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青藏科考:兩期無線電探空實驗順利完成
2017-10-14      

  無線電探空

    小小的無線電探空仪,就像一台飞行的发报机,随气球自动飘升,随时将探测到所在高度的大气温度、湿度、风速和压强等气象资料,通过无线电信号传送至地面,从而可以积累大量的高空气象资料,极大促进了人们对高空大气状况的研究和了解。

  长久以来,人们为了探测大气的变化规律,一直进行着不懈的探究和努力,在大气科学发展的萌芽时期,人们主要依靠眼睛观察天气现象的变化,凭感官感知冷暖干湿的差异。随着科学技术的发展,人们相继发明了温度计、气压计、湿度计、风速计等。20世纪20年代末,無線電探空仪在高空气象仪和无线电短波技术的基础上研制成功,由于仪器小巧,观测方法简便,探测结果及时可靠,高度一般可达30公里,因而很快成为高空气象观测的主要工具。

  1932年,芬兰人维萨拉发明了著名的芬式無線電探空仪,这类探空仪不受恶劣天气的影响,绝大多数情况下都能释放,它可以获得大气不同高度的气象资料,而不需要进行回收。因此,这类探空仪是现今探测30—40公里以下高度高空气象条件的主要仪器,目前全世界都在广泛使用。

  “麻雀雖小,五髒俱全”,重量不到1公斤的探空儀,主要由感應元件、轉換裝置、發射機和電源四部分組成。感應元件用來感應大氣溫度、壓強、濕度要素的大小與變化,然後通過轉換裝置轉換成相對應的無線電訊號;而發射機産生的約數十或數百兆赫的高頻無線電振蕩,則能裝載著探測訊號向地面發送;電源提供了整個探空儀的能量來源,它占據了探空儀的大部分重量。

  感應元件是什麽

  感應元件,或稱傳感器,是探空儀的關鍵組成部分,與地面觀測儀器的感應器相比,它具有輕便、靈敏和響應快等性質。因爲探空儀隨氣球以300—400m/min的速度向上運動,不可能在某一高度停留下來,所以探空儀的傳感器必須惰性小,這樣才能迅速響應外界環境的變化,比較正確的反映各個高度上的氣象要素值。由于探空儀是一次性使用,所以傳感器比較簡單。

  此外,探空儀經過運輸和長期存放,性能往往會有所改變。因此爲了保證探測精度,必須對探空儀的性能進行兩次檢查:一次是在使用探空儀之前的半個月到一個月內進行,稱作“探空儀的就地檢定及靈敏度檢查”,另一次是在釋放探空儀之前的半小時進行,稱作“基值測定”。“基值測定”是將傳感器的相對值與它所處環境的絕對值聯系起來,以便事後易與探測記錄進行處理和換算。

  無線電探空仪测量的主要数据包括:大气压力、高度、经纬度、温度、相对湿度和风速风向等,一些探空仪可以同时测量大气臭氧浓度。而人类的活动基本都是在温度层结不稳定的大气边界层内部进行,对其进行探测和研究有利于做好污染防治和天气预报等工作。因此,無線電探空仪作为一种在大气内部对气象要素进行直接测量的手段在大气探测中占有至关重要的地位。

    2017年8月19日,第二次青藏高原综合科學考察研究在西藏拉萨启动。本次科考由中科院青藏高原研究所牵头,联合相关研究机构、高等院校和西藏自治区有关部门共同参加,将开展一系列综合科學考察研究活动。截至目前,已经完成江湖源、河湖源两期综合科學考察研究。气象观测组作为湖泊与水文气象科考队的组成部分,承担了两期科考气象方面的观测任务,其中最主要的一项工作就是进行無線電探空试验,所使用的仪器就是产自芬兰维萨拉公司的GPS無線電探空仪。

科考队员做無線電探空试验

  两期科考的探空试验分别在西藏自治区中部的色林错湖畔以及西部的狮泉河镇进行,每次探空试验持续10天左右,在每天早中晚的五个时段(8:00,12:00,16:00,20:00,02:00),使用GPS無線電探空气球对两地大气边界层不同高度处的风、温、湿、压等关键气象参数进行连续观测,取得了大量有价值的观测资料,为后续进一步分析该地区的大气和气候特征提供了坚实的基础。这些科学资料匮乏区试验数据的获取,亦对推动西藏经济社会长足发展具有十分重要的意义。

[video:河流考察隊氣象組在海拔4270米的阿裏站]

  在科考進行中我們隊員也學習了習近平總書記的賀信內容。大家表示能夠參加此次重大科考活動既倍感榮幸,又感覺肩上的壓力沈甸甸,一定努力做好此次青藏高原大氣科考,爲青藏高原美好的生態環境做出自己的貢獻,讓青藏高原各族人民生活得更加幸福安康!

 
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