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无线电探空仪通常由充满氦气氢气的气球(风向球)搭载升空,在中低层大气测量大气主要数据,并通过无线电将数据传回地面气象站点的仪器。

运用无线电传送数据,测量高空天气数据的仪器[1]。根据不同的测量内容,有下列几种型式:

  • 无线电测风(Radiowind Observation) (雷文观测,RawinObservation),利用雷达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于一次完成。

概述

无线电探空仪搭载在气象气球上。它测量多个大气参数并将这些数据用无线电传回地面接受站。无线电频率403MHz专门留给无线电探空仪使用。无线电探空仪由氦气球或氢气球搭载进入大气层。气球的大小重量和材料决定了气球所能到达的高度最大值。气球的型号从150克到3000克都有。800克的气球在30千米的高度会由于在此高度外部大气气压过低而爆裂。

无线电探空仪通常由气球搭载升空。它也可以由火箭搭载升空,这样的无线电探空仪被称为“火箭无线电探空仪”(rocketsonde)。由飞行器直接在大气层中投放,使用降落伞搭载的无线电探空仪称为“下投式无线电探空仪”(dropsonde) 。

当代的无线电探空仪经由无线电与地面的计算机通讯。计算机实时存储这些传回的数据。最初无线电探空测风仪由地面通过经纬仪观测,通过测量大气中仪器的位置变化来估算风速。而当代无线电探空仪可选用多种装置测定风速和风向,诸如Loran(远距离无线电导航系统)、无线电定向仪、GPS等。当代无线电探空仪测量的重要数据包括:大气压力、高度、经纬度、温度、相对湿度和风速风向等。 一些无线电探空仪同时测量大气臭氧浓度。通过对数据的分析可以绘制图表。科学家可以用图表解释说明大气现象例如大气逆温现象

典型的无线电探空仪重250克。主要生产商是芬兰的Vaisala(维萨拉公司)。

1985年,苏联金星探测器“Vega 1”和“Vega 2”分别向金星大气层投放了一个无线电探空仪[2]。对这两个探空仪发出的信号可以追踪两天。(两天之后仪器可能在金星大气中损毁了。)

结构与特点

小小的无线电探空仪,就象一台飞行的发报机,随时将探测到的所在高度的气象资料传送到地面。“麻雀虽小,五脏俱全”,重量不到1公斤的探空仪,主要由感应元件、转换装置、发射机电源四部分组成。感应元件用来感应大气温度、压强、湿度要素的大小与变化;然后通过转换装置转换成相应于探测量的无线电讯号;而发射机产生的约数十或数百兆赫的高频无线电振荡(载波),则能装载着探测讯号向地面发送;电源提供了整个探空仪的能量来源,它占据了相当大的重量

视频

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参考文献

  1. 探秘气象探空,中国气象局, 2018-9-14
  2. 精品无线电探空仪,道客巴巴,2014-12-28