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

的探空仪可以降低使用费用；在高空风大时，施放带GPS的探空仪，用GPS测风，则能避免RDF天线在低仰角时测角受多路径效应影响。在采用GPS测风时，由于天线方位、仰角数据都有，一旦GPS信号失落时，还可以采用RDF方式测风。

NOAA对使用通用高空探测系统的费用作了分析，预计每次探空用于探空仪和地面设备的费用在87美元到137美元之间。对于美国无线电探空网而言，采用通用高空探测系统，一年可最多节省670万美元。

4.我国无线电探空技术

我国现有无线电探空系统包括L波段二次测风雷达－电子探空仪探空子系统、59－701二次雷达测风系统、无线电经纬仪（RDF）、C波段雷达和GPS探空系统。目前，大气监测自动化建设二期工程的高空气象探测系统设计正在进行中，在此工程完成后，我国高空探测将完成从单一探测到多种探测，从遥测到遥测和遥感相结合的跨越，并将实现风、温、湿连续观测。探测空间的扩展将为连续、无缝隙、精细化天气预报提供强有力的技术支撑。