高空气象探测——灌球与观测
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°。
高空气象探测——灌球与观测
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。
高空大气气象探测技术及应用研究
高空大气气象探测技术及应用研究在人们日常生活中，了解天气状况是至关重要的。
天气对于农业、交通等行业都有着深远的影响。
而要了解天气变化情况，我们需要依赖气象观测。
高空大气气象探测技术就是一种用来观测高空大气状况的技术。
本文将介绍一些相关技术及其应用研究。
首先，我们来了解一下高空大气的重要性。
高空大气对于决定地面天气的变化起着至关重要的作用。
例如，对于短时间内的强降水、大风等天气过程，通常需要观测和预测高层空气的状况。
正是在这样的背景下，高空大气气象探测技术应运而生。
现代高空大气气象探测技术有很多种，包括雷达、卫星和气象探空等。
其中，雷达在高空大气探测中起着重要作用。
雷达通过发射无线电波并接收其反射信号，可以探测到空气中的湿度、温度等多种气象信息。
雷达技术已经逐渐成为实时天气监测和短时天气预报的主要手段之一。
除了雷达外，卫星技术也是高空大气气象探测的利器。
卫星通过搭载气象仪器，可以实时监测大气温度、湿度、云层等数据，并将这些数据传回地面。
这些数据对于预测台风路径、暴雨分布等天气事件具有重要意义。
此外，气象探空也是高空大气气象探测的重要手段之一。
探空是指利用探空气球或飞艇等载具，将气象观测仪器悬挂其中，升至高空进行观测。
探空观测可以获得大气温度、湿度、风向风速等信息，对于准确预测高层气象条件至关重要。
除了以上介绍的技术之外，近年来，气象探测技术也逐渐与其他新兴技术进行融合，进一步提高了气象监测和预测的能力。
比如，无人机技术的发展为高空大气气象探测带来了全新的可能性。
无人机可以搭载各种气象观测仪器，并能够在高空作业，实现更细致和全面的气象数据采集，进而提高天气预报的准确性。
高空大气气象探测技术在天气预报、灾害预警、气候研究等方面都有着广泛的应用。
准确的天气预报可以指导人们的日常生活和各行各业的决策。
例如，在农业生产中，及时了解农田降雨量、土壤湿度等信息，可以帮助农民做出合理的灌溉和施肥决策。
此外，高空大气气象探测技术也对气候变化的研究具有重要意义。
高空气象探测实训心得
高空气象探测实训心得
在这次高空气象探测实训中，我深刻体验到了气象观测的复杂性和精确性要求。
作为一个气象学的学生，我一直对天空的奥秘充满好奇，而这次实训为我揭开了高空气象探测的神秘面纱。
实训的目标非常明确：掌握高空气象探测的基本原理和技术，提高解决实际问题的能力。
在高空气象探测中，我们需要借助探空气球、雷达等设备，对高空中的气象数据进行采集和分析，以预测天气变化。
这不仅需要丰富的理论知识，更需要实践经验。
在实训过程中，我遇到了一些困难。
例如，在探空气球释放的过程中，我需要与队友密切配合，确保气球顺利升空。
而在雷达数据分析时，如何从纷繁复杂的数据中找出有价值的信息，更是考验了我的专业知识和判断能力。
但正是这些挑战，让我更加深入地理解了高空气象探测的实质，也锻炼了我的团队协作和问题解决能力。
通过这次实训，我对高空气象探测有了更加全面和深入的认识。
我认为，高空气象探测是气象学中非常重要的一环，它不仅为天气预报提供了关键数据，更是对地球大气环境进行科学研究的基础。
而对于我们气象学的学生来说，参与这样的实训是非常有必要的。
它不仅能够帮助我们巩固理论知识，更能培养我们的实践能力，使我们更好地适应未来的工作。
展望未来，我希望能够将这次实训中学到的知识和技能运用到更广阔的领域。
高空气象探测不仅仅关乎天气预报，它还与气候变化、环境保护等议题息息相关。
我相信，通过不断学习和实践，我能够成为一名优秀的气象学家，为人类与自然的和谐共存做出贡献。
高空气象探测重放球原因及应对
高空气象探测重放球原因及应对摘要：高空气象探测属于气象部门的主要业务之一，其在高空气象要素监测以及气候研究中发挥着十分关键的作用。
但是，在探测中也会因为各类原因而导致需要重放球，对气象探测资料的准确性产生不利影响。
基于此，本文主要根据高空气象探测经验，首先对高空气象探测重放球的原因进行分析，并提出了应对措施，以供相关人士进行参考。
关键词：高空气象探测；重放球；原因；应对引言近年来，高空气象探测业务逐渐开始运用先进的探测仪器与技术，在很大程度上提高了高空气象探测工作质量和效率，同时在观测空间以及时间上实现了对高空温度、气压、相对湿度以及风向风速等各类气象要素数据的自动化探测，为高空气象要素监测以及气候研究提供了重要指导依据。
依据中国气象局的规定，在高空气象探测业务中，若可用观测数据不超过500hPa或者是探测时间不到10分钟，则该次观测失真，需要采取重放球措施。
重放球措施不但会造成物力、人力以及财力的浪费，更为关键的是其会导致最理想的探测时间有所延迟，最终造成观测数据不够准确。
