第22章边界层与对流层专用廓线技术易1.docx
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第22章边界层与对流层专用廓线技术易1
第22章边界层和对流层的专用廓线技术
概述
专用廓线技术已被开发用于在高时刻和空间分辨率上获取数据,以知足分析、预报、小尺度气象研究、和多种特殊应用的要求。
本章介绍了目前应用于上述目的的地面系统的概况。
本章分为两个主要部份:
遥感技术和直接测量技术。
其中一些技术可用于整个对流层的测量,一些技术用于低对流层的测量,尤其是行星边界层。
遥感技术基于电磁或声音的能量和大气的彼此作用。
和直接测量相反,遥感测量仪器和被测变量在空间上距离是分离的。
在大气应用上,该项技术能够分为被动遥感和主动遥感技术。
被动遥感技术利用大气中自然产生的辐射(微波辐射计)。
主动系统(声雷达,风廓线仪,RASS和激光探测雷达)的特点是在人工发射进入大气的特殊辐射。
地面廓线技术在节中进行论述。
与此相关的其它遥感技术在第一编的第8章和第9章进行讨论。
简论述了将仪器设置于不同平台上,直接获取边界层测量结果的直接测量技术(气球,边界层无线电探空仪,安装仪器的塔和杆,装载仪器的系留气球)。
第一编的第12章和第13章讲述了更为普遍应用的利用气球进行廓线测量的技术。
关于廓线技术的文献是很丰硕的。
一般性的讨论和评述见Derr(1972),WMO(1980),Martner等(1993)和对流层廓线的第二届国际研讨会中的报告。
地基遥感技术
声雷达(声达)
声雷达(Sodars)基于大气对声波进行散射的原理而工作。
按照声散射的理论,一个声脉冲射入大气会被由于小尺度湍流温度及速度起伏引发的折射率转变造成散射,而这种湍流温度及速度的起伏在空气中自然存在,特别伴随出此刻逆温层的强温度和湿度梯度中。
在后向散射情形下(180°),只有尺度相当于二分之一发射声波波长尺度的温度起伏才能决定返回的回波。
但是,在别的方向上,除无散射的90度角之外,回波是由温度和速度起伏一路致使的。
有关声音探测方面的可利用的参考文献包括,Brown和Hall(1978),Neff和Coulter(1986),Gaynor等(1990)和Singal(1990)。
一些不同类型的声雷达已经被开发出来,但在业务中普遍利用的是单点声雷达和多普勒单点声雷达两种类型。
单点声雷达由一个垂直指向脉冲的声源和一个配置好的接收机组成。
每一个声脉冲中有小部份脉冲通过空气中自然产生的温度起伏散射返回接收机。
接收机测量返回声波的强度。
在常规雷达中,从发射到接收回波的时刻延迟即反映了目标物的距离。
在双点声雷达中,接收机被置于距离声源必然距离之外接收速度起伏产生的回波的信号。
单点声多普勒雷达既测量回波信号强度,也对发射和接收信号进行频谱分析,以肯定发射声波和后向散射声波的多普勒频移。
多普勒频移是因温度起伏随空气移动而产生的,由此可测量空气径向风速。
多普勒声雷达利用三种典型波束:
一个垂直方向和两个偏离垂直方向有必然倾斜的方向,从而在三个方向上肯定出风速分量,从这些分量中就可以够计算出垂直风和水平风。
在时刻-高度图中,风矢量依照30-50m的高度距离显示出来。
声雷达最大探测高度取决于系统参数,但随着大气条件而改变。
电子系统通常能够探测到600m的高度乃至更高,高度分辨率可达几十米。
一个声雷达应该包括以下参数:
参数
特征值
脉冲频率
1500Hz
脉冲宽度
—
脉冲重复周期
2—5s
波束宽度
15°
发射功率
100w
单点声雷达通常能生成后向散射回波信号强度的时刻-高度图。
图中包括大量边界层内部结构的详细资料。
大体上能够用来监测逆温层高度,通过边界层稳固度转变来监测混合层的厚度,和监测雾的浓度。
但是,要正确解释这种曲线图则需要相当多的技能和背景知识,和来自现场测量和有关全面天气状况的有价值的附加信息资料。
多普勒单点声雷达系统在测风的同时,也提供了强度信息。
