基于探空数据分析低云对大气折射率结构常数的影响

本文基于实测的热力湍流探空数据,使用WR95方法识别低云的垂直结构,对比分析了低云与晴空天气下大气折射率结构参数C_n~2、气象条件和大气稳定度的平均统计结果.结果表明,低层薄云对C_n~2起伏变化的影响微乎甚微,仅仅表现出轻微增大的趋势,云底C_n~2相对于晴空天气平均增大1.6倍,云顶之上最大程度增大2.5倍.低层中厚云在云顶处C_n~2相对于晴空天气增大了3.80—6.61倍,且云顶区域C_n~2增大的幅度大于云底区域.云底区域大气湍流特性受到地面热力驱动与低云冷却的联合作用,沉降气流与地面向上气流发生了耦合,增强了风切变,C_n~2在这一高度附近也出现了增强.综合对比晴空和有云天气C_n~2大小可知,云对C_n~2的增强效应大致在10–16量级.一方面,风切变在云顶处或者云顶之上达到最大值;另一方面,因为云顶短波辐射增温和长波辐射冷却的共同作用,云顶之上会形成不同厚度的逆温层,致使云顶处位温变化率急剧增大,Brunt-V...     

低平流层下温度结构常数和温度起伏谱幂率廓线的探空测量

两个不同空间距离上(r1=0.5m,r2=1m)温度结构常数廓线C2T(h)和温度起伏谱幂率廓线α(h)由探空仪获得。研制的湍流气象探空仪具有两个微温测量通道,可根据研究内容进行多种组合。除测量温度、湿度、压强、风速、风向、折射率结构常数C2n廓线、Fried参数r0、视宁度εFWHM、等晕角θ0和相干时间τ0等积分计算值外,还可得到高空湍流谱幂率廓线数据。谱幂率测量结果与Zilberman三层谱模式相比,在对流层顶以上有较大区别。这些结果对光传输、光通信、遥感和大气湍流建模等应用领域研究具有十分重要的意义。     

潜体在非均质流体中的平衡位置与平衡过程

以探空气球为例,讨论潜体在非均质流体中的平衡位置与平衡过程.     

探空温度传感器的计算流体动力学分析与实验研究

伴随着数值天气预报和气候变化研究精细化程度的不断提高, 希望探空温度传感器的观测精度达到0.1 K数量级. 为了实现此目标, 运用计算流体动力学方法对珠状热敏电阻从海平面上升至20 km高空的整个过程进行数值仿真分析. 并在此基础上, 针对影响测温精度的太阳辐射强度和传感器倾斜角度两个因素进行分析. 仿真结果表明, 太阳辐射强度和海拔高度是辐射误差的重要影响因子. 当传感器倾斜角度为90°时, 珠状热敏电阻的辐射误差最小. 通过麦夸特法和通用全局优化法对仿真数据进行拟合, 获得不同海拔高度和太阳辐射强度下的辐射误差修正方程; 为验证方程的准确性, 设计和搭建太阳辐射误差模拟系统. 实验结果表明, 辐射误差实验测量值与修正方程修正值之间的平均偏移量为0.017 K, 均方根值RMS误差为0.023 K, 验证了计算流体动力学方法、麦夸特法和通用全局优化法获得辐射误差数据的准确性.     

近海边高空光学湍流的探空测量与模式比较

 用自行研制的探空仪测量了近海边高空湍流廓线。探空气球携带微温传感器以4 m·s-1速度上升至20 km测量大气湍流，微温传感器附加在59型气象探空仪上，可同时测量垂直空间分辨率为30 m的气压、温度和湿度以及折射率结构常数。运用Tatarskii公式计算了高空湍流外尺度，分析了边界层湍流和自由大气层湍流特征。与AFGL AMOS模式、Hufnagel模式以及北京天文台兴隆站的探空拟合曲线进行的比较发现，海边测量的高空湍流强度比其它模式大2个量级，折射率结构常数随高度从表面层较大值以近似相同的递减率缓慢地减小，对流层顶附近没有出现较强的湍流区，外尺度测量值小于30 m，并得到外尺度的拟合曲线。     

光电经纬仪探测精度的分析及其提高探测精度的措施

分析了某型气象雷达探测系统光电经纬仪的工作原理和误差产生的过程及其原因,提出了提高探测精度的技术措施。由于某火炮射程远、弹道高,因此只有正确地使用光电经纬仪才能满足火炮射击对高空气象资料的需要。     

对风廓线雷达和L波段雷达探空观测的水平风场的一致性评估

利用浙江省2015—2018年萧山站风廓线雷达和杭州国家基准气候站L波段雷达探空资料，对这2种观测设备的水平风场一致性进行了评估。与以往评估方法不同的是，本文将气球向风廓线雷达方向漂移的廓线作为对照样本，以减少2种设备不同源同址以及探空气球非水平定向漂移对评估结果的影响。分析结果显示，在无降水条件下，高度在1~5.5 km时，风廓线雷达的水平风场与L波段雷达探空的水平风场一致性较好，且随高度变化差异不显著，2种观测，u分量的相关系数为0.95，平均绝对偏差和均方根误差分别为1.47和2.29 m·s^-1，v分量的相关系数为0.87，平均绝对偏差和均方根误差分别为1.52和2.12 m·s^-1；高度在1 km以下时，2种观测的u分量和v分量的相关系数均约为0.5，u分量和v分量的均方根误差均在2~8 m·s^-1，考虑近地层风的不稳定性，加之观测地相距较远，此评估结果可信度较低。此外，降水条件下的统计结果与无降水条件下的统计结果无显著差异。     

对风廓线雷达和L波段雷达探空观测的水平风场的一致性评估

利用浙江省2015—2018年萧山站风廓线雷达和杭州国家基准气候站L波段雷达探空资料，对这2种观测设备的水平风场一致性进行了评估。与以往评估方法不同的是，本文将气球向风廓线雷达方向漂移的廓线作为对照样本，以减少2种设备不同源同址以及探空气球非水平定向漂移对评估结果的影响。分析结果显示，在无降水条件下，高度在1~5.5 km时，风廓线雷达的水平风场与L波段雷达探空的水平风场一致性较好，且随高度变化差异不显著，2种观测，u分量的相关系数为0.95，平均绝对偏差和均方根误差分别为1.47和2.29 m·s^-1，v分量的相关系数为0.87，平均绝对偏差和均方根误差分别为1.52和2.12 m·s^-1；高度在1 km以下时，2种观测的u分量和v分量的相关系数均约为0.5，u分量和v分量的均方根误差均在2~8 m·s^-1，考虑近地层风的不稳定性，加之观测地相距较远，此评估结果可信度较低。此外，降水条件下的统计结果与无降水条件下的统计结果无显著差异。     

空间环境之火箭探测

一、探空火箭介绍火箭探空技术是指利用火箭进行近地空间环境探测和近地空间资源利用的技术,在近地空间进行探测和科学试验的火箭称为探空火箭。探空火箭是40～300千米高度范围内进行空间原位探测的唯一手段,是高空气球、人造卫星等航天器所不能及的。利用探空火箭能够进行中高层大气、电离层、磁层的