探空温度传感器的太阳辐射误差研究*
2013-04-21杨荣康刘清惓张加宏
传感器与微系统 2013年1期
关键词:模型
杨荣康,戴 伟,刘清惓,张加宏,李 敏
(1.中国气象局 气象探测中心,北京100081;2.南京信息工程大学 大气物理学院,江苏 南京210044;3.南京信息工程大学 电子与信息工程学院,江苏 南京210044)
0 引 言
珠状热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、散热能力强等优点,现已成为无线电探空仪上进行温度探测的主流传感器,用于精确测量各个高度(主要为0~32 km)的大气温度。受到太阳直射辐射影响,珠状热敏电阻器在白天进行探测业务时会受到辐射加热而升温几K(相对环境温度),由此造成的测量误差称为太阳直射辐射加热误差,本文以下简称辐射误差。近年来,伴随着数值天气预报和气候变化研究精细化程度的不断提高,要求珠状热敏电阻器的探测精度达到0.1 K 量级。因此,有必要对珠状热敏电阻器的探测结果进行太阳辐射加热误差修正。
目前,国内外不少气象学家对太阳辐射加热误差的修正进行了研究[1~4]。瑞士的 Ruffieux D 为辐射误差研究搭建了简易的低气压辐射风洞平台[1],但这种简易实验平台获得的测量结果是否能代表实际探空数据,尚缺乏深入的后续研究。美国的Schmidlin F J 提出了探空热敏电阻传感器的解析模型[2],该模型中利用参数H 来表示对流传热系数,可以较为容易地计算出太阳辐射误差,但难以用解析方法计算出一个准确的对流传热系数值,所以,该方法不易得到准确的量化结果。在此基础上,Luers J K 进一步对当时应用较为广泛的棒状热敏电阻器的太阳辐射误差建立了简化模型[3,4],但公式中的雷诺数需要依靠经验估测。……
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