文章编号:
1674-7070
(2011)
03
-0
346-08
国产珠状温度传感器对比分析
摘要
通过比对试验,采取同球比对施放
方式,选择德国
GRAW
探空仪作为比对
标准,使用总共
12
次同球比对数据,对
中国长峰、华云和大桥
3
种型号探空仪
的珠状电阻温度传感器开展比对分析.
经典型个例分析与统计分析表明
:3
个型
号国产探空仪高空温度廓线与德国
GRAW
探空仪具有较好的整体一致性,
温度测量夜间性能均好于白天;长峰探
空仪温度探测性能随高度变化比较稳
定,而华云探空仪与大桥探空仪性能相
仿,均随高度性能下降,尤其是
30
km
以
上高空;长峰探空仪温度探测整体性能
最好,相对系统误差在
0.2
"c左右;而华
云探空仪与大桥探空仪误差可达
1
"C,
且均表现为整体上温度测值偏低.体积
较小的珠状温度传感器将是未来高空温
度探测的一个好的选择,下一步需要改
善华云探空仪与大桥探空仪温度传感器
表面涂层工艺,两者的温度辐射订正算
法也需要进一步完善.
关键词
高空;阳江国际探空比对;国产探空
仪;珠状温度传感器
中图分类号
T
P2
12.9
文献标志码
A
收稿日期
2010-12-21
资助项目国家自然科学基金
(40975064)
作者简介
李伟,男,博士,主要从事高空仪器比对、
评估与分析工作
.lw1024@263.
net
1
中国气象局气象探测中心,北京,
100081
李伟
1
。
引言
常规高空气象探测是对地面以上到中间层大气的温度、气压、湿
度、风向风速等气象要素进行观测,是描述大气三维结构特征的主要
资料来源,在天气分析和数值预报业务中具有不可替代的重要的基
础作用,气候变化诊断与模拟研究也同样依赖于可靠的长期历史气
候资料
[1]
探空资料非常重要,最长的高空观测记录是通过在全球观
测网络,每天施放无线电探空仪获取的,这些探空仪提供了自
20
世纪
30
年代以来的高空气象变量的数据库.
Angell
[2]
)f
U
用
1958-1987
年
63
个站的探空资料分析了近
30
a
全球对流层与平流层大气的温度变
化的特点;为了了解高空气温的长期变化趋势,薛德强等
[3]
利用中国
28
个高空探空站
1961-2000
年间地面至高空
10
hPa
的温度资料进
行了不同区域与不同高度的年季统计分析;任国玉等[
4]
的研究表明,
不论是近
54
a
还是近
100a
全国年平均地面气温升高趋势一般比原
来分析结果表明的要强,分别达到
0.25
"C/(1
0
a)
和
0.7
"C/(1
0
a).
世界气象组织认为影响观测数据质量的因素多种多样,包括观
测环境、观测仪器、业务规程、观测方法等
[5]
气候变化监测要求气候
观测系统能长期稳定地提供
36
km
以下更准确的探空资料,温度系统
偏差不超过
O.
1 "c
,随机误差不超过
O.
5 "c
[6]
鉴于观测资料质量对
气候变化观测研究的重要影响,探空资料的误差问题已经引起了国
际上不少学者的重视[叩国内瞿盘茂口。]利用综合静力学质量控制技
术,分析中国历史探空资料集中的一些过失误差情况,着重研究了
20
世纪
60
年代探空仪器变化给温度和湿度时间序列带来的不均一性问
题,讨论了中国近期探空温度和湿度资料中垂直层次上存在的一些
偏差问题.探空资料除了用于天气、气候、气候变化等业务服务外,还
要作为遥感探测真实性检验和校准的基准.这些都要求气象探空系
统提供时空密度更高、准确度更好、覆盖空间更广的观测数据.
在实际大气中,气象要素元法保持恒定,而是随时间变化.无论
是一阶系统还是三阶系统的测量传感器,随时都会产生仪器的输出
不能适应被测量变化所造成的误差,即"动态误差,,[口对于气象仪
器大部分适用于静态测量结果的评定,而对普遍采用的动态测量尚
无科学的评定理论,目前常用"以静代功"或采用随机过程特征量参
数来评定动态测量结果,均是一种近似办法,与科学的不确定度原理
和实际情况还有明显差距山.影响高空温度测量的动态误差是多方
文章编号:
1674-7070
(2011)
03
-0
346-08
国产珠状温度传感器对比分析
摘要
通过比对试验,采取同球比对施放
方式,选择德国
GRAW
探空仪作为比对
标准,使用总共
12
次同球比对数据,对
中国长峰、华云和大桥
3
种型号探空仪
的珠状电阻温度传感器开展比对分析.