因此，分析高空气象探测重放球原因，并积极探索科学合理的应对措施就显得尤为重要，可以为今后规避或者减少重放球操作概率，不断提升高空气象探测业务质量提供可靠保障。
1.高空气象探测重放球原因在高空气象探测业务开展中，重放球原因主要包括2大类：非人为因素重放球与人为因素重放球。
1.1非人为因素重放球（1）大风、暴雨、沙尘、雷电、寒潮、暴风雪等恶劣天气现象导致出现突然无信号、球炸裂或者气球下沉等现象，进而使得气球在施放之后，气象要素观测在500hPa等压面终止，需重放球。
（2）在高空气象探测业务中，若气球施放高度还未至500hPa等压面的情况下，受到无线电信号干扰、计算机系统瘫痪、雷达故障、断电故障或者其他突发因素的影响，常常会致使探测气象要素数据发生连续缺测时间超过5分钟或者出现可疑数据，所以需要在业务规定时间内进行重放球操作。
（3）因为高空探测仪器产品质量存在不同程度的问题，受其影响，导致气球探空高度还没有至500hPa，导致出现气球爆炸、系球的绳子断裂以及探空仪发射机损坏或者其他设备受到不同程度的损坏，从而致使气象要素观测数据发生异常，需重新放球。
高空气球探测技术的应用用于大气和气候研究
高空气球探测技术的应用用于大气和气候研究近年来，随着科技的不断发展和人们对大气和气候研究的需求增加，高空气球探测技术作为一种有效的手段被广泛应用于大气和气候研究中。
高空气球探测技术通过将各种传感器和仪器搭载在气球上，从而能够提供大气层内各种参数数据，对气候和环境变化进行监测和分析。
本文将介绍高空气球探测技术的原理、应用，并展望其在未来的发展前景。
一、高空气球探测技术的原理及设备高空气球探测技术的原理主要是利用气球的浮力，将仪器和传感器带至大气的高空层，通过对不同高度的大气样本的采集和分析，来研究大气层的物理和化学特性。
这项技术通常使用的是氦气或氢气充填的气球，以确保气球能够漂浮在足够高的高度。
高空气球探测技术所搭载的设备包括但不限于以下几类：气球和降落伞系统、气象传感器、空气采样器、大气成分分析仪器、气象雷达、微波辐射计、太阳辐射计等。
这些设备能够提供大气温度、湿度、气压、风速、风向等参数数据，并能够测量大气中的气体成分、辐射能量等重要信息。
二、高空气球探测技术在大气研究中的应用1. 大气层结和温度变化研究高空气球探测技术能够获取大气层结的数据，包括对不同高度上的气温、湿度和稳定性等参数进行观测。
这些数据对于研究大气运动、大气层结和边界层的形成与演化具有重要意义。
通过对大气层结和温度变化的研究，可以更好地理解天气现象的产生机制，预测和应对天气突变。
2. 大气成分和污染物监测高空气球探测技术的应用还可以帮助监测大气中的气体成分和污染物。
通过搭载气体分析仪等设备，可以对大气中的臭氧、二氧化碳、一氧化碳等气体的分布和浓度进行测量。
这有助于研究大气成分的变化规律，分析大气污染的来源和传输路径，进而制定相应的环保政策和应对措施。
3. 气候变化研究高空气球探测技术对气候变化的研究也起到了重要的作用。
通过测量大气的温度、湿度、气压等参数，可以提供气候模型建立和验证所需的数据。
同时，通过搭载辐射观测设备，还可以获取太阳辐射和地球辐射等能量平衡相关信息。
影响探空气球探测高度的因素及改进措施
影响探空气球探测高度的因素及改进措施摘要本文从探空气球及其储存保管、使用高纯度氢气及正确充灌、探空气球上升过程中的受力以及天气变化状况等方面分析影响气球上升高度的多个因素，并探讨相应改进措施，提高探空施放高度和质量，以获取更多更全面的高空大气资料。
关键词探测高度；存储；充灌；净举力；天气状况；改进措施中图分类号P414 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)052-0115-01高空探测是气象部门获取天气变化资料的基本手段，是发展气象科学的重要基础，利用充灌氢气的探空气球携带探空仪在上升过程中进行高空温度、气压、湿度、大风测量，以获得最大垂直范围内的探测资料。
但气球在上升过程中受诸多因素的影响，往往还未达到预定高度即过早爆炸，严重影响探空质量。
内蒙古锡林浩特国家气候观象台是世界气象组织（WMO）GCOS高空基准观测网（GRUAN）的第一批基准探空站，配备着符合气候观测要求的精度较高的探空仪，能及时获取很多重要的气候观测数据。
笔者作为锡林浩特探空站一名工作人员，在多年的工作实践和摸索中，总结出一些高空放球经验，针对探空气球施放操作技术、外界条件等分析影响气球上升高度的因素，提出改进措施，有效提高探空业务质量。
1 探空气球及储存保管探空气球在进行气象学发展研究及天气预报中有着重要作用，是目前气象研究中不可缺少的运载工具。
探空气球由天然橡胶或氯丁合成橡胶制成，有圆形、椭圆形等不同形状，球重约300 g～1?000 g，可升空离地30 km～40 km；探空站使用的常规探测气球升速为6 m/s～8 m/s，上升至约30 km高空处将自行爆裂。
探空气球球皮质量的优劣是决定其探测高度高低的因素之一，在其他条件和升速相同的情况下，探空气球所能达到的高度（球皮破裂的临界高度）基本上取决于橡胶球皮质量，球皮越厚，气球能达到的高度越高。