这种系统低本钱、高效地进行边界层测风。
尤其适合于逆温层的持续监测和对存在潜在污染问题的工业区周围风场进行持续监测。
声雷达系统的主要局限性除有限的覆盖高度外,是干扰噪声影响它们的灵敏度,干扰噪声可能产生于交通运输或降水和强风。
这一局限性使它不能在全天气系统中工作。
另外声雷达产生的声音和音量会给临近地域带来烦恼,这也妨碍了它在其它一些适当环境中的利用。
一些系统采用有吸声作用的泡沫材料,以减少外部噪声源的影响,也减少给人们带来的烦恼。
这种泡沫材料的物理特性会随着时刻老化,必需按期改换以避免仪器性能降低。
风廓线雷达
风廓线仪是为在所有天气条件下测量风廓线而设计的高频和甚高频多普勒雷达。
雷达观测二分之一雷达波长尺度的湍流涡旋造成的大气折射率不均匀体产生的后向散射信号(Bragg条件)。
湍流涡旋随平均风速移动,通过测量湍流移动速度,可直接获取平均风矢量。
与常规天气雷达不同,它们能够在晴空条件下工作。
典型的风廓线仪在三个乃至更多的方向上测量空气的径向速度,垂直方向,正北和正东偏离垂直方向15度的方向。
从这些分量中,能够肯定水平和垂直风速分量。
假设垂直风速能够忽略,较简化的系统能够通过测量两个倾斜方向的径向速度,从而取得水平风速。
有关的深切讨论见Gossard和Strauch(1983),Hogg等(1983),Strauch等(1990),Weber和Wuentz(1990),WMO(1994)。
这种散射机制的特性要求风廓线雷达工作在40—1300MHz范围内。
在频率高于1300MHz时雷达性能变差。
工作频段的选择受所需高度覆盖范围和分辨率的影响。
实际上,系统肯定在3个频段:
50MHz周围、400MHz和1000MHz周围,而且工作在低模式(短脉冲,较低的高度覆盖范围)和高模式(长脉冲,较高的高度覆盖范围),它们在垂直作用距离和分辨率之间进行折衷。
典型的特征值总结在下表中。
廓线仪参数
平流层
对流层
低对流层
边界层
频率(MHz)
50
400
400
1000
峰值功率(kW)
500
40
2
1
工作高度范围(km)
3—30
1—16
—5
—2
垂直分辨率(m)
150
150
150
50—100
天线类型
Yagi(八木阵列)
Yagi或Coco
Yagi或Coco
盘状或相位排列
典型天线尺寸(m)
100×100
10×10
6×6
3×3
雨或雪的影响
小
在小雨中很小
在小雨中很小
很大
风廓线仪能够在无人值守状态下工作,而且几乎能在站址的正上方做持续的风测量。
和通过跟踪气球来测量风的系统相较,这些特性是最主要的长处。
每部风廓线雷达都有最小和最大测量距离。
低于或高于这一界限时都不能进行测量。
最小测量距离决定于发射脉冲宽度,雷达接收机恢复时刻和接收到的周围物体的地物杂波的强度。
因此,应特别注意在工作中的风廓线仪,要尽可能减少接收到的地物杂波。
雷达站址最好选择在山谷或洼地,如此只在很小的范围内受地物杂波的影响。
对平流层廓线仪来讲这些考虑是最重要的。
能够通过适当的防护办法来减小地物杂波对较高频雷达的影响。
廓线仪接收到的信号通常随高度的增加而减小。
这从根本上决定了廓线仪的探测高度。
廓线仪的最大作用距离取决于雷达的特征参数,它随着产品的平均发射机功率和天线孔径的增大而增加,但它也决定了雷达所用频率。
这些要素意味着大功率的平流层廓线仪能够在最大高度范围内进行测量。
但是,对于每部廓线仪,探测的最大高度随着气象条件的不同有相当的转变。
有时在较低的高度的范围内可能探测不到。
由于在尽可能高的高度上进行测量是超级重要的,廓线仪用几分钟的时刻搜集数据,以对获取的弱信号进行积分。
典型情形下,廓线仪可能用6或12分钟来进行三组需要的观测,以便对风速进行测量。
在许多系统中,把一系列如此的观测结合起来,以给出每小时一次的测量结果。
由于廓线仪对来自不均一大气的弱回波超级灵敏,它们能够探测到来自航行器,鸟类和昆虫的回波信号。
一般来讲,如此的信号会干扰廓线仪测量,从而致使不正确的风输出。
