探测数据连续性

• 针对湿度测量的温度依赖性矫正的改进
• 于 2004 年 4 月 6 日投入生产
• 旧的数据可以通过如下方式修正，以便与新数据保持一致：

  

  式中：
  Um = 测量湿度
  US = 饱和湿度
  dUS = 饱和湿度的湿度修正
  dU0 = 相对湿度 0% RH 情况下的湿度修正

• 传感器在低空大气中结冰就不能准确地测量湿度数据。在高空大气中会测得过高的湿度读数。
• 维萨拉无线电探空仪 RS92 有两个薄膜湿度传感器。一个传感器测量湿度时，另一个传感器被加热。加热功能减小了传感器的结冰和冷凝效应。这样即使当仪器突然穿出云层时，湿度测量值仍然可靠。
• 当维萨拉无线电探空仪 RS92-SGP 刚刚问世的时候，到达 -40°C 温度时，加热功能就关闭了。自 2005 年 3 月起，加热功能可持续保持工作直到 -60°C 度。这个功能也在世界气象组织 2005 年毛里求斯的无线电探空仪比对实验中被使用到。这一改进使得在 -40°C 到 -60°C 之间的高湿度环境中获得更加可靠的探空湿度测量数据。

改进后的涂层降低了太阳辐射产生的加热效应。

• 相对湿度是受湿度和温度的共同影响的。
• 在白天探空活动中，湿度传感器及其触头要比它们周围需要测量的空气的温度高。这样的情况会导致相对湿度测量值偏低。
• 这个效应在高空对流层和低空平流层很显著，特别是在高湿度情况下。与使用旧涂层的仪器相比，使用改进型涂层的无线电探空仪测得的相对湿度测量值最多高出 5-6 %RH。
• 新的涂层技术在 2005 年世界气象组织在毛里求斯的高性能无线电探空系统比对实验中用到。

• 石英纤维紧密集成至传感器结构中
• 使得机械强度提高了 5 倍
• 取消横梁结构，加强了针对热质传感器表面增加采取的传感器通风补偿设计
• 取消横梁结构，减少了早先发生在孪生探空中的温度波动问题
• 天气现象的更多详情：10 hPa 以上重载测试台的温度过滤
• 自 2007 年起，交付增强型传感器，传感器型号可通过无线电探空仪序列号识别

温度传感器结构

旧传感器和增强型传感器的时间常数

• 传感器横梁的背侧已经改成和横梁前侧一致的亮银色
• 这一变化改进了制造工艺，横梁的生产更容易控制，这样可以提高产量同时确保质量一致性
• 因为温度传感器没有改动任何地方，对温度测量没有影响
• 如果对湿度测量有影响，也是积极的影响。在试验飞行中，测试值差异保持在重复性限制以内。
• 改进设计于 2008 年中期开始投产。如果必要，可使用无线电探空仪的序列号识别涂层方式

• 传感器横梁触点镀金而不镀铜，从而使触点更加坚固，防止老化等问题
• 这一变化也改进了制造工艺，使横梁更容易制造，这样可以提高产量，确保质量一致性
• 因为温度传感器没有改动任何地方，对温度或湿度测量没有影响
• 改进设计于 2010 年秋季开始投产。如果必要，可使用无线电探空仪的序列号识别涂层方式

传感器横梁触点修改，前部

传感器横梁触点修改，后部

辐射校正表 RSN2005

• 为维萨拉无线电探空仪 RS92 设计的微调型辐射校正表
• 新的辐射校正表在世界气象组织 2005 年 2 月的毛里求斯无线电探空仪比对实验中获得认可

2010-12 | 修正的太阳辐射校正表 RSN2010 | T

备注：

• 在 RSN2005 表中的修改如上表所示，该值为大气压和太阳高度角的函数
• 要用测量温度值减掉修正值。

RSN2005 和 RSN96 表之间的差异

备注：

• RSN2005 表和原始的 RSN96 表的差异为大气压和太阳高度角的函数，如上表所示
• 大部分修正增加了，因此修改后的效果是降低了温度测量值，结果就降低了计算高度
• 低于 100hPa 的修正小于 0.05°C，高于 30hPa 的修正大约为 0.2°C

• 去掉来自 TEMP 信息中低温的湿度数据，这是许多气象服务中很常见的做法 不论使用何种传感器设计，最常见的低温限制是 -40°C
• 多年来，维萨拉一直在不断改进其基于聚合物的湿度传感器。维萨拉 RS80 型无线电探空仪的性能已经得到显著改善。然而，维萨拉 RS92 系列无线电探空仪最终证明了其传感器过硬的质量，让维萨拉可以宣布完全解除对温度的限制。
• 维萨拉推荐 RS92 无线电探空仪的用户将温度限制调整到 –100°C，RS80 的用户可将温度限制调整到 –70°C
  • TEMP 消息中湿度数据报告的新温度限制 (pdf, 53KB)