因此，高空探测日常使用的气球重量在1 kg左右时，85%以上的气球均可达到30 km左右的高度，生产商家应着重于改进气球质量及工艺，提高气球爆炸高度及稳定性。
《高空气象观测 大风放球系统》编制说明
气象行业标准《高空气象观测自动放球系统》编制说明一、工作简况1.任务来源本标准由全国气象仪器和观测方法标准化技术委员会（SAC/TC507）提出并归口。
任务于2019年4月22日由中国气象局政策法规司下达立项，见《法规司关于下达2019年第二批气象行业标准制修订项目计划的通知》（气法函〔2019〕25号），项目编号QX/T-2019-62，项目名称《高空气象观测大风放球系统》。
本标准主要起草单位：中国气象局气象探测中心，内蒙古自治区气象局，云南省气象信息中心，江西省大气探测技术中心。
2019年10月25日，申请调整项目名称为《高空气象观测自动放球系统》，与目前功能规格需求书的名称保持一致，法规司已同意该调整申请。
2.主要工作过程2019年6月，编写组针对本标准的结构、技术指标形成初稿。
2019年9月19日在2018年、2019年度气象观测类山洪标准化建设项目中期检查活动上，汇报了标准的编制情况，观测司同意标准名称调整。
10月在标准化信息网上提出调整名称申请，12月法规司批准。
起草组经多次讨论与修改，对技术指标进行深入讨论，同时学习了相关国家标准，确定本标准在技术指标提出及检验规则方面与相关标准协调，修改了部分表述。
于2019年12月提交征求意见稿，开始征求意见。
3.标准主要起草人及其所做的工作本标准主要起草人：任晓毓，杨荣康，郭启云，蔺汝罡，杨国彬，曾杨。
主要分工如下：任晓毓，负责组织标准的技术讨论、起草标准文本和编制说明，协调起草组成员的工作。
杨荣康，负责制定标准框架结构、对技术内容审定、把关。
郭启云，负责对标准文本进行核对，修改标准文本。
蔺汝罡、杨国彬、曾杨，负责收集、整理有关资料和文献，汇总处理专家征求意见，并对标准文字进行校正。
二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据1. 标准编制原则本标准充分借鉴和参考了相关国家标准，使本标准的内容具有科学性、通用性，参考的标准包括：GB/T 191-2008 包装储运图示标志GB/T 2423.17—2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka：盐雾GB/T 2423.24 环境试验第2部分：试验方法试验Sa 模拟地面上的太阳辐射及其试验导则GB/T 2423.37—2006 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验L：沙尘GB 4962-2008 氢气使用安全技术规程GB 5080.5-1985 设备可靠性试验成功率的验证试验方案GB/T 9414.3—2012 维修性第3部分验证和数据的收集、分析与表示GB/T 17626.2 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验要求GB/T 17626.3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.4 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.5 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T 17626.6 电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验GB/T 25292-2010 电气设备安全设计导则GB/T 31162-2014 地面气象观测场（室）防雷技术规范2. 确定标准主要内容的论据本标准规定了自动放球系统的要求、检验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
浅析影响高空探测高度的因子
射， 保 持 良好 的 通 风 ， 温 度保 持在 ｌ ０ — ２ ０℃ ， 相 对 湿 物 体 ， 必 须 受 到不 平衡 力的作 用 之 后才 能 产生 运 动 。 度在 ７ ０ ％以 下 。气 球放 置 在 离地 面 ２ ０ ｃ ｍ 以上 的架 探空 球所 以上 升是 因为受 到 了两个 相反 的不 平衡 力
１ 弓 ｌ 言
自由大 气 中不 同高 度 的气 象 要 素 以 了解 大 气 结 构 ， 格 控制 充 气 速 度 ，充 灌 一 个 ７ ５ ０ ｇ气球 时 间应 ≥２ ０ 为做 天气 预 报 提供 重 要 参考 资 料 。所 以对探 空资 料 ｍｉ ｎ 。在 充气 初 期应 将 充 气速 度保 持 中速 充灌 。 这样
球 升速 是影 响探 测 高度 的主 要 因素 。 ２ ． １ 探空 球气 球 的保管
滑石 粉 吸湿 而 引起 气 球 冻结 。可增 加 气球 的防 老化 性 能及 耐寒 性 ， 大大 提 高了球 皮弹性 灵 敏度 。