在这些情形下,许多独立的测量能够加以比较或结合起来,既给出一致的测量结果,又能够摈弃不真实的测量结果。
在1000和400MHz波段中,降雨似乎会把折射率的不均一性反映成更大的目标物。
因此,测量到的垂直速度是反射率权重(reflectivity-weighted)在应用中是无用的。
大型的平流层廓线仪是超级昂贵的。
它需要大型天线阵列,典型值是100m×100m,和相对更高功率发射机。
它们庞大的物理尺寸意味着很难找到适合的站点,而且他们的高度分辨率和最小高度距离对于特定的应用而言是不够好的。
它们的长处是能在高度在20km以上进行常规风测量,而且除极大的降水外,测量几乎不受到任何影响。
对流层廓线仪工作在400—500MHz频带中,可能是最适合于进行天气尺度的和中尺度的测量。
它们具有中等外形尺寸,相对来讲也不受雨的影响。
边界层廓线仪价钱廉而且利用小型天线。
虽然雨天廓线仪不能测量垂直速度,可是雨滴增加了回波信号强度,实际上也就增大了水平风的测量的有效垂直距离。
廓线仪是主动设备;在许多国家获取必要的频率许可是一个很重要的问题。
但是,国内和国际上廓线仪的频率分派常常是主动提出要求而分派的。
电-声探测系统(RASS)
RASS用于测量低对流层的虚温廓线。
它的主要技术是通过并列的微波多普勒雷达跟踪垂直入射到大气中的高强度短声脉冲。
这项测量技术基于如此一个原理:
声波是纵波,它使周围的空气密度发生转变。
这些转变致使本地大气折射率发生相应的转变,随之,这种转变又使微波多普勒雷达发射的电磁能量通过声脉冲传播时,引发电磁能量的后向散射。
当这些折射率扰动以本地声速上升时,微波雷达测量它们的传播速度。
声波波长与二分之一微波波长相匹配(Bragg条件),因此来自于几个声波后向散射的能量迭加到接收机上,大大增加了回波信号的强度。
虚温与声脉冲传播速度同垂直空气速度之差的平方成比例,因此通过测量声脉冲传播速度,能够计算出虚温。
有关此项技术的详细文献包括May等(1990),Lataitis(1992;1993),Angevine等(1994)。
已开发出多种实验方式来扫描声音频率获取虚温廓线。
通过在上述类型廓线雷达系统上增加声源和进行适当的处置技术,已开发出许多电-声探测系统,对于频率为50、400、1000MHz的雷达,需要声频约在110、900、2000Hz左右。
在2000Hz的声音衰减通常将高度覆盖距离限制在1—2km之内;在900Hz,实际中探测高度达到2—4km;而110Hz通过利用大型50MHz廓线仪,在有利的条件下,探测高度可达4—8km。
和无线电探空仪加以比较显示,在有利的条件下,当高度分辨率为100—300m,虚温的测量准确度能达到℃左右。
但是,在强风和降雨情形下,测量会受到限制。
RASS技术是一种很有前途的获取虚温廓线的方式。
但是,还需要进一步探索,以期能有足够的可信度,使它能够符合用户要求的更高探测高度、分辨率、准确度。
微波辐射计
空气中微波波段的热辐射主如果由氧气、水蒸气和液态水的辐射产生的,而且依赖于它们的温度和空间散布。
对于气体而言,例如氧气,它的密度作为高度的函数,是为人熟知的,已知地面气压,辐射包括的信息主如果大气温度。
通过地基被动微波辐射计测量氧气在近60GHz的微波热辐射来取得低层大气的垂直温度廓线。
通过工作频率为21GHz和32GHz的微波辐射仪能够取得大气中水汽和液态水含量。
详细内容参见Hogg等(1983)和Westwater等(1990)。
从卫星向下观测辐射温度测定原理已经充分取得确立(见第8章)。
工作在不同频率的辐射计在特定的大气压范围内对温度最灵敏。
其灵敏度作为气压的函数,遵循一个钟形曲线(权重函数)。
选择辐射计的频率使权重函数的峰值理想地散布在预定探测高度上。
利用取得的辐射值和权重函数,通过数学反演技术计算出温度廓线。
权重函数曲线的宽度使得在近地面处得不到准确的温度廓线。
