常规高空气象探测规范试行

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1、常规高空气象探测规范 （试行） 版 一、总则 59型探空仪701二次测风雷达探测系统已工作了 近四十年，在我国气象事业发展中起到了重要的作用 。随着气象现代化 进程和电子技术的发 展，电子探空仪L 波段二次测风雷达、 GPS高空气象探测系 统已开始投入业务使 用。为了更好地发挥 新系统的作用，特制 订本规范。 机械式探空仪 电子探空仪 电子探空仪传感器介绍： （）热敏电阻（或电容）： 由阻容和其他器件组成槽路，压 、温、湿变化引起阻抗的变化。 （）湿敏电阻（或电容）： 槽路电参数随之变化，测量电参 数值变化，从而得到要素值。 （）硅晶体（镍铬钛空盒） 。 适用范围 本规范适用 于电子探空仪L

2、波段二次测风雷 达、GPS高空气象 探测系统及其他 新开发研制的常 规高空气象探测 系统。 一、总则 本规范与原规范之间具有连续性和继承 性。针对新探测系统的特点同时结合了世界 气象组织的技术要求，在总体测量准确度、 探测数据处理、资料质量控制、资料传输、 技术维护和保障等方面作出了新的规定。 二、高空气象探测站 环境要求：遮挡仰角不得高于5 （下风方向 120内不得高于2。 ） 高空气象探测站要建立基准位置标识, 作为位 置测量的基点。 探测系统的设备要有良好的雷电防护设施。 定时高空气象探测时次是指北京时02时、08时 、14时、20时，正点施放时间分别是北京时01 时15分、07时15分

3、、13时15分、19时15分。 氢气房必须与其他建筑相距50米以上，要求 通风良好，严禁烟火，室外要有明显的警示 标志，并有健全的安全措施。化学制氢用的 苛性钠、矽铁粉必须分别存放。 氢气房要按照易燃易爆物设施防雷标准设计 安装雷电防护设施。 三、探测装备 气象 要素 测 量 误 差（绝对值） 测量范围 基本要求（级 ） WMO要求（级） 温度 0.50.5地面100hpa 2.01.0100hpa以上5hpa 湿度 5%RH 5%RH 第一个对流层顶及以下 10%RH第一个对流层顶以上 气压 2hpa 1hpa 地面500hpa 1hpa500hpa以上5hpa 风向 5 2.5 地面100

4、hpa 风速 10m/s 风速 10m/s 5100hpa以上5hpa 5 10 风速25m/S 风速25m/S 风速1m/s 2m/s 地面100hpa 100hpa以上5hpa 1m/s 10% 风速10m/s 风速10m/s 注：为了保证观测资料的准确性，高空气象探测业务所使用的仪器设 备必须满足气象业务对于探测准确度的需求，根据当前的科技发展水平和 未来发展趋势，对气象装备的准确度提出了要求，具体要求见上表。 列装条件 设计定型考核试验 功能需求 研制开发 装备台站售后服务 标准，工艺，图纸 ，说明书等技术文 件 生产许可证 四、设备维护检测 严格按装备维护说明或维修手册规定进行 定期

5、维护保养，使其处于良好工作状态。 波段雷达的定期维护包括日常维护、季度 维护、年维护三种。 雷达的标定也是维护的一项重要任务，包括 ：水平、方位角、仰角零度、光电机械轴一 致性等内容，一般为每月进行次。 通过经纬仪与雷达的对比观测，检查雷达的 工作状态，一般每年次（分别于、 、月进行）。 检测、校准仪器、仪表应保持良好 的运行状态，其附件保持完整和齐备； 必须严格执行操作规程。 用于测量的标准器、仪表、设备及 器具必须严格按计量法规、规范执行保 养和计量校准。 五、高空气象探测人员 必须具有职业道德和规定的学历。 掌握常规高空气象探测规范、高空气象 探测专业基础理论和探测方法。 熟练掌握实际业