探 空 气球 球 皮 系 天然 乳胶 制 成 。 其 弹性 很 重 要 。 ２ ． ４ 提 高探 空气 球升 速 温 度过 高或 过低 ， 对 球皮 的弹 性都 有极 大 的影 响 。其 在探 空 探测过 程 中如 在 同一 时 间段 里 ．探 空球
２ 影响 高 空气球探 测 高度 的 因素
气速度放慢 ， 使 气 流匀 速 较 慢 的进 入 球 内 从 而减 小 高空 气 象 的探 测 主要 是依 靠 气 球 携带 探 空 仪 升 球 皮 饱 和后 弹 性 的变 化 。也 减小 了因球 皮 薄 厚差 别
高空气球的遥感和环境监测
高空气球的遥感和环境监测随着科技的不断发展，遥感技术在环境监测领域的应用越来越广泛。
高空气球作为遥感技术的一种应用工具，具有独特的优势和潜力。
本文将重点探讨高空气球的遥感原理、应用以及对环境监测的影响。
一、高空气球遥感原理高空气球是指能够升至大气中的高空并悬停的无人驾驶气球。
它通常由气球、传感器和数据传输系统等部分组成。
在遥感方面，高空气球通过搭载各种高精度传感器以获取地球表面的信息，然后通过数据传输系统将信息传送至地面站点。
高空气球的遥感原理主要基于遥感技术中的被动和主动遥感。
被动遥感是通过接收地球表面辐射物质而获得信息，常见的被动遥感数据有红外线、紫外线和可见光等。
主动遥感则是通过向地球表面发射电磁波并测量其反射或散射信号来获取信息，常见的主动遥感数据有雷达和激光雷达等。
二、高空气球遥感的应用1. 气象预测与气候研究高空气球能够搭载各种气象传感器，通过测量大气的温度、湿度、气压等指标，从而提供精确的气象数据。
这对于气象预测和气候研究具有重要意义。
气象部门可以利用高空气球获取的数据提供精准的天气预报，而气候研究机构则能够通过长期收集的高空数据研究气候变化趋势。
2. 环境污染监测高空气球还可以用于环境污染监测。
通过搭载空气质量传感器，高空气球能够实时监测大气中的污染物浓度和分布情况。
这对于环境保护部门进行空气质量评估以及及时采取污染治理措施具有重要意义。
此外，高空气球还可以监测水源和土地的污染情况，从而提供更全面的环境监测数据。
3. 自然资源调查高空气球在自然资源调查方面也有广泛的应用。
通过搭载多光谱传感器，高空气球能够获取地表的光谱信息，并据此对地表进行分类、识别和定量分析。
这对于土地利用规划、森林资源管理、农作物生长监测等具有重要意义。
高空气球还能够通过激光雷达获取地形数据，从而进行地质灾害评估和地形测绘。
三、高空气球遥感的优势与传统遥感技术相比，高空气球具有以下优势：1. 灵活性：高空气球可以根据需要自由升降和悬停，能够在特定区域进行重点观测，提供更精确、详细的数据。
大气光学特性与高空气球探测技术
大气光学特性与高空气球探测技术随着科技的进步和人类对宇宙的探索不断深入，对大气光学特性的研究日益重要。
大气光学特性指的是大气对光的传播和影响的物理性质。
在这篇文章中，我们将探讨大气光学特性的基本概念和高空气球探测技术在其研究中的应用。
大气光学特性中最重要的概念之一是大气折射。
大气折射指的是光线在穿过大气层时由于折射率的变化而发生的弯曲现象。
这种变化使得我们在看到太阳或其他天体时，它们的位置看起来不是实际的位置。
了解大气折射对精确测量和天文观测是至关重要的。
另一个重要的概念是散射。
大气中的颗粒和分子会使得光线在各个方向上发生散射，从而产生散射光。
这也是为什么天空呈现出蔚蓝色的原因。
散射对于气候研究和大气能量传输的理解至关重要。
除了折射和散射，大气中还存在其他的光学现象，比如吸收和发射。
大气中的一些气体、云层和颗粒会对特定波长的光吸收或发射，从而影响所传播的光谱特性。
通过分析这些吸收和发射谱线，我们可以了解大气中各种组分的存在和分布。
为了深入研究大气光学特性，科学家们使用了各种高空气球探测技术。
高空气球是一种能够携带仪器和传感器到大气中的装置。
通过将仪器装载到气球上，科学家们可以收集关于大气光学特性的数据。
例如，他们可以通过测量光的强度和波长来研究大气层中的散射和吸收现象，进而推断大气中的组分和气候变化。
高空气球探测技术还可以用于监测大气层中的温度、湿度和气压等参数。
这些参数对气象学和气候变化的研究具有重要意义。
通过在不同高度放置探测仪器，科学家们可以获取不同层次的大气数据，揭示大气的复杂结构和演化规律。
此外，高空气球还可以承载影像设备，用于拍摄大气层中的云层、天体和地貌等。
这些影像数据可以提供给气象学家、天文学家和地理学家，用于研究和观察。
综上所述，大气光学特性是研究大气层和宇宙的重要领域之一，涉及大气折射、散射、吸收和发射等现象。
高空气球探测技术为科学家提供了一种能够获取真实大气数据的工具。
通过这些技术和方法的应用，我们可以更好地理解大气层并推动人类对宇宙的探索。
提高高空气象探测质量的主要方法