地基或向上看的遥感温度辐射计的权重函数在地面达到峰值,然后随高度增加呈指数下降。
这意味着从辐射计测量结果到温度廓线的反演处置从根本上比星载系统加倍困难,对仪器误差也加倍敏感。
这种反演技术还依赖于站点的温度、湿度廓线的气候学的统计特性。
权重函数曲线表明微波辐射计的垂直分辨率是相对较差的(以500米为一级),而且它们只能在地面以上两到三千米范围内进行有效测量。
水蒸汽和液态水权重函数曲线是大体平直的;因此,从辐射计不能取得它们的垂直信息。
但是,它能够提供垂直方向的水汽和液态云的路径积分总量。
地面辐射计的主要优势在于它在时刻上具有持续测量的能力。
这一点当需要对温度廓线中一些明显转变的进展进程和抵达时刻进行观测时超级有效。
由于设计和校准要求更精细,微波辐射计的安装和操作运行费用也较高。
由于费用较高,和对测量结果的反演技术较复杂,所以在低层大气测量中微波辐射计还不能取代无线电探空仪。
激光雷达(Lidars)(光达)
激光产生的光波和近光波(从紫外线到可见光到红外线)的电磁能量被大气中的气体分子和悬浮颗粒散射。
这种散射机制符合雷达原理,通过对光的探测和定位(光达)来探测大气。
光散射通常可被分为非弹性的和弹性的两种。
被大气成份散射的激光散射波长与入射激光波长不同,这一进程叫做非弹性散射。
普遍应用于实验的大气激光雷达系统的非弹性散射进程是拉曼(Raman)散射,它由散射分子中的入射光子,旋转状态的分子和振动状态分子之间的能量互换而产生。
在弹性散射进程中,入射波长和散射波长相等。
这种散射是瑞利(Rayleigh)散射或米(Mie)散射,它依赖于粒子的种类和尺度,而且与入射激光波长有关(见第9章)。
这两种主要的散射进程在大气中可能同时发生。
详细资料可参见Himkley(1976),WMO(1982),Thomas(1991)和SyedIsmael等(1994)。
大多数激光雷达工作于单点模式,接收机与激光发射机配置在一路。
典型的激光雷达系统用激光脉冲发射到大气中,激光的平均功率可由几微瓦转变到几十瓦。
安装在激光器周围的光学望远镜用于接收后向散射能量。
光学望远镜搜集到的光束被光电倍增管或光敏二极管接收。
接收到的信号通常可在实时监测的阴极射线显示器上显示出来,并传递到运算机进行更详细的分析。
回波信号的强度既取决于目标物的散射量,也决定于激光雷达和目标物之间的双向衰减—这种衰减依赖于该路径上散射的光束能量和大气气体的吸收。
散射和吸收进程可在不同的激光雷达中开发利用,从而提供多种测量结果。
基于弹性散射的雷达(称为瑞利,米或简单激光雷达)大部份用于研究云和悬浮粒子。
用激光雷达测量云底高度能够明显看出:
标志来自云底的后向散射回波信号迅速增强;通过测量一个激光脉冲由发射机到云底,再返回接收机的传输时刻,即可肯定云底高度(见第一编第15章)。
激光雷达也可用于探测出此刻相对清澈的空气中的悬浮颗粒和绘制具体结构特征曲线,如热力稳固度和逆温层高度。
自然界低层大气中悬浮粒子浓度是相当高的,激光雷达能够象天气雷达一样,在没有降水的情形下持续测量空气运动速度。
它们还可用于测量人为造成的微粒浓度并画图,比如那些产生于工业烟囱的微粒。
激光雷达观测已经为平流层气溶胶浓度的研究作出了普遍而且庞大的奉献。
气溶胶的浓度受到大型火山暴发的强烈影响,同时它也是全世界辐射平衡的一个重要因素。
由于雨滴形状和相态的转变,含量水的转变,水、冰和混合态的辨别,和悬浮颗粒和气溶胶性质的转变,使得获取云的定量数据加倍困难。
事实上,这种测量需要复杂的多参数同时进行数项测量的研究系统,利用有关介质的光学特性的假定和复杂的数学数据换算法。
差分吸收激光雷达(DIAL)的利用是依据大气气体的吸收系数随着波长的转变产生显著的转变。
DIAL系统通常常利用能够在两个距离很近的频率点调整频率的激光器。
其中一个能够被某种特定气体强烈吸收,而另一个则不行。
测量结果的差值作为距离的函数,可用于估算研究中的气体浓度。
这是对大气组成的测量方式中最有进展前途的遥感技术,已成功地用来测量水汽浓度,二硫化物,二氧化氮的浓度,尤其是臭氧的浓度。
