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无线电探空仪

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  • 无线电探空仪(radio sONde)是悬挂在气象气球上升空(或由定高气球、飞机、火箭上下投),能测定各个高度上的风向、风速、温度、湿度和气压的装置。配有无线电发射装置,仪器设计轻巧,观测方便可靠,高度一般可达到30千米,是高空气象观测的主要工具。
无线电探空仪

无线电探空仪的发展史

  • 长期以来,人们为了探测大气的变化规律,一直进行着不懈的努力,在大气科学萌芽时期,人们主要依靠眼睛观察天气现象的变化,凭感官感知冷暖干湿的差异。随着科学技术的发展,人们相继发明了温度计、气压计、湿度计、风速计等。

    最初的近代高空气象探测主要是利用载人吊篮和系留气球携带自记仪器的方法。与此同时,还设计出种种方法来保证仪器和资料的回收,如降落伞法(气球上升一定高度破裂后开伞)和双球法(一球破裂后,另一球不足以支持仪器的重量而下降)都有一定的效果。在人烟稠密的地区,回收率较高,但在人烟稀少的地区,回收就成为极其困难的问题。再就是这些办法都不适宜作业务观测,因为时间上来不及,于是人们设法让气球携带发报机,把观测到的气象记录化为电波讯号,即时发送到地面上来。这种试验最早开始在1918年,但并没有成功。

    1923年, 美国陆军气象学家布赖尔继续试验时,地面得到了历时20分钟的讯号,这是无线电探空第一次获得成功。

    1927年, 德国气象学家爱德拉格和布利欧首次把波长42米的电子管发报机系在上升气球下面进行试验,收到了发报机发自平流层的讯号。

    最早可以用作业务的苏式无线电探空仪是前苏联莫尔恰诺夫教授研制的。1932年芬兰人维萨拉也发明了着名的芬式无线电探空仪。这类探空仪不受恶劣天气的影响,绝大多数情况下都能释放;它可以获得不同高度的气象资料,而不需要进行回收。因此,这类探空仪是现今探测30—40公里以下高度高空气象条件的主要仪器,全世界都在使用。

    无线电探空仪的出现和广泛使用,使人们能够积累大量的高空气象资料,加深了对高空大气状况的了解。在此基础上,瑞典籍美国科学家罗斯贝提出了大气长波理论,这不仅是三维空间分析和预报大型天气演变过程方面的创举,而且也为五十年代业务数值天气预报的问世开辟了道路。

无线电探空仪的分类

  • 无线电探空仪按编码方式分成:

    1.电码式

    2.时间式

    3.频率式

    频率式又可分为高频式、低频式2种,中国制探空仪采用电码式和低频式2种。

无线电探空仪的工作原理

  • 无线电探空仪由感应元件、转换电路、编码装置、无线电发射机和电源组成。大气各高度上的温度、压力和湿度分别由温度、压力和湿度元件感应,其机械的或电的输出由转换开关依次接入编码器转变成电信号,再由发射机经调幅或调频发送,在地面进行接收、解调和记录。数据的记录整理,正逐步由人工走向全盘自动化。

    无线电探空仪的工作原理图

无线电探空仪的特点

  • 无线电探空仪是测定自由大气各高度的气象要素,并将气象情报用无线电讯号发送到地面的遥测仪器。具有较高的灵敏度、准确度、感应快、量程大,仪器整体体积小、重量轻、牢固可靠,能经受风云雨雪和减少高空强辐射的影响。

无线电探空仪的测量型式

  • 运用无线电传送数据,测量高空天气数据的仪器。根据不同的测量内容,有下列几种型式:

    无线电测风(Radiosonde Observation) (雷文观测,RawinObservation),利用雷达或无线电定向仪追踪气球携往上空之雷达目标 (感应器或探空发射器) 测算上空风向风速之一种观测。

    无线电探空观测(Radiosonde Observation)(雷送观测,Raob):自气球携带之探空仪所播发之无线电信号,以求出高空之温度、相对湿度及气压,由此项资料可计算出各定压面层及各特性层之高度。

    无线电探空测风观测(Radio-wind-sonde Observation) (雷文送观测,Rawinsonde Observation), 测算空中之气压、气温、相对湿度、风向与风速五项气象因子的一种观测方法。也是结合雷送与雷文两项之联合观测於一次完成。

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