仪 8.1.1 施放时间 定时常规高空气象观测应在正点进行，不得提前施放。如在正点后75分钟内无法放球，该时次观测停止进行。 8.1.2 施放地点 根据天气和环境情况，施放地点应选在便于自动跟踪、不易丢球的位置。为避免近地层记录出现不连续或丢失部分资料，施放时探空仪高度与本站气压表应在同一水平面上（高度差不大于4米），高度差≥1米时，必须订正；施放时探空仪与瞬间观测的仪器应处于同一环境，两者的水平距离不应超过100米。施放瞬间放球点作为高空风计算坐标的原点。 8.1.3 海拔高度 探空（压、温、湿）海拔高度以测站水银槽面的海拔高度为基准；测风海拔高度以定向天线光电轴中心或经纬仪镜筒的海拔高度为基准；卫星导航定位测风系统的海拔高度以天线接收信号天线平面的海拔高度为基准。 8.1.4 施放瞬间地面气象要素获取 应在施放前后5分钟内进行施放瞬间压、温、湿、风向风速及云状、云量、能见度和天气现象等气象要素的观测。 施放瞬间地面气象要素通过高空气象观测站施放环境的观测仪器获取。 8.2 观测期间监控 探空仪施放后应密切注视观测系统工作状态，获取完整、高质量的观测资料。 8.3 观测终止 遇球炸、探空仪故障（超出表2规定的时间）、雷达故障等情况时可终止观测。 8.4 重放球 8.4.1 当观测获取的可用数据未达500hPa，应在规定时间(正点放球后75分钟)内重放球。 8.4.2 观测获取的可用数据已达500hPa，但时间不足10分钟，应在规定时间(正点放球后75分钟)内重放球。 8.4.3 遇有压、温、湿数据连续缺测或可信度差的时间超过规定要求（见表2）的，应在规定时间内重放球。

(精编)高空气象探测业务

(精编)高空气象探测业 务

目录 值班和交接班制度3 （一）值班制度3 （二）交接班制度3 业务学习制度4 数据质量预审和上传制度5 场地、仪器设备维护制度5 工作检查和报告制度6 （一）工作检查制度6 （二）报告制度7 高空探测业务应急处理办法8 水电解制氢岗位职责和工作制度10（一）岗位职责10 水电解制氢安全生产制度11 QDQ型水电解制氢设备维护维护制度12 QDQ型水电解制氢设备操作程序14 GX型水电解制氢系统设备维护制度16 GX型水电解制氢设备操作流程18 附表20 高空气象探测系统值班工作日志21 高空气象探测系统设备维护登记簿22

高空气象探测系统日常维修工作日志25 台站环境检查报告书26 高空气象台站站址勘察报告书29 电解水制氢装置安装（大修）验收证书35 电解水制氢机设备安装（大修）测试检验报告36水电解制氢设备值班记录表37 水电解制氢设备维护工作日志38

值班和交接班制度 （一）值班制度 1.严格执行高空气象探测规范和技术规定，做好施放前各项准备工作，及时准确完成本班各项工作任务。 2.值班时严守岗位，不擅离职守，集中精力工作，不做与值班无关的事；不私自代班、调班，无关人员严禁随意进入值班室；保持值班室整洁。 3.每次探测必须2人以上值班。大风、大雾、雷雨等异常天气，根据情况适当增加人员协助放球。值班人员应在规定放球时间前半小时到班(使用59-701系统的提前45分钟)，不迟到。 4.熟悉本站不同季节的盛行风向，适时选择放球场地，确保雷达跟踪无误，避免丢球的现象发生。 5.数据采集、雷达操作、经纬仪观测要集中精力，严守规定，熟练各种设备和计算机程序操作，取准取全第一性高空气象探测资料。 6.严格操作规程，记录处理准确、及时，班内必须互校，按时发报，确保内在质量的提高。 7.所用钟表、计算机时间，每天定点对时，按时校正。备份设备（包括701系列雷达、59型探空仪及检定设备、经纬仪等）时刻处于良好的工作状态，遇有特殊情况能随时开机和正常工作。 8.认真填写纸质和电子文档值班工作日志。 （二）交接班制度 1.接班员在班前注意休息，严禁酗酒，按时到岗，认真做好值班前的