经典型个例分析与统计分析表明
:3
个型
号国产探空仪高空温度廓线与德国
GRAW
探空仪具有较好的整体一致性,
温度测量夜间性能均好于白天;长峰探
空仪温度探测性能随高度变化比较稳
定,而华云探空仪与大桥探空仪性能相
仿,均随高度性能下降,尤其是
30
km
以
上高空;长峰探空仪温度探测整体性能
最好,相对系统误差在
0.2
"c左右;而华
云探空仪与大桥探空仪误差可达
1
"C,
且均表现为整体上温度测值偏低.体积
较小的珠状温度传感器将是未来高空温
度探测的一个好的选择,下一步需要改
善华云探空仪与大桥探空仪温度传感器
表面涂层工艺,两者的温度辐射订正算
法也需要进一步完善.
关键词
高空;阳江国际探空比对;国产探空
仪;珠状温度传感器
中图分类号
T
P2
12.9
文献标志码
A
收稿日期
2010-12-21
资助项目国家自然科学基金
(40975064)
作者简介
李伟,男,博士,主要从事高空仪器比对、
评估与分析工作
.lw1024@263.
net
1
中国气象局气象探测中心,北京,
100081
李伟
1
。
引言
常规高空气象探测是对地面以上到中间层大气的温度、气压、湿
度、风向风速等气象要素进行观测,是描述大气三维结构特征的主要
资料来源,在天气分析和数值预报业务中具有不可替代的重要的基
础作用,气候变化诊断与模拟研究也同样依赖于可靠的长期历史气
候资料
[1]
探空资料非常重要,最长的高空观测记录是通过在全球观
测网络,每天施放无线电探空仪获取的,这些探空仪提供了自
20
世纪
30
年代以来的高空气象变量的数据库.
Angell
[2]
)f
U
用
1958-1987
年
63
个站的探空资料分析了近
30
a
全球对流层与平流层大气的温度变
化的特点;为了了解高空气温的长期变化趋势,薛德强等
[3]
利用中国
28
个高空探空站
1961-2000
年间地面至高空
10
hPa
的温度资料进
行了不同区域与不同高度的年季统计分析;任国玉等[
4]
的研究表明,
不论是近
54
a
还是近
100a
全国年平均地面气温升高趋势一般比原
来分析结果表明的要强,分别达到
0.25
"C/(1
0
a)
和
0.7
"C/(1
0
a).
世界气象组织认为影响观测数据质量的因素多种多样,包括观
测环境、观测仪器、业务规程、观测方法等
[5]
气候变化监测要求气候
观测系统能长期稳定地提供
36
km
以下更准确的探空资料,温度系统
偏差不超过
O.
1 "c
,随机误差不超过
O.
5 "c
[6]
鉴于观测资料质量对
气候变化观测研究的重要影响,探空资料的误差问题已经引起了国
际上不少学者的重视[叩国内瞿盘茂口。]利用综合静力学质量控制技
术,分析中国历史探空资料集中的一些过失误差情况,着重研究了
20
世纪
60
年代探空仪器变化给温度和湿度时间序列带来的不均一性问
题,讨论了中国近期探空温度和湿度资料中垂直层次上存在的一些
偏差问题.探空资料除了用于天气、气候、气候变化等业务服务外,还
要作为遥感探测真实性检验和校准的基准.这些都要求气象探空系
统提供时空密度更高、准确度更好、覆盖空间更广的观测数据.
在实际大气中,气象要素元法保持恒定,而是随时间变化.无论
是一阶系统还是三阶系统的测量传感器,随时都会产生仪器的输出
不能适应被测量变化所造成的误差,即"动态误差,,[口对于气象仪
器大部分适用于静态测量结果的评定,而对普遍采用的动态测量尚
无科学的评定理论,目前常用"以静代功"或采用随机过程特征量参
数来评定动态测量结果,均是一种近似办法,与科学的不确定度原理
和实际情况还有明显差距山.影响高空温度测量的动态误差是多方