拉曼(Raman)散射的应用有特别的意义,因为散射辐射的频率是随分子种类而改变的。
后向散射信号的强度和分子浓度有关。
Raman激光雷达不需要某种特定波长的激光器或可调谐的激光器;激光器波长能够从大气吸收光谱区任意选择。
通过测量Raman频谱,从预选的大气组成取得空间组成,从而取得对流层中水汽,氮气分子,氧气分子和微量气体分子含量廓线。
它的主要缺点是因散射截面积较小造成的对远距离测量灵敏度较低,和在实际应用中需要高功率的激光器,由此带来的眼睛安全问题。
激光雷达已经为研究工作提供了大量有效的资料,但作为业务工具,它也有局限性。
这是因为它们价钱相对昂贵,同时需要经验丰硕的人员来开发,安装和操作。
另外,某些激光雷达只能在有限的条件下,如黑暗或无降水条件下工作。
直接测量
气球跟踪
气球跟踪法已频繁地用在获取边界层风(廓线)。
这种跟踪通常通过光学经纬仪或一部跟踪雷达来完成。
第一编第13章给出了跟踪风的一般说明。
在进行对流层低层探测时,为保证高垂直分辨率,需利用低速上升的气球。
降低上升速度既可通过制动伞,也可通过减少上升升力实现。
雷达跟踪法中,需要在气球下面悬挂一个小型雷达反射靶。
对于对流层低层探测,雷达应该能够提供小至100m距离的资料。
理想情形下气球施放点必然要在下风方远离最小距离处。
一般测风可用单经纬仪完成,但为了更准确测风,需要一个双经纬仪系统。
经纬仪间的基线应超过1千米。
为确保高准确度并为方便测风经纬仪应配备运算机并与之连接在一路,以便记录数据并及时地进行必要的计算。
条件好时,可取得高度达3000米的风廓线。
但是,在条件不利时,例如有降水,低云或雾时,测风也可能失败。
固然,在低层大气中利用传统的无线电探空仪,在正常的全程探测进程中的前几分钟内,进行加倍频繁的跟踪测量,如每分钟两到十次,能够取得补充的风场信息。
边界层无线电探空仪
传统的无线电探空仪系统将在第一编的第12章进行详尽的论述。
已开发出专用的无线电探空仪,应用于边界层和对流层基层的探测中。
与传统无线电探空仪相较,它们的传感器有更高的灵敏度和更短的响应时刻。
如此的无线电探空仪可用来测量从地面到3—5千米高空的温度、湿度和风廓线。
这些无线电探空仪的垂直上升速度通常在150m/min到200m/min之间,比传统的无线电探空仪慢得多。
较慢的上升速度可取得更详尽的垂直廓线。
通过选择大小适当的气球来肯定上升速度,也能够通过一个拖在气球下面的制动伞来改变上升速度。
由于这些仪器只需要抵达某个有限高度,因此它们通常由测风气球携带。
在其它方面,探测步骤和资料处置与标准的无线电探空仪的利用方式是相似的。
当探测高度不超过2000米时,有时可省去气压传感器,如此既简化了无线电探空仪,同时价钱也太不贵。
单纯只测量温度时,还能够用更简单的系统。
对边界层探空仪的大体要求如下:
变量
工作范围
分辨率
气压
1050~500hPa
±
温度
40℃~-40℃
±
湿度
100%~20%(或10%)
±2%
风速
~60m/s
±s
风向
0~360°
±5°
为保证50~100m的垂直分辨率,至少要每30秒进行一次测量。
仪器塔和杆
特定的装载仪器的塔和杆能够用于许多目的,尤其是用于监测大气污染的扩散情形。
Panofsky(1973)提供了有关此问题的一些讨论。
出于某些特定的目的,塔的高度必然要超过100米,依照空气污染的监测控制计划,它至少应该比重要污染源的高度高50米。
温度,湿度和风的测量应该在几个高度进行(至少两个或三个),最低一级应在接近塔或杆的标准的气象百叶箱高度进行。
测量层次数量既依赖于测量任务,同时也与塔和杆的高度有关。
若只进行两层高度的测量,则不能提供气象变量垂直廓线的形状,因此是超级受限的。
在科研项目中利用的观测层次通常比常规观测多。
通常资料自动处置并给出结果,同时也给出了不同层之间测量结果的不同。
层间不同能够用来描述不同的气象条件。