2.1 重放球对高空气象探测质量的影响 重 放 球对 高空 气象 探测 的影 响主 要体 现在 人为 和非 人 为两个方面，这两方面的因素都会影响高空气象探测的质量 与结果，并可能造成人力和物力的浪费。其中最重要的就是 非人为因素的影响，主要由于雷达卡死造成故障，或者由于 天气出现雷雨气球失去信号等。还有一些因素是由于对探测 前后的准备和首尾工作不到位。 2.2 丢球对高空气象探测质量的影响
距离抓球和测距的自动化、数字化，具有探测精度高、业务 质量优等特点，较以前使用的 59-701 探测系统相比探测数 据错情大幅减少，但由多方面造成的错情还难以避免。本文 以延吉站为例，分析经多年实践经验总结出影响探测质量的 主要原因，并进一步提出防御有效措施，以备高空探测工作 参考。
2 影响高空气象探测质量的主要因素
测的质量也获得了很大程度的提升。本文对高空气象探测质量原因进行分析，并在此基础上总结了提高高空气象探测质量的
主要方法。
关 键 词 ：高空探测质量；气象变化；方法
中 图 分 类号：P412.2
文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)56-0053-01
1 高空气象探测概述 高 空 气象 探测 是气 象部 门获 取天 气变 化资 料的 基本 手 段，是发展气象科学的重要基础，而常规高空探测又是大气 探测系统中最重要的组成部分。当前，延吉站于 2005 年 1 月 1 日正式投入业务运行，该雷达利用假单脉冲二次雷达工 作体制实现了角度自动跟踪、自动测距、自动处理数据、近
复杂天气条件下高空气象探测技术探析
复杂天气条件下高空气象探测技术探析摘要：本文从仪器准备、充灌气球等多个方面，探讨了强降雨、强雷暴、大雾、大风等复杂天气条件下的高空气象探测技术，有助于降低或避免重放球、迟放球、记录缺测等情况出现，确保高空气象探测工作可以顺利开展，为天气预报服务等提供参考依据。
关键词：复杂天气高空气象探测技术引言作为综合气象观测系统的重要组成部分之一，高空气象探测是进行天气预报、气候预测预报以及研究气候变化的重要依据之一，在天气预报气候监测中发挥着十分重要的作用。
高空气象探测资料是气象部门获取高空气温、气压、相对湿度、风向风速等气象要素的重要手段，同时也是气象观测的重要组成部分之一。
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。
为了确保郑州市气象局高空气象探测工作可以顺利开展，本文重点对复杂天气条件下高空气象探测技术进行分析。
1强降雨、强雷暴天气的高空气象探测技术降雨、雷暴等强对流天气出现的过程中具有突发性强、出现时间短、破坏力强的特点，往往伴随有大风天气，不利于高空气象探测工作的顺利开展。
往往会因降雨强度较大错过了正点放球的时间、气球（探空仪）升到强雨区内下沉、雷击影响探空仪信号而出现重放球、雨水进入到回答器内信号突失等情况。
在强降雨或雷暴天气出现了，除了适当增加值班业务人员数量外，还要不断提升工作人员的探测技术。
1.1雨天净举力的把握现阶段，台站内大都是选用750g的探空气球，根据高空气象探测经验，晴天下的净举力应控制在1500g左右，气球每分钟的平均上升速度保持在350~400m之间。
雨天灌球可以适当增加净举力，净举力可以结合当时天气和天空云况综合判断，若降水强度不大，结合风向判定气球飞行轨迹方向具有乌云密布的特点，此时需要更多的净举力。
常规高空气象探测规范.docx
附件 1常规高空气象观测业务规范中国气象局2010年5月前言59型探空仪— 701二次测风雷达观测系统已工作了近五十年，在我国气象事业发展中起到了重要的作用。
随着气象观测业务现代化进程和电子技术的发展，L波段二次测风雷达—电子探空仪等新型高空气象观测系统陆续投入业务使用 , 结合世界气象组织《气象仪器和观测方法指南》（第六版）（世界气象组织，2005 年）的技术要求，及时总结我国高空气象观测业务规范执行方面的经验，更好地发挥新系统的作用，在《常规高空气象探测规范（试行）》（ 2003版）的基础上修订和完善，编制了本规范。
本规范与《高空气象观测规范》（ 1977年）和《常规高空气象探测规范（试行）》（ 2003年）之间具有连续性和继承性。
在历时近三年的编制过程中，多次多层面征求意见，反复讨论修改，先后几易其稿，最终完成本规范编写。
本规范对高空气象观测的基本任务、观测方法、技术要求以及观测记录处理方法等进行了规定。
各类观测系统的具体安装、操作和维护及软件使用方法由相应的使用手册进行规定，并作为本规范的重要补充。
本规范的修改和解释权属中国气象局。
本规范由中国气象局综合观测司组织，中国气象局气象探测中心编写，李伟、许正旭、陈永清、马舒庆、刘凤琴、张宇、陈益玲、吴桂根、夏峰、郭启云、赵培涛等同志参加编写。