6、务运行的高空气象探测 系统装备的技术原理和操作、检测、维 护、校准方法。 必须持有气象主管部门考核颁发的高空 气象探测岗位证书。 六、探测前准备工作 设备准备 探空仪准备 信号检查+基值测定+装配 气球准备 平均升速400米/秒 探空仪与气球的连接 探空仪与气球之间的距离301米 设备准备 设备准备主要是 检查电源、 供电情况，在 电源供电正常的 情况下，接通雷 达系统电源，检 查地面接收设备 和计算机参数。 探空仪准备包括发射信号检查、探 空仪地面温、压、湿数据检查和雷达应 答信号检查等内容。 基值测定主要是让探空仪充分感应 ，同时对探空仪测得的数据与标准器测 得的数据进行比较，凡未达到规定

7、要求 的仪器，不得施放。 探空仪装配即将探空仪各部件、电 池等按照规定装配。 七、施放和探测 施放探空仪 时间：正点（正点后75分钟内放不出球， 该次探测停止进行。 ） 施放地点：根据天气情况，施放地点应选 在放球场内便于自动跟踪、不易丢球的位 置。为避免近地层记录出现不连续或丢失 部分资料，施放时探空仪高度与本站气压 表应在同一水平面上，高差不超过4米；与 瞬间观测的仪器应在同一位置，两者的水 平距离不超过100米。 施放瞬间：施放瞬间压、温、湿、风等天 气现象数据用地面气象仪器获取，云量、 云状、天气现象则采取人工观测方式，瞬 间观测应在施放前后5分钟内进行。 探测期间监控 密切注视探测系

8、统工作情况，尽量取得 完整、高质量记录。 终止探测：球炸+信号消失 重放球： 可用数据未达500hPa（或5500米）且不足10 分钟。 压温湿数据其中之一连续缺测或可信度低 （表二中的重放球规定 ） 近地层高空风失测，应在规定时间内补测。 注：重放球在正点施放时间后分钟内进行，若 超过时限，可不进行重放球。例如：分放球，若 ：前出现上述情况，则重放球，超过：， 则不再重放球。近地层出现高空风缺测，指晴空或云高 以上时，记录未达（距地）等。当高海拔 地区台站进行观测时，若数据达已500毫巴但纪录不足10 分钟，也必须进行重放球。关于5500米的要求，适用于 选择大风的情况下。 八、实时探测数据

9、处理 地面层要素值 施放瞬间值作为地面层要素值。在气温低于- 10时，取探空仪测得的湿度值为湿度瞬间值 。 探测原始数据的处理 探测原始数据是指地面接收设备直接接收到的 未经任何人工或计算机自动质量控制的来自升 空仪器的压温湿及测风数据。 原始数据存储、存储格式（附录2） 数据的质量控制 自动质量控制 ，根据曲线的正常趋势，剔 除明显错误值，并对曲线进行适度光滑。 人工质量控制，当接收信号不好，原始数据 很乱时，自动质量控制结果可能明显有问题 。操作员可以在自动质量控制后或在自动质 量控制前，启动人工质量控制模块，删除野 值点。 探测系统测量误差订正 注：此处提到的质量控制，实际应理解为质量保

10、证 ，主要是要确保观测资料的准确性。 计算项目 用气压、温度、湿度计算位势高度（正算 ） 用位势高度、温度、湿度计算气压（反算 ） 用雷达数据计算探空仪X、Y、Z坐标 用经纬仪和探空高度数据计算探空仪X、Y 、Z坐标 用探空仪X、Y、Z坐标计算风的东西、南北 分量 优化数据 建立准确、优化基本数据文件 计算规定输出数据 规定等压面为：1000，925，850，700，600 ，500，400，300，250，200，150，100， 70，50，40，30，20，15，10，7，5hPa。 （当某规定等压面在测站拔海高度以下时， 不计算。） 规定高度层风 ，距地高度（m）：300， 600，9

