探空湿度测量防雨帽优化设计仿真研究
2021-12-14冒晓莉赵雪伟吴其宇张加宏
实验室研究与探索 2021年10期
关键词:测量
冒晓莉,赵雪伟,吴其宇,张加宏
(南京信息工程大学电子与信息工程学院,南京 210044)
0 引言
气象观测是气象事业发展的基础,对防灾减灾和应对气候变化影响重大。相对湿度的高空探测是作为数值天气预报模式分析初始化中使用的基本测量值之一,高空湿度探测主要是通过无线探空仪进行直接测量。目前,各类无线探测仪都在探测臂安装了不同类型的防雨帽,以防高空探测过程中湿度传感器受到环境物质的污染等情况对探测结果造成影响。若没有防雨帽,湿度传感器直接裸露在太阳辐射下,太阳的照射使得传感器表面感湿膜的温度高于周围环境的温度,导致湿度测量值偏干,也就是常说的太阳辐射偏干误差(solar radiation dry bias,SRDB)[1-5]。防雨帽也能起到防太阳辐射的作用,其防辐射能力和防雨帽的尺寸和形状有关。如GTS1-1 湿度测量系统采用的防雨帽尺寸较大,设计空气流通性较好,相比传感器直接暴露在太阳辐射下起到一定的防辐射效果。探空仪采用的防雨帽,在低空中起到一定的防辐射效果[6],到了高空25 km时,防雨帽不仅起不到防辐射的作用,传感器上的温度甚至高于不带防雨帽的情况,原因是高空气流变得稀薄,防雨帽的形状不利于空气流通,导致防雨帽内部由于太阳辐射的影响温度远高于环境温度,饱和水汽压降低,使得湿度测量值偏干。
目前世界主流无线探测仪如iMet-3200、GL-5000P、RS80 以及GTS1 型等均采用圆柱形防雨帽,也有例如Graw GE-E 型探空仪采用了贴合式菱形防雨帽,INC LMG6 型探空仪采用了大尺寸倒扣半球型防雨帽。……
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