目录前言第一章总则 (1)第二章高空气象观测站. (1)第三章观测装备. (3)第四章设备维护检测. (5)第五章高空气象观测技术人员. (5)第六章高空压、温、湿、风观测 (5)第七章观测前准备工作. (6)第八章探空仪施放及观测. (6)第九章观测数据实时处理. (8)第十章报告电码编制及传输. (14)第十一章月报表编制. (15)第十二章测站质量保证. (16)第十三章高空气象观测网质量保证. (16)第十四章资料管理 (17)附件 A高空观测常用计算公式和参数 (18)附件 B数据文件命名规则 (34)附件 C探空系统秒级观测资料上传文件格式 (38)附件 D高空全月观测数据归档格式 (51)第一章总则常规高空气象观测是指采用气球携带无线电探空仪，以自由升空方式对自地球表面到几万米高度空间的大气气象要素（气压、温度、湿度）和运动状态（风向风速）等的变化进行观测、收集、处理的活动和工作过程。
高空气象探测施放高度和升速之间关联研究
@青海气象»>高空气象探测施放高度和升速之间关联研究赵育俊1（甘肃省陇南市气象局，陇南746000）摘要：通过对武都气象观测站近10年高空气象探测资料统计分析，研究高空气象探测施放高度和升速之间的关联关系，建立控制气球升速标准。
提高高空气象探测施放高度，供高空气象工作者参考。
关键词：施放高度；气球升速;关联关系；建立升速标准引言高空气象探测是由充有氢气的气象气球携带电子探空仪，以自由升空方式,对自测站地面至几万米高度空间的大气气象要素和运动状态的变化进行观测、收集、处理。
电子探空仪以W1.2S的采样周期采集高空气压、温度、湿度等气象要素并实时向测站L 波段雷达发送。
L波段雷达实时跟踪气球，接收处理探空仪发回的数据，并以1.OS的采样周期采集探空仪离雷达站的直线距离、方位角、仰角。
这些数据由雷达通讯板块传输至高空气象探测数据接收软件和处理软件，处理软件将这些数据进行一系列的运算处理，即可得到自地面至几万米高度空间各个层次的气压、温度、湿度、露点温度、风向、风速等气象要素和探空仪所在处的高度、经度差、纬度差等地理要素。
高空气象资料与地面气象资料相比，具有采集费用高、采集次数少的特点，地面气象资料每分钟采集一次,而高空资料每日采集2—4次[1]o而如何提高高空气象探测施放高度，获取更多的高空气象资料，是从事高空气象观测管理部门和工作者多年来研究奋斗的目标。
高空气象资料在气象科研、天气预报、防灾减灾和为人民群众服务中起着十分重要的作用。
本文总结了气象气球在贮存、充灌、施放过程中的注意事项。
通过对武都气象观测站2010—2019年高空气象探测施放高度和气球升速之间的关联关系分析研究,建立控制气球升速范围标准，不断提高高空气象探测质量。
1气象气球（750克）主要性能和技术参数高质量的天然橡胶、胶乳和以氯丁橡胶是可膨胀气球的最佳基本原料，气球的原材料都搀有一些添加剂，以提高气球的保存期、伸长率，减小在飞行期间受低温、臭氧和紫外线辐射作用下的龟裂老化。
高空气球探测技术在大气研究中的应用
高空气球探测技术在大气研究中的应用高空气球探测技术，作为一种先进的大气研究工具，已经广泛应用于气象、环境科学和天文学等领域。
通过将仪器和传感器安装在气球上，可以获取大气中的重要数据，帮助科学家们了解地球气候变化、气象系统和大气污染等问题。
首先，高空气球探测技术在气象研究中发挥了重要作用。
气象学家常常使用高空气球来测量大气中的温度、湿度、风速和气压等参数，并将这些数据用于天气预报和气候模拟。
通过高空气球的观测，我们能够更准确地了解大气层中的温度递减率，探测到可能的天气异常情况，并为灾害预警提供重要依据。
其次，高空气球探测技术在环境科学中也发挥了重要作用。
环境科学家常常使用气球上的仪器测量大气中的空气质量、臭氧层浓度和大气污染物含量等，并通过分析这些数据来评估环境质量和污染程度。
此外，高空气球还可用于监测森林火灾、草原草地变化以及降水酸性等环境因素，对自然资源保护和环境治理具有重要意义。
最后，在天文学领域，高空气球探测技术为天文观测提供了独特的机会。
天文学家可以搭载望远镜等仪器到高空，远离大气污染和地面震动的干扰，进行星际射电和红外观测等研究。
高空气球的平台使得天文学家能够更清晰地观测宇宙中的恒星、行星和星系等目标，为天体物理学的发展带来了新的突破。
综上所述，高空气球探测技术在大气研究中具有广泛的应用前景。
通过将仪器和传感器装载到气球上，科学家们可以获取大气中的重要数据，深入研究地球气候变化、天气系统和大气污染等问题。
这种技术在气象、环境科学和天文学等领域发挥着重要作用，为我们更好地了解地球和宇宙提供了重要的信息和洞察力。
高空气球探测技术的不断发展，将进一步推动大气科学和环境科学的进步。
随着仪器和传感器的技术不断提升，我们可以期待更多高空气球的探测任务，更全面地观测地球大气的变化和演化过程。
这些数据的获取和分析将为气候变化研究、环境保护和天体物理学的发展做出重要贡献。
然而，高空气球探测技术也面临一些挑战和限制。
大气层漫步：探秘高空气象站
大气层漫步：探秘高空气象站1. 高空气象站是什么？它们的作用是什么？高空气象站是一种观测和研究大气层的设施，通常位于地面以上数千米的高空。
它们的作用是收集大气层各种数据，以便科学家们更好地了解天气模式、大气化学物质循环和气候变化等重要问题。
2. 大气层漫步：如何进入高空气象站？进入高空气象站通常需要搭乘飞机或气球。