• 在各种探空实验中，悬挂在实验飞行测试架下的无线电探空仪的运动和单独的无线电探空仪的飞行是不一样的（直接悬挂在气球下测试）。
• 运动速度较慢会导致温度读数波动过大，例如温度传感器在短时间内要比周围空气更热。这种现象仅在非常高海拔的地区观察到
• 同样的现象也发生在臭氧探空中，由于臭氧探空的仪器配置比普通的 RS92 探空仪更重。
• 考虑到臭氧探空和测试架实验安排中的慢速运动需要，修正了用于将原始观测数据过滤为报表数据的软件。
• 需要更多信息，请参考世界气象组织 2005 年毛里求斯高性能无线电探空仪系统的比对实验最终报告

• 对湿度测量算法进行改进，以考虑传感器响应时间及传感器因为太阳辐射而发热，在以往，后者表示为高海拔地区的偏干湿度读数。
• 该算法的最大影响是海拔大约十到十五公里处的日间时间探测，其取决于湿度廓线及对流层顶高度。
• 新算法用于 2010 年 7 月中国阳江国际气象组织无线电探空仪对比中。
• 注意！表“维萨拉无线电探空仪 RS92 技术变化”中列出了该算法的适用性。
• 使用 DigiCORA® 软件版本 3.64 模拟旧数据库文件的说明可在以下文档中找到：MW31 3.64 改进计算 MW31 3.64

热带条件下影响综合水汽柱的例子

• 包括 17 次日间探测和 18 次夜间探测
• 采用新算法进行日间探测的平均值为 59.3 kg/m2，采用旧算法为 57.4 kg/m2
• 采用新算法进行夜间探测的平均值为 60.4 kg/m2，采用旧算法为 60.4 kg/m2

热带条件下的探测示例

太阳辐射算法探测示例
蓝色=采用太阳辐射新算法和响应时间算法计算相对湿度
灰色=没有采用新算法计算相对湿度
日间探测（热带条件）

高纬度条件下的探测示例

太阳辐射算法探测示例
蓝色=采用太阳辐射新算法和响应时间算法计算相对湿度
灰色=没有采用新算法计算相对湿度
日间探测（高纬度条件）

热带条件下的探测系列统计示例

新旧计算的比较结果。热带条件下日间放飞统计，20 次放飞。
蓝色=采用太阳辐射新算法及响应时间算法计算相对湿度
相对湿度参考线 = 没有采用新算法计算相对湿度

高纬度条件下探测系列统计示例

新旧计算的比较结果。热带条件下日间放飞统计，50 次放飞。
蓝色=采用太阳辐射算法及响应时间算法计算相对湿度
相对湿度参考线 = 没有采用新算法计算相对湿度

• 在测量相同的大气条件时，飞行重复性试验验证了类似无线电探空仪之间的一致性。测试证明重现性保持在良好的水平。测试结果表明，新的基于 SW 的修正在有效的同时，也保持了维萨拉 RS92 无线电探空仪湿度传感器的高重复性特征。

探测的可重复性

探测的可重复性在高纬度条件下，具有标准偏差的双探测差异采用新算法。
左 = 日间，25 次放飞
右 = 夜间，5 次放飞

• 对维萨拉无线电探空仪 RS92 太阳辐射校正表进行了小幅改动。此外，太阳辐射修正算法现在也将探空仪在飞行途中的通风因素考虑在内。
• 新的辐射校正表在世界气象组织 2010 年 7 月的中国阳江无线电探空仪比对实验中使用。
• 注意！表“维萨拉无线电探空仪 RS92 技术变化”中列出了该算法的适用性。
• 使用 DigiCORA® 软件版本 3.64 模拟旧数据库文件的说明可在以下文档中找到：改进计算 MW31 3.64

修正的温度传感器太阳辐射校正表RSN2010

备注：

• 用于 DigiCORA® 探空软件版本 3.64 的 RS92 太阳辐射修正表 RSN2010
• 表中的修正值为大气压和太阳高度角的函数。实际修正还要考虑探空仪飞行途中的通风，上表中的值是以典型的 5 米/秒通风来计算的。
• 要用测量温度值减掉修正值。

温度传感器太阳辐射差异表 RSN2010 - RSN2005

探空系列统计示例：日间，热带

新旧算法 (RSN2005) 的日间差异的标准偏差。热带条件下日间航班统计，20 次放飞。

蓝色=新计算
参考线=旧计算
平均上升速度 5.3 米/秒，标准速度 0.4 米/秒。单探空，线长 30 米。

探空系列统计示例，夜间，高纬度

新旧算法 (RSN2005) 的夜间差异的标准偏差。热带条件下日间航班统计，30 次航班。

蓝色=新计算
参考线=旧计算
平均上升速度 5.2 米/秒，标准速度 0.2 米/秒。单探空，线长 30 米。

在相同的大气测量条件时，飞行重复性试验验证了类似无线电探空仪之间的一致性。测试证明重现性保持在良好的水平。测试证明重现性保持在良好的水平。

探测的可重复性

探测的可重复性在高纬度条件下，25 次放飞，具有标准偏差的双探测差异采用新算法。
探测的平均上升速度为 5.3 米/秒，探测之间的平均速度为 0.3 米/秒。气球线的长度是 50 米。