提高射照中的高度和压力测量的质量

本文提出了改进的概要声音工作方式，用于获得气氛概况。关键点是从该领域收集的，并得到了最近的研究支持。

在利用压力传感器的辐射仪中，大气压由辐射直接测量。然后，测得的压力与大气湿度和温度曲线以及计算地球高度的表面压力一起使用[1]。国家气象服务（NMS）的当前趋势是使用基于GPS的压力测量的辐射器。这些辐射器使用RadioSonde和接地站的GPS高度差以及测量的湿度和温度曲线以及地面站压力使用图1 [2]所示的催眠方程来计算大气压力。可以在[3]和[4]中找到基于GPS的压力测量的可视化，包括使用催眠方程。

图1：示意图显示诸如相对湿度（RH）和温度（T）之类的发声参数与标准压力水平相关。可以使用右上角的催眠方程来计算压力，其中P是压力，G重力常数，??地势高度的变化，??干燥气氛的气体常数和？虚拟温度。

如上图所示，相对于压力水平而不是高度，将湿度和温度曲线吸收到数值天气预测（NWP）模型中。因此，近年来，辐射高度数据中的错误并没有受到太多关注[5]。毕竟，车站高度和偏移校正中的错误不会转化为带有板压力传感器的辐射射击的压力误差。然而，当前没有压力传感器的辐射器会受到站高和偏移校正的错误的影响。由于没有压力传感器的无线电主管可以计算出测量高度的压力，因此站高或偏移校正的误差将导致所有辐射压力水平的错误。在大气的最低公里处，高度几米的误差将导致压力的十分之一HPA误差。尽管误差在上升期间显着降低，但所有压力误差都会导致温度和湿度值与不正确的压力水平相关。这可能会在数值和气候模型中产生误差，这些模型大于辐射中温度或湿度传感器的实际测量不确定性。[6]

最近的研究[5]已经确定了一些轻松实施的对电台高度参数的改进，这可能会导致数据质量的明显改进。一个常见的错误是错误指定的站高度，这可能是由于键入错误，重新定位后无法更新新的站高度，甚至从WMO [7]更新新站高度。由于GPS天线在发声站很常见，因此将直接的GPS高度用作站高度可能很容易。不幸的是，由于影响数据传输的大气和电离层条件缓慢变化，GPS高度的绝对准确性很差。如果没有GPS高度的选择，则应格外小心地使用正确的GPS参考系统。GPS系统给出的默认高度相对于参考椭圆形，而高度相对于平均海平面（MSL）是为了气象学目的[5]。两个高度读数之间的差异可以高达100 m [5]。由于上面列出的原因，重要的是通过测量或使用其他类似方法来评估车站级别的高度。然后应将测得的站高度传达给WMO，以确保将高度更新为负责NWP的数据中心。

另一个潜在的误差源来自GPS天线，气压计和发射场的高度偏移。通过GPS衍生的压力测量，响应台的晴雨表读数校准了辐射的压力曲线的所有观察结果。因此，为晴雨表分配正确的高度偏移值并使用正确校准的参考压力传感器至关重要。除晴雨表外，还应将GPS天线偏移量相对于车站水平进行评估。尽管可能只是从直接的GPS读取中简单地扣除站高度，但由于先前指定的与GPS准确性有关的原因，因此不建议使用该站点。[3]

发射场偏移量用于指示发射场高度和站高度之间的显着差异。该偏移量用于确定发射场压力和地理电位高度，并以临时和BUFR消息调整发射场高度。

图2：用于评估GPS天线，气压计和发射场的电台级别和偏移校正的建议方法。不建议将直接的GPS高度用于站高或偏移评估。

电台高度，不同的偏移校正以及有关高度和偏移评估的建议，请参见图2。在Vaisala Sounding System MW41软件的“站配置页面”中显示了类似的屏幕，可以在管理→Sounding→Sounding→车站中找到。

在正确的地面站配置后，可以通过使用Sounding系统生成的Sounding消息的本机高分辨率BUFR编码来实现额外的高度精度。由于临时消息的形式如此紧凑，因此在500 hpa和更高级别的高度高度为最接近10米。为了满足WMO的推荐，转向BUFR消息，一些NMS将临时消息转换为BUFR。但是，在某些情况下，转换导致不符合BUFR规格的消息并被NWP中心拒绝[5，8]。为了完全准确声音系统，消息格式的转换还不够。需要使用本机，发声系统生成的BUFR来避免临时消息固有的10 m舍入错误。[5]

如本文所示，必须直接从发声系统中获得地面站的高度设置以及高分辨率BUFR消息的产生，以从声音操作中获得完整的气象价值。

如果您有任何疑问或评论与本申请说明或发声有关，请联系您的Vaisala代表。

参考

[1] H. Richner和P. Viatte，“评估算法中的静静力方程，”大气和海洋技术杂志，第1卷。12，第649–656页，1995年。

[2] R. M. Stauffer，G。A。Morris，A。M。Thompson，E。Joseph，G。J。R. Coetzee和N. R. Nalli，“辐射压力传感器误差的传播到Ozonesonde测量，”大气测量技术，第1卷。7，不。1，第65-79页，2014年。

[3] Vaisala，“用Vaisala Radiosonde RS41基于GPS的高度和压力的测量“ [在线的]。

[4] R. Lehtinen，P。Sovo和H. Jauhiainen，“两次辐射压力测量的比较：压力传感器与GPS衍生的压力”，第18届气象观察和仪器研讨会，2016年，第1-9页，第1-9页。

[5] B. Ingleby，M。Dahoui和M. Lehmuskero，“改进的RadioSonde高度报告：报告精度，GPS参考高度和其他问题”，2016年[在线]。可用：Teco 2016。

[6] Vaisala，“准确性很重要“ [在线的]。

[7] B. Ingleby，“车站水平压力和车站高度错误的同化，”天气和预测。，第1卷。10，第172–182页，1995年。

[8] B. Ingleby，P。Pauley，A。Kats，J。Ator，D。Keyser，A。Doerenbecher，E。Fucile，J。Hasegawa，E。Toyoda，T。Kleinert，W。QU，J。STJames，W。Tennant和R. Weedon，“朝着高分辨率，实时辐射报告的进展”，《美国气象学会公报》，第1页。BAMS-D-15-00169.1，2016 [在线]。可用的：http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/bams-d-15-00169.1