探空气球

摘要： 气象观测中,常用经纬仪跟踪随风飘移的氢气球,实现对于空中各高度上风场的观测。使用单经纬仪进行空中风观测时,往往存在一定误差,主要来源于两个方面,一是受限于观测数据的低可靠性以及氢气球升速的变化,所求空中风具有较大的误差;二是氢气球自身具有一定的惯性和曳力,使其本身不能作为风场的良好示踪物,所观测速度不能直接代表空中风速度。本文基于单经纬仪风场观测原理,提出多经纬仪定位方法(Multi-Theodolite Location Method,MTLM)。首先将经纬仪协同探测氢气球获得的高度角和方位角信息,通过相应的坐标变换与最小二乘法算法,获取氢气球的精确轨迹和速度信息,随后对运动方程分析,实现了由氢气球速度对于背景风场速度的反演。在仿真实验中,本文方法定位的氢气球空中轨迹,各方向均方根误差小于2 m;反演背景风速时,通过本方法反演的背景风场与传统单经纬仪相比,水平速度和垂直速度准确度分别提升超过80%和90%。外场实验中,采用MTLM方法反演水平风速较单经纬仪性能有较大的提升,风向和风速准确度分别提升86%和66%,在高精度风速获取上MTLM方法具有更好的性能。

摘要： 以探空气球为例,简单叙述了当前高空气象观测的手段,探究了高空气象探测工作,而后从6个方面重点分析了高空气象探测工作中的常见问题,并提出了相应的对策,旨在提高我国高空气象探测工作水平,确保高空气象探测业务的正常开展。

摘要： 为了提高探空气球的气密性,采用25％,40％和50％3种不同环氧化程度的环氧化天然胶料(ENRL)与天然胶料(NRL)并用制备硫化胶膜,研究了 ENRL环氧化程度和用量对硫化胶膜气密性、物理力学性能以及并用胶乳的黏度、稳定性的影响.结果表明,并用胶乳硫化胶膜的气密性会随着ENRL环氧化程度和用量的提高而提高,相应的气球体积保持率也会大大提高;此外,并用胶乳热稳定性良好,但ENRL用量和环氧化程度较高时机械稳定性较差,黏度值也较高;ENRL用量较低时,能在一定程度上提高硫化胶膜的拉伸强度、撕裂强度和定伸应力;ENRL用量较高时会明显降低胶膜硬度,断裂伸长率也会有所提高.

摘要： 湍流问题从提出到现在已困扰人们300多年.虽然提出了一些可行的方案,但在可预见的未来这一问题仍将困扰人们.湍流主要由浮力热气泡和风切变产生,在地球表面和大气之间传递物质和能量.2019年6月开展了第二次海洋季风实验(sea monsoon experiment-II:SMEX-II),实验过程中通过释放探空气球获得了海洋上空常规气象数据.通过Tatarski参数化模式,重点分析了海洋上空湍流拟合廓线的主要影响因素,边界层、对流层顶湍流的演变规律,以及离岸距离对湍流垂直廓线分布的影响.结果表明,外尺度对海洋上空湍流的分布起决定作用,边界层顶和对流层顶的逆增长区取决于温度梯度的骤变,陆地下垫面对边界层顶逆增长区的影响大而海洋下垫面对对流层顶的逆增长区影响大.基于试验数据分析的海洋上空光学湍流时空分布特性,为海洋的天文观测选址、激光大气传输和卫星遥感观测等提供了必要的参考.

摘要： 盛夏的一个上午,浙江舟山地区,乌云密布,大雨滂沱。超强台风“利奇马”在不到400千米之外的海面上疯狂打转,最大风速58米/秒(超过200千米/时),卷起层层巨浪。即使远在数百千米外的陆地上,风依旧大到连壮汉都难以站立。沿海的居民们早已接到气象部门预警,躲在家中关紧门窗,等待台风过去。而此时,一小队科学家顶风驱车而来,几人合力,在狂风暴雨中艰难地给探空气球充气,绑上精密的观测仪器,目送气球飞入因台风而旋转的云系中。

摘要： 通过理论分析和试验验证,探讨了胶乳探空气球(简称探空气球)的充气量和长度与升空高度的关系。结果表明:采用相同规格的模型,在相同配方和工艺下生产的探空气球,其升空高度与充气量和长度成反比;充气量越大,探空气球升空高度越小,在保证上升速度的情况下充气量越小,探空气球升空高度越大;探空气球的长度越大,其升空高度越小,在伸张均匀的情况下,探空气球的长度越小,其升空高度越大。

摘要： 通过理论分析和试验验证,探讨了胶乳探空气球(简称探空气球)的充气量和长度与升空高度的关系.结果 表明:采用相同规格的模型,在相同配方和工艺下生产的探空气球,其升空高度与充气量和长度成反比;充气量越大,探空气球升空高度越小,在保证上升速度的情况下充气量越小,探空气球升空高度越大;探空气球的长度越大,其升空高度越小,在伸张均匀的情况下,探空气球的长度越小,其升空高度越大.