由于高空气象站位于数千米以上的高空，因此其设施必须经过精心设计和测试，以确保能够在极端条件下运行。
这些设施包括高科技气球、飞机和卫星等。
3. 高空气象站的设施有哪些？高空气象站的设施包括各种传感器、数据记录器、气球、飞机和卫星等。
这些设施可以测量大气层的各种参数，例如温度、湿度、气压、风速和风向等。
此外，高空气象站还使用激光雷达、辐射计和气溶胶探测器等高科技设备，以获取更为精确的数据。
4. 高空气象站的研究对象有哪些？高空气象站的研究对象主要包括大气层中的各种大气化学物质、气溶胶和云等。
这些研究可以帮助科学家们深入了解大气层中的各种细节，从而更好地预测天气情况和气候变化。
5. 高空气象站如何对气候变化进行研究？高空气象站可以通过测量大气层中的各种化学物质和气溶胶等，来研究气候变化。
研究表明，大气层中的二氧化碳和其他温室气体是造成气候变化的最主要因素之一。
因此，科学家们可以使用高空气象站收集的数据来分析气候变化的趋势，并为制定应对气候变化的政策和措施提供支持。
6. 高空气象站的发展趋势是什么？随着科技的不断进步，高空气象站的设施和技术也在不断更新和完善。
未来，高空气象站可能会更加自动化和智能化，可以使用人工智能技术对数据进行分析和处理，从而提高数据的准确性和质量。
此外，高空气象站的应用范围也将不断扩大，包括天气预报、灾害预警以及农业和水资源管理等领域。
7. 结论高空气象站是一个重要的研究设施，它可以为我们深入了解大气层的各种参数和现象提供重要支持。
通过收集和分析高质量的数据，科学家们可以更好地预测天气情况和气候变化趋势，为制定应对措施提供支持。
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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1、尽量避免球皮被风吹、日晒、雨淋。
2、保存时，应保留球皮内外的滑石粉，使用将其到掉抖净。
3、不得接触锋利或粗糙的物体。
4、勿与油类或酸类物质放在一起。
5、保存在温度为10℃—20℃之间、相对湿度为70%左右的环境中。
第二节 气球升速的确定一、作用在气球表面的力1、气球的总举力和净举力总举力：气球所受到的浮力减去球内氢气的重量。
即：Vg g V g V E H H )(ρρρρ-=-=总举力的大小还不能说明气球能否上升或上升速度的快慢，它只能说明气球充灌氢气后，能够携带多重的物体不下降（含气球的重量）。
为了表明气球能否上升以及上升速度的快慢，必须引入一个新的物理量“净举力”。
通常用字母A 表示，定义为：总举力减去球皮、绳重以及附加物的重量。
附加物：除球皮和扎球绳以外，气球携带的其它所有的升空物。
即：B Vg B E A H --=-=)(ρρ式中：M N B +=，M 为气球和扎球绳的重量，N 为附加物的重量。
净举力就是气球纯向上的力，对于同一个气球而言，净举力越大，上升速度越快，反之则反。
当球皮和附加物的重量一定时，净举力的大小是由灌氢量的多少和大气密度所决定的。
灌氢量越多，净举力越大；大气密度越大，净举力越大。
大气密度受气压和温度的影响，当气压一定时，气温越高，大气密度越小，反之越大；当大气温度一定时，气压越高，大气密度越大，反之越小。
因此得出以下结论：一定体积的气球在附加物和重量一定的条件下，净举力的大小与气压和温度有关，气温越高或气压越低，净举力越小；气温越低或气压越高，净举力越大。
2、净举力随高度的变化假设气球在上升过程中：(1)球内氢气量不变,即球皮不向外渗透氢气；(2)球内温度和气压与球外大气温度和气压相同，即球内外的温度和气压呈同步变化。
根据气体状态方程可知，气体的体积与密度呈反比关系，且气体密度的变化决定于气体气压和温度的大小。
因此可得下式：ZH HZ Z V V 000==ρρρρ 式中Z HZ Z V 、、ρρ分别表示气球在高度为Z 时的大气密度、球内氢气密度、气球体积，000V H 、、ρρ分别表示放球时的大气密度、球内氢气密度、气球体积。
可得： 100C V V Z Z ==ρρ200C V V H HZ Z ==ρρ 式中1C 、2C 为常数。
将两式等号两边分别相减，并同时减去B ，则有：B V B V H HZ Z Z --=--）（）（000ρρρρ=1C -2C 由净举力定义可得：常数=-==210C C A A Z结论：在任意高度上的净举力Z A 与地面上的净举力0A 相同。
即测风气球在上升过程中，净举力保持不变。
这也是进行单经纬仪测风的理论基础之一。
3、空气阻力R运动的物体总是受到一个与之运动方向相反的作用力的作用，这个力称为阻力。
当测风气球施放后，由于受到净举力的作用而上升，必然也会受到一个阻止其上升的力的影响，这个作用于气球上的力与气球的净举力方向相反。
实验证明，空气阻力与空气密度ρ成正比，与气球垂直运动方向上的横截面积S 成正比，与气球和空气的相对运动速度W 的平方成正比。
即：2221W D K SW K R ρρ== 式中：22)2(D r S ππ==，41K K π=是一个与阻力有关的系数，D 为气球的直径。