11、00；拔海高度（km）： 0.5,1.0,1.5,2.0,3.0, 4.0, 5.0,5.5,6.0,7.0, 8.0,9.0,10.0,10.5, 12.0, 14.0以后每2km为一层。 选取对流层顶，按以下顺序和条件选择第 一（极地类）、第二（热带、副热带类） 对流层顶 。 A) 在500hPa-150hPa(不含150hPa)之间选第 一对流层顶： 温度垂直递减率2/km的最低高度， 假如此高度以上2km（可跨越150hPa）及以 内的任何高度与此高度间的平均温度垂直递 减率也都2/km，则此最低高度应选为第 一对流层顶。第一对流层顶只能有一个，如 有几个气层都符合第一对流层顶条件，则

12、选 取高度最低的一个。 八、实时探测数据处理 B) 在150hPa40hPa之间选第二对流层顶： 情况一：如果不存在第一对流层顶 温度垂直递减率2/km的最低高度， 假如此高度以上2km及以内的任何高度与此 高度间的平均温度垂直递减率也都2/ km ，则此最低高度应选为第二对流层顶。 八、实时探测数据处理 B) 在150hPa40hPa之间选第二对流层顶： 情况二：如果存在第一对流层顶 在第一对流层顶以上存在一个厚度至 少达1km、平均温度垂直递减率3/km的 过渡层，在此过渡层以上又出现温度垂直 递减率2/km的最低高度，假如此高度 以上2km及以内的任何高度与此高度间的平 均温度垂直递减率

13、也都2/km，则此最 低高度也应选为第二对流层顶。 八、实时探测数据处理 八、实时探测数据处理 第二对流层 顶也只能有 一个,如有几 个气层都符 合对流层顶 条件，则选 高度最低的 一个。 C) 因记录终止，拟选为对流层顶处以上的 厚度不足2km时，参考前次记录舍取。 零度层选取 选取零度层条件：当施放瞬间温度不 低于0时，高度最低的气温为0的气层 选为零度层。 八、实时探测数据处理 选取最大风层 ，条件：高度在500hPa以 上，从某一高度开始至某一高度结束，出现风 速均大于30m/s的大风区，在该大风区中，风速 最大的气层为最大风层。在该大风区中，有两 个或两个以上风速最大的气层时，则选取

14、高度 最低的一层作为最大风层。 在某大风区以上，又出现符合上述条件的 大风区，且其最大风速与前一大风区后出现的 最小风速之间的差值在10m/s或以上时，则该大 风区中风速最大层也选为最大风层。 八、实时探测数据处理 八、实时探测数据处理 图例中，37m/s的 风层虽不满足“其 最大风速与前一 大风区后出现的 最小风速之间的 差值在10m/s或以 上”的选取条件， 但因其是记录中 的最大风速，也 选为最大风层。 八、实时探测数据处理 如左图例所示：当大风区跨越500hPa时，即使 最大风层在500hPa以下，也应选取为最大风层。 选取温湿特性层 温湿特性层是指温度或湿度层结曲线的显 著转折点。

15、选择条件：地面层；施放终止层；对流层顶； 对流层顶以下厚度大于400米的等温层的起始 点和终止点；对流层顶以下温差大于1度的逆 温层的起始点和终止点 ；温（或湿、压）缺 测层起、止点，中间再任选一层；云底和云顶 ；在110100hPa之间，如果没有温湿特性层 ，则应在此范围内加选一层； 选择条件： 凡在TlogP坐标上，温度上升曲线与 已选温湿特性层间的温度线性内插差值在 第一个对流层顶以下超过1，在第一个对 流层顶以上超过2者，则在差值最大处补 选一温湿特性层； 凡在UlogP坐标上，湿度上升曲线与 已选温湿特性层间的相对湿度线性内插差 值超过15%者，则在差值最大处补选一温湿 特性层； 选取高空风特性层 高空风特性层是指风速、风向上升曲线的 显著转折点。 选择条件： 地面层；施放终止层；凡在S（风速） logP坐标上，风速上升曲线与已选风特性层间 的风速线性内插差值超过5m/s者，则在差值最 大处补选一风特性层；凡在D（