摘要： 研制了一台基于法布里-珀罗标准具的多普勒测风激光雷达系统,发射激光波长为532 nm,采用300 mm口径望远镜接收回波信号,能够同时探测从边界层到对流层顶的大气风场.为提高法布里-珀罗标准具透过率曲线扫描的准确度,在接收机光路严格装调基础上,通过脉冲光直接对三通道法布里-珀罗标准具频谱进行扫描,通过高速采集卡采集脉冲信号并进行拟合积分得到准确的脉冲信号强度,采用非线性最小二乘法拟合得到FPI-1、FPI-2和FPI-L的谱宽分别为1.20 GHz、1.22 GHz、1.18 GHz,峰值透过率分别为0.817、0.807、0.768,FPI-1和FPI-2及FPI-1和FPI-L的峰峰间隔分别为3.91 GHz和1.25 GHz.在风场观测试验中,通过多次测量同一方向上径向风速得到,91%的测量方差小于4 m/s,在水平风场观测中,该系统白天探测高度为13 km,夜间可达17 km,并与探空气球进行对比,从1.5 km至10 km范围内二者吻合较好.

摘要： 本文通过对探空气球的特性介绍,结合厦门本站实际经验,总结了750g探空气球的存储,充灌等使用方法和注意事项,探讨相应的措施,为进一步提高气球施放高度服务,获取更全面的高空大气资料.

摘要： GPS探空气球是人类研究平流层的重要工具,在研究大气和天气预报工作中起到了重要作用.然而,目前现有的探空气球雷达追踪技术,存在着技术实现复杂、费用高昂等不足,并且空中飞行航线越来越密集,探空气球的施放与飞行安全的矛盾也日益突出.通过在探空气球上搭载GPS定位模块,实时回传气球位置数据的方法,引入OpenGL可视化技术,使用投影变换与视口变换技术建立三维可视化显示环境,最后运用VC编写了位置数据接收和实时绘制程序,从而实现了探空气球运行轨迹的实时三维可视化绘制.该方法与雷达追踪技术相比,具有定位准确、价格低廉、技术实现简单等优点,可以有效满足气象研究和航空安全的需求,同时也为探空业务提供了更多的可利用时段.

摘要： GPS探空气球是人类研究平流层的重要工具,在研究大气和天气预报工作中起到了重要作用.然而,目前现有的探空气球雷达追踪技术,存在着技术实现复杂、费用高昂等不足,并且空中飞行航线越来越密集,探空气球的施放与飞行安全的矛盾也日益突出.本文通过在探空气球上搭载GPS定位模块,实时回传气球位置数据的方法,引入OpenGL可视化技术,使用投影变换与视口变换技术建立三维可视化显示环境,最后运用VC编写了位置数据接收和实时绘制程序,从而实现了探空气球运行轨迹的实时三维可视化绘制.该方法与雷达追踪技术相比,具有定位准确、价格低廉、技术实现简单等优点,可以有效满足气象研究和航空安全的需求,同时也为探空业务提供了更多的可利用时段.

摘要： GPS探空气球是人类研究平流层的重要工具,在研究大气和天气预报工作中起到了重要作用.然而,目前现有的探空气球雷达追踪技术,存在着技术实现复杂、费用高昂等不足,并且空巾飞行航线越来越密集,探空气球的施放与飞行安全的矛盾也日益突出.本文通过在探空气球上搭载GPS定位模块,实时回传气球位置数据的方法,引入OpenGL可视化技术,使用投影变换与视口变换技术建立三维可视化显示环境,最后运用VC编写了位置数据接收和实时绘制程序,从而实现了探空气球运行轨迹的实时三维可视化绘制.该方法与雷达追踪技术相比,具有定位准确、价格低廉、技术实现简单等优点,可以有效满足气象研究和航空安全的需求,同时也为探空业务提供了更多的可利用时段.

摘要： 本文以探空气球的口吻详细地介绍了高空气象观测的全过程,用通俗易懂的语言将高空气象探测的准备工作、放球过程、数据收集整理等进行了深入浅出地描述,从普及气象科技知识的角度出发,让公众简单明白地了解高空气象探测工作.

