加强无线电探测高度和压力测量的质量

本文提出了改进的方法在天气测深工作,用于获取大气资料。重点是收集的字段和最近的研究支持。

在无线电探空仪利用压力传感器,由无线电探空仪直接测量大气压力。然后使用实测压力与大气湿度和温度资料,以及表面压力计算位势高度[1]。当前的趋势,国家气象服务(NMS)是使用无线电探空仪基于GPS的压力测量。这些无线电探空仪计算大气压力使用GPS无线电探空仪的高度差和地面站一起测量湿度和温度资料和地面站压力使用图1所示的色方程[2]。可视化的基于GPS的压力测量包括使用色方程可以发现在[3]和[4]。

图1:示意图显示测深等参数相对湿度(RH)和温度(T)与标准压力水平相关联。色方程可以计算使用的压力在右上角,P是压力,g引力常数,? ?位势高度的变化,? ?干燥的大气气体常数和? ?虚拟温度。

如上图中所示,湿度和温度资料同化数值天气预报(NWP)模型对压力水平,不是海拔。出于这个原因,错误的无线电探空仪高度数据近年来没有得到太多的关注[5]。毕竟,站的高度和偏移量修正错误不翻译错误与机载无线电探空仪压力传感器的压力。当前一代的无线电探空仪没有压力传感器,然而,受到错误影响站的高度和弥补改正。因为没有一个压力传感器计算无线电探空仪测量高度的压力,站的高度或抵消修正错误将导致一个错误的所有无线电探空仪的压力水平。最低的公里的大气中一个错误的几米高将导致一些趋近hPa错误的压力。虽然错误减少显著上升期间,所有压力错误将导致相关温度和湿度值,不正确的压力水平。这可以产生错误数值和气候模型比实际测量不确定性的无线电探空仪的温度或湿度传感器。[6]

最近的研究[5]已经确定了几个容易实现改进探空站高度参数会导致数据质量明显改善。一个常见的错误是错误指定站的高度,可由于打字错误,未能搬迁后更新新电视台高度甚至错误的站从世界气象组织[7]高度信息。探空站GPS天线是很常见的,人们可能会使用车站直接GPS海拔高度。不幸的是,GPS高度差的绝对准确性由于缓慢变化影响数据传输的大气、电离层条件。如果没有替代GPS高度,应采取小心使用正确的GPS参考系统。默认的高度由GPS系统是相对于参考椭球体,而相对于平均海平面高度(韩剧)所需的气象目的[5]。两者的区别高度读数可以高达100 m [5]。因为上面列出的原因,重要的是要评估车站水平高度测量或使用其他类似的方法。测量站的高度应该传达给世界气象组织以确保高度更新数据中心负责数值天气预报。

另一个潜在的误差来源来自的高度补偿GPS天线,气压计和发射场。气压计读数的探空站校准所有观测压力曲线与GPS无线电探空仪派生的压力测量。至关重要。因此,正确分配一个气压计高度补偿价值和正确使用压力传感器校准参考。除了晴雨表,GPS天线抵消应评估相对于车站的水平。尽管它可能容易只是从直接扣除车站高度GPS阅读,不建议由于前所述原因与GPS精度有关。[3]

发射场抵消用于指示发射场高度之间的显著差异,站的高度。偏移量是用于确定发射场压力和位势高度和调整发射地点海拔在临时和BUFR消息。

图2:推荐的方法评估水平和补偿修正的GPS天线,气压计和发射场。直接利用GPS高度站的高度或抵消不推荐评估。

车站高度,高度和抵消评估不同的补偿修正,建议在图2中可以看到。类似的屏幕所示车站Vaisala测深系统MW41软件的配置页面,可以在政府→→站。

正确的地面站配置之后,可以通过使用额外的高度准确性原生高分辨率测深的BUFR编码信息,生成的测深系统。因为临时消息在这样紧凑的形式,500 hPa高度重要的水平和更高的四舍五入为最接近的10米。以满足世界气象组织推荐的BUFR消息,有些nms BUFR临时转换消息。然而,在某些情况下,转换结果的信息不符合BUFR规范和被拒绝的数值天气预报中心(5、8)。得到完整的测深系统的准确性,消息格式转换是不够的。使用本地,测深系统生成BUFR需要避免固有的10米舍入误差来临时消息。[5]

如本文所示,小心在地面站高度设置,以及一代的高分辨率BUFR消息直接从测深系统是必要的,以获得完整的气象探空业务的价值。

如果你有任何问题或意见与本应用笔记或测深在一般情况下,请联系您的Vaisala代表。

引用

[1]h . Richner, p . Viatte。”流体静力学方程评价算法的无线电探空仪的数据”,大气和海洋技术,12卷,第656 - 649页,1995年。

[2]r . m . Stauffer g·a·莫里斯,a . m . Thompson e·约瑟夫·g·j·r·Coetzee, n . r . Nalli。”传播的无线电探空仪压力传感器错误臭氧探测仪测量“大气测量技术,7卷,没有。1,第79 - 65页,2014。

[3]Vaisala。”以gps测量的高度和压力Vaisala无线电探空仪RS41“(在线)。

[4]r . Lehtinen、p . Survo和h . Jauhiainen“比较两个无线电探空仪测量的压力:压力传感器与GPS-Derived压力,”在18日研讨会上气象观测仪器,2016年,页1 - 9。

[5]b Ingleby、m . Dahoui和m . Lehmuskero”改善无线电探空仪高度 报告:报告精度,GPS参考高度等问题,“2016(在线)。可用:TECO 2016。

[6]Vaisala。”在无线电探空仪的测量精度问题“(在线)。

[7]b Ingleby。”同化站车站级压力和错误的高度:“天气和预测。,10卷,第182 - 172页,1995年。

[8]b . Ingleby p .保利kat, j . Ator大尺度,a . Doerenbecher e . Fucile j .长谷川e .丰田t . Kleinert w•瞿j .圣詹姆斯w·坦南特和r . Weedon“高分辨率的进展,实时探空仪报告,”美国气象学会公报,p。bams - d - 15 - 00169.1, 2016(在线)。可用:http://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/bams - d - 15 - 00169.1