复杂天气条件对高空气象探测质量的影响分析

复杂天气条件对高空气象探测质量的影响分析 摘要：复杂天气出现的过程中经常会对高空气象观测工作产生影响，本文结合 沱沱河站高空气象探测的实际，分析了复杂天气条件下对高空气象探测质量的影 响和防范对策，以确保高空气象观测数据的完整性和准确性水平。 关键词：复杂天气高空气象探测影响防范 引言 高空气象探测是气象部门获取地球大气立体结构和演变的常规观测业务，同 时也是发展气象科学的重要基础，而常规高空探测则是大气探测系统中的重要组 成部分。高空气象探测设备和仪器的更新、数字探空仪的开发研究、L波段雷达 的使用以及电子计算机的广泛应用，使得高空大气探测设备的自动化程度越来越高，高空气象探测基本迈入了现代化探测技术行列，为增强高空气象探测质量奠 定了一定的基础。沱沱河流域深居青藏高原腹地，地势高耸、空气稀薄、南北均 有高山、地形封闭受海洋性风系影响微弱，属高空西风带控制区。气候干寒，多 风少雨，天气多变，终年低温，没有明显的四季，仅有干湿二季的区别。高空气 象探测技术是一项具有随机性、偶然性以及不确定性的气象探测行为，特别是天气、气候的变化以及复杂天气的出现，例如暴雨、大风、沙尘暴、大雾等很容易 使高空气象探测中出现迟放球、重放球、丢球的记录缺失现象，复杂天气的出现 严重影响着高空气象探测质量。为了确保沱沱河气象站高空气象探测工作可以顺 利开展，本文重点分析复杂天气下的高空气象探测工作。 1、复杂天气条件对高空气象探测质量的影响 1.1雨雪天气对高空气象探测质量的影响 通常情况下，强降雨出现时的突发性特征较为明显，且有天气变化十分剧烈，往往伴随有大风、雷暴等复杂天气现象，自身的破坏力极强。①雨雪天气出现时，在气温、气压和冷空气的共同作用下，气球上升阻力增加，对高空气象探测数据 和探测质量产生影响。②雨雪天气会影响气球投放高度，阴雨天的出现会增加云层厚度和气球升空阻力，若出现密集的降水会使气球上升阻力增加，甚至是同降 水结晶体碰撞而损坏，降低了投放高度。③雨雪天气影响气球受压，雨雪天气的出现会使高空气球沾水，当气球突破0℃层后会有结晶产生，增加气球压力，一 旦该压力高出气球自身的净举力后就会缓慢下降，下降到0℃层以下，会增加气 球结冰的压力，此时下降时间较短，但会有两次快速上升的情况，在突破到0℃ 层后就会停止不动，此时也会影响高空气象探测质量。④雨雪天气对气球升速的影响，雨雪天气会改变气流和气象变化情况，在影响气球上升速度的同时，还会 改变原有的上升路线，尤其是密集型的降雨天气会集合下沉气流和阻力减小气球 的上升速度，气球爆炸时的高度减小。另外，雨雪天气会增加气球表面的质量， 上升速度减小，一旦操作不当很容易影响气象探测质量。⑤雨雪天气对气压传感器的影响，若在气球上升的过程中遇到雨雪天气，雨水会降落到气球上，进而打 湿绳子并沿着绳子进入到探空仪上，因探空仪在上升过程中会来回摆动，部分雨 水会沿着纸盒缝隙、纸盒上放置的温湿度感应器开口进入到纸盒内部，进而淹没 纸盒底部3mm左右的空盒下部；一旦探空仪器上升到0℃层后，因温度降低，纸盒底部会受冻结冰，空盒下部也会冻住，在上升的过程中需要借助于空盒上半部 分的体积膨胀，上升速度不断减缓，气压符号发生变化，当空盒内的膨胀力达到 最小时，空盒下部因结冰而阻碍其的运动。 1.2大风天气对高空气象探测质量的影响