摘要： 利用宜昌高空站2006年1月1日07时到2010年12月31日19时(含所有加密观测时次)共4341份测风观测(含每秒球坐标数据查询)记录，分析本站探空气球过顶(指GFE(L)1型二次测风雷达天线仰角)90°)分布状况，从而更好的了解探空气球过顶的特点，找出探空气球成功过顶与过顶丢球的规律，以便于在日常工作中一旦出现探空气球过顶丢球，应付自如找回探空气球，保证高空探测记录完整。

摘要： 随着数值预报模式分辨率的提高,探空气球漂移偏差的影响变得不可忽视,对高空探测资料气球空间位置经纬度偏差求解精度的要求也日益提高.鉴于现有气球空间位置经纬度偏差计算公式忽略地球曲率影响,从探测系统原理出发,推导出更为精准的基于地心坐标系的经纬度偏差计算公式,并通过探空数据文件与原有算法进行比较.

摘要： 高空观测业务考核指标中,气球施放高度是一项重要指标,因此,气球施放高度成为台站工作人员一直致力研究探讨的一个重要课题.气球施放高度除了取决于气球本身的质量外,在高空观测站充灌氢气的量也是影响气球施放高度的最主要因素,充灌氢气的量决定了气球的静举力.本文通过探讨气球的受力情况,静举力与气压、温度的关系,静举力与气球上升速度的关系,揭示了充灌氢气的量与气球上升速度、地面气压和温度之间的联系,得出实际工作中应该采取的措施.

摘要： 气球施放高度是高空气象观测业务考核指标中的一项重要指标.影响气球施放高度的因素中,除气球本身质量外,净举力是一个最为主要的因素.本文通过分析气球的受力情况,研究净举力与气球升速的关系,探讨净举力对气球施放高度的影响,结合多个台站实际工作中的净举力举例,得出通过科学控制净举力提高施放高度的结论.

摘要： 本文对高空观测球炸后探空仪下降过程中探测数据的利用进行了分析,指出了探空仪上升和下降过程中同气压层温度差是由摩擦增温、滞后误差、仪器故障、温度空间变化、温度时间变化等原因造成,并通过实际工作中采集的部分下降资料对仪器因快速下降造成的摩擦增温误差、滞后误差测算方法进行了探讨,指出了获取球炸后探空仪下降过程中周边环境准确气象资料的用途和努力方向,提出了高空观测球炸后继续观测和使用降落伞减缓下降速度的建议,以利获取更多的气象资料.

摘要： 本发明提供了一种探空气球及高空气象探测系统，涉及高空气象探测设备领域，为解决在使用探空气球的过程中无法实现远程控制、实时调整探空气球所处的高度的问题。所述探空气球包括：气囊、重料囊、排气阀、排料阀、无线通讯模块、高度传感器以及控制器，其中：所述排气阀与所述气囊连通，所述排料阀与所述重料囊连通；所述排气阀、所述排料阀、所述无线通讯模块、所述高度传感器分别与所述控制器信号连接。所述探空气球用于高空气象探测，以达到简单快捷地对探空气球及其携带的探空仪器的探测高度的远程控制与实时调节的效果。

摘要： 本发明提供了一种探空气球及高空气象探测系统，涉及高空气象探测设备领域，为解决在使用探空气球的过程中无法实现远程控制、实时调整探空气球所处的高度的问题。所述探空气球包括：气囊、重料囊、排气阀、排料阀、无线通讯模块、高度传感器以及控制器，其中：所述排气阀与所述气囊连通，所述排料阀与所述重料囊连通；所述排气阀、所述排料阀、所述无线通讯模块、所述高度传感器分别与所述控制器信号连接。所述探空气球用于高空气象探测，以达到简单快捷地对探空气球及其携带的探空仪器的探测高度的远程控制与实时调节的效果。

摘要： 本发明公开了一种高空结冰检测用探空气球结冰检测器的安装装置，具体涉及结冰检测器安装技术领域，包括气球，所述气球的底端设有盖板，所述盖板底端设有固定外壳，所述固定外壳内部底端设有放置板，所述放置板顶端设有检测器本体，所述固定外壳的内部底端两侧均均设有活动座，同一端的两个所述活动座一侧设有固定机构。本发明通过传动杆、压制板和盖板的设置，通过盖板与固定外壳之间的连接，使得盖板可以对检测器本体进行压制，进而使得限定弹簧保持延伸状态，进而使得推杆可以向着活动槽内壁两端移动，经过传动杆传动作用使得压制板可以对检测器本体进行压制和固定，进而使得检测器本体的安装和拆卸更加的便捷。

摘要： 本发明提供一种自动悬停的MEMS探空气球及实时自然气象采集系统，包括：气囊和基座，基座设有自动气压调节机构和主控制板，自动气压调节机构与主控制板电连接；自动气压调节机构包括气体控制组件和压力传感器，压力传感器包括内压传感器和外压传感器；主控制板用的是热敏电阻材料；采用三角形摆对地观测的折射式望远镜，在三个折射式望远中心，安放一个普通长焦镜头，成像CCD芯片封装预真空系统；用自动气压调节机构，实现气囊内平外压力平衡使探空气球可在指定高空悬停；电子元器件基板采用热敏电阻材料，通过可变电流源的实现基板的加热，保证所有电子元件在高空低温环境下，被采集的气象值都在规定的范围内。