若是资料直接由非专业气象人员利用——例如那些关心空气污染物的现有浓度是不是在安全范围内——这时通过运算机做进一步的处置,给出能直接应用的具体资料。
在塔和杆上通常采用的传感器是:
(a)温度:
百叶箱顶用的电阻或温差电偶温度表,有通风或无通风;
(b)湿度:
百叶箱顶用的干湿表,电化学或机电式湿度传感器;
(c)风:
风杯,风向标,螺旋桨,声能或热线。
所有的传感器应有线性的或线性化的性能,而且它们的时刻常数应当足够小,小到确保观测数据能充分反映出该地气象要素的转变情形。
塔和杆的结构不该当明显地影响传感器和它们的测量结果。
这一点是超级重要的。
对于开放结构而言,支杆无论是固定的或可收缩的应至少有2米长,而且尽可能使传感器与塔或仪器杆的距离至少10倍于其直径。
对于实心结构或不适宜用支杆的地方,在每一个高度就需要两个系统,塔或杆的相对两面设置较短杆,使它们伸出的距离至少3倍于结构的直径,从那些安置在不受风扰动影响的上风方的传感器上进行按时观测。
有时在特殊情形下,在塔上没有直接固定安装的传感器能够用来搜集气象廓线资料;则可利用简化的探测方式。
把一个滑轮在可能的最高点上扣紧,一个环行绳索延伸到地面,通过手动或马达控制的绞盘,把无线电探空仪起落到需要的高度。
无线电探空仪能够修改成包括风传感器,把数据传递给适当的地面接收系统。
这种方式比塔和杆测量提供的垂直信息要多得多,而且一些有明显特征的高度也能够肯定出来。
从而,可能只在一个高度上进行持续观测。
若是在必然天气条件下要对污染扩展的散布情形做出准确的确按时,塔的高度就超级有限了。
在这种情形下,除非在50千米范围内有无线电探空站,不然应在塔和杆的位置预备一个特殊的无线电探空仪,用以在3000米高度之内进行本地探测。
除这一主要目的之外,取得的资料还可作为大体气象站网的补充,而且能够用于本地天气现象的深切研究。
塔的测量设备需要有资历的仪器保护人员按期查验,他们还应该特别注意那些安装在室外天气条件下的传感器、记录器、连接电缆、插头、插座的状态和性能。
仪器系留气球
主要的应用包括从地表到1500米高度内温度、湿度和风的廓线(和它们的短时刻转变)的测量,和在一个或多个高度层次下进行较长期天气条件的研究。
这些传感器悬挂在气球下面的一个或几个包装中,或被牢牢的悬挂在电缆上。
传感器的感应既能够通过无线电遥测也能够通过并入悬系绳中的导线传递到地表。
这项技术在Thompson(1980)中有讨论。
系留气球系统趋向于利用大型(~600立方米)或小型(~10到100立方米)的气球。
小型气球通常常利用于获取廓线,而大型的用于进行多个高度测量。
系留气球应设计为低阻力、漂行稳固的系统。
它们通常充灌氦气膨胀。
大型气球携带50千克负荷(除悬系电缆之外)能够升至1500米高空。
气球能够在地面风速达到5米/秒时正常工作,在工作距离范围内的高度上,风速达到15米/秒时仍能正常工作。
大型气球的悬系电缆应当能够经受住2000—3000千克力而不致拉断(对于小气球为200—300千克)。
系留气球的施放应当遵从国家的航空安全规则。
鉴于此同时也为了工作人员操作方便,利用的气球应当有夺目的颜色,而且建议安装夜晚航警灯。
被选用金属质的雷达目标悬挂在气球下面时,要强制性安装使气球放气的自动装置。
限制系留气球工作的最主要因素是高空中的强风、近地表的乱流和危险闪电。
用于控制气球的绞盘能够电动或手动操作。
电缆至少能够以两个速度进行传动(例如1或2米/秒)。
另外,绞盘配备有手动制动器,电缆长度记数器,和拉力测量仪表。
作为避免大气放电的保护办法,无论是不是用电力操作,绞盘都应当电接地。
出于某些原因的考虑,再也不需要用导体将传感器信号传到地面。
一般来讲,利用专用的无线电探空仪是更可取的。
这种无线电探空仪应有较之于自由飞行的有更好的分辨率。
在通风充分条件下温度和湿度传感
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