空气阻力在乱流、对流较强的情况下，有减小的现象；在其它条件相同的情况下，物体的形状不同，阻力也不同，物体形状越圆，阻力越小；物体表面越光滑，阻力越小。
上式中的系数K 为阻力系数。
对台站使用的橡胶球皮来说，在稳定的大气环境中，阻力系数K=61.43×10-7—84.60×10-7。
K 值与净举力A 的关系：当升速度小于2米/秒（即120米/分）时，空气阻力与物体运动速度成正比；当升度大于2米/秒，而小于100米/秒（即6000米/分）时，空气阻力与物体运动速度的平方成正比；当升度更大时就与物体运动速度的立方成正比；当速度大于等于1000米/秒（60000米/分）时，阻力又重新与物体运动速度的平方成正比。
通常测风气球的上升速度应在2米/秒—100米/秒之间，因此我们取空气阻力与气球上升速度的平方成正比。
二、气球的上升速度气球上升时，同时受到净举力和阻力的共同作用。
在气球施放瞬间，由于净举力A 的作用，迅速加速上升，同时阻力也迅速增大，且与净举力的方向相反，此时的22W D K R ρ=。
根据牛顿运动方程：R A dtdw m -= 可知，当R 增大到与A 相等时，即R A =时，0=dt dw ，气球就开始作匀速上升运动了。
气球加速上升的过程，是在施放后极短的时间内完成的，整个变化过程只需1—2米的高度，在这之后，气球就一直作匀速上升运动了。
三、升速公式的讨论：对测风气球而言，气球施放后上升一米多就能达到极限值的0.99。
361361B A A b E A b W +==--ρρ可见，只要我们控制了球重、附加物的重量、净举力的大小，就完全可以控制气球的升速了。
四、实用升速公式的应用在台站实际业务中，灌球前，要根据测站温度、气压、球重、绳重和附加物的重量计算出净举力，然后再由净举力的大小充灌气球，从而达到固定气球升速的目的。
确定净举力的原理：36101B A A b W +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-ρρ 031618531.0W B A A b W T P =+=⎪⎭⎫ ⎝⎛ 上式中，W T P 618531.0⎪⎭⎫ ⎝⎛相当于标准密度下的气球升速，故称之为标准密度升速值，由灌球时测站气压、温度、气球升速来决定，再由公式31310E A b B A A b W =+=计算得到净举力A ，式中0.821=b ，B 值的大小用天平秤量后得到。
五、升速误差1、空气密度在其他条件相同的情况下，气球升速随空气密度的减小缓慢增大，即升速随高度的增大而增大。
高度每增加1Km ，升速大约增加地面升速值的2% ，到达5Km左右时，升速大约增加地面升速值的10% ，但是这种误差往往又被气球内氢气泄露所抵消。
2、大气乱流大气的乱流运动会使大气对气球的阻力发生很大的变化。
当乱流较强时，阻力减小，使得气球的实际升速高于理论升速，尤其是在白天，这一因素影响很大。
阻力系数随着大气的湍流状况而变化，而在探测中却认为是一个常数。
3、大气对流大气对流对气球升速的影响很大。
在山区以及出现强对流天气时，大气垂直气流的数量级可与气球的升速相当，背风坡强烈的下沉气流甚至会使气球的升速值为负。
因此，在这种情况下，就不能用气球的理论升速计算气球的高度了。
否则，单经纬仪小球测风精度就不能得到保证。
4、球皮的渗透和扩散性由于氢气从球内向外渗透和扩散的影响，使得气球升速减小，高度越高，扩散越多。
但是，这种影响到了高空是可以抵消因大气密度的减小而造成的升速增大的现象。
5、气球形状气球如果不是正圆形，其所受到的大气阻力是比较复杂的，与正圆形气球的实验结果大不相同。
气球上升时会伴随着转动和翻滚，这时气球受到的阻力就较大，实际升速将低于理论计算升速。
6、气球内外温差、压差由于气球上升时会产生膨胀降温，太阳辐射会使气球产生辐射增温。
在对流层顶以下，膨胀降温比辐射增温的作用要大，随着高度的升高，辐射增温的作用逐渐增强。
据测定，在对流层顶以上，气球内外温差可达10℃。
另外，由于球皮的张力作用，也使球皮内外存在一定的压力差。
但温度差和压力差对气球升速的综合影响不超过1% 。
但在气球上升的高度很高时，大气压力与气压差接近时，对升速的影响将会增大。
在一般情况下，可以不考虑气球内外温度差和气压差对气球升速的影响。
综合以上六点可见，造成气球实际升速与理论升速误差的因素是多的。
大气的乱流和对流的影响是主要的，有时误差相当大，观测结果表明：中午的误差比傍晚和清晨大，山地的误差比平原大。
根据资料研究发现：在2Km高度以下，实际升速比理论计算升速要大20% —30% ，而且越接近地面，误差越大（主要由大气的乱流运动所造成）；在2—12Km高度范围内，实际升速接近理论计算升速，这一层大气的乱流比较弱，而大气密度随高度的减小使气球升速增大，但球内氢气的渗透和扩散又使气球升速减小，两者相互抵消；在12Km高度以上，实际升速又比理论升速小，而且高度越高，升速越小，这些主要是由于气球内氢气渗透量增加对升速的影响超过了大气密度减小对升速的影响。