摘要： 本发明涉及气象监测技术领域，公开了一种防风探空气球发射器，包括发射管、高压壳、遮挡半管，所述发射管的空腔中滑动设有所述遮挡半管，两组所述遮挡半管组成保护腔，两组所述遮挡半管根部转动连接，所述保护腔内设有高压储存壳，所述高压储存壳设有高压气腔，所述高压储存壳一侧设有出气口，通过设置发射管、遮挡半管、高压储存壳、探空气球等，手持本装置挑选合适角度和位置，遮挡半管在发射管空腔中高速弹出，在一段时间内，两组遮挡半管始终包裹探空气球，具有小阻力外形的遮挡半管能带动探空气球快速飞射到一定高度。

摘要： 本实用新型公开了一种探空气球的切割分离器及具有其的探空气球，其中，探空气球包括动力球和平飘球，动力球和平飘球之间通过连接绳相连接，切割分离器包括：定位模块，用于对探空气球进行定位；熔断电路，与连接绳连接，用于在探空气球上升至预定高度时切断连接绳；控制电路，与定位模块及熔断电路连接，用于在探空气球上升至预定高度时控制熔断电路切段连接绳；供电装置，用于为切割分离器中的耗电元件供电。该探空气球中的切割分离器通过定位模块对探空气球进行定位，直接根据探空气球的高度控制连接绳切断的时机，相比于现有的通过预置切割时间来确定高度的方式，本实用新型的切割分离器高度控制的精度更高。

摘要： 本实用新型公开了一种探空气球与探空仪快速系扣的装置，包括壳体、控制槽、连接环和连轴，所述壳体内部的左侧安装有按压块，且按压块的左右两侧均连接有滑块，所述固定销的外侧设置有弹簧，所述第一齿杆的右侧设置有第一齿轮，且第一齿轮的右侧安装有第二齿轮，所述连接环安装于连接槽的上端，且连接环的内部设置有连接孔。该种探空气球与探空仪快速系扣的装置通过按压按压块能够使得滑块在控制槽中进行滑动，从而能够带动第一齿杆进行运动，进而能够为卡块的移动提供动能，卡块通过连接孔能够固定卡合连接环，从而能够避免探空气球与探空仪连接不紧固的问题，大大提高了该种探空气球与探空仪快速系扣的装置的实用性。

摘要： 本实用新型公开了一种适用于探空气球加气充气嘴的气球充气平衡器，其包括重量体和连接块，在重量体上设置有连接气管和进气接口，连接气管通过重量体的内部气道与进气接口连通，连接气管的一端与重量体连接，连接气管的另外一端穿过连接块且与连接块连接在一起，连接气管的另外一端穿过连接块后外露于连接块；充气时，将外露于连接块的连接气管另外一端插入到探空气球加气充气嘴中悬挂座的进气端中且将探空气球加气充气嘴的阀芯顶开，再通过紧固件将探空气球加气充气嘴锁紧固定在连接块上。本实用新型减少了误操作的可能性，使施放结果的一致性也有很大的提高，且在该环节提高了精度，还减少了安全隐患，降低了工作风险。

摘要： 本实用新型提供了一种探空气球自动充气球装置。探空气球自动充气球装置包括气体供给源、充气嘴、气体供给阀门、充气量控制单元、气嘴控制单元以及处理装置。充气嘴连接上述气体供给源；气体供给阀门设置于充气嘴和气体供给源之间；充气量控制单元设置于上述气体供给源和气体供给阀门之间，输出一充气量控制信号；气嘴控制单元连接上述充气嘴，并发出第一位置信号或第二位置信号；处理装置连接上述气体供给源、气体供给阀门、充气量控制单元以及气嘴控制单元。本实用新型实现了无人干预的情况下，对探空气球的自动充气。

摘要： 本实用新型提供了一种探空气球充气阀，该探空气球充气阀包括充气嘴体，所述充气嘴体包括外壳和阀芯，所述外壳具有进气端和开放端，所述阀芯设于所述外壳中，以使气体从所述进气端单向流通至所述开放端，所述外壳外可拆卸设有锁紧环，以对套设在所述外壳外的气球球柄形成密封夹持，所述锁紧环上穿设紧固件进行锁紧固定。本实用新型的探空气球充气阀，利用锁紧环提高充气阀密封性，并可随同气球升入高空，简化探空气球充气操作步骤，降低工作强度和能力要求，从而提高探空气球的充气和施放效率。