探空气球净举力计算器软件的设计与开发

探空气球的最终施放高度是高空观测业务中一个重要的考核指标,在影响这个指标的因素中,净举力的作用十分重要,本文分析探空气球受力情况,推导升力公式,研究探空气球升速和净举力之间的关系,得到探空气球升速和净举力之间的关系式,再利用Python语言进行软件开发,得到净举力计算软件,能够快速计算满足探空气球规定升速所需净举力,科学地控制净举力,提高气球施放高度,使一线业务人员更好地完成探空业务。

探空气球漂移及其对数值预报影响的研究

为了考察探空资料随高度的漂移对高分辨率数值预报模式的影响,充分发掘探空资料的应用价值,根据探空资料的探测原理,设计定位方案,计算出了各气压层上探空气球所处的实际位置。对位置订正前后的资料分别用3D-VAR系统进行同化,将同化结果作为WRF模式的初始场进行数值预报并对预报效果进行对比分析。结果表明:探空气球在施放过程中的漂移距离远远超过目前数值模式可取的水平分辨率;所设计的探空气球定位方案对水平分辨率为10km×10km的数值预报模式基本是可用的;总的来讲,位置订正对分析增量场的改变与原分析增量场相比小一个量级。模式预报结果显示,探空资料的定位使降水预报效果得到了改善。研究表明,将各气压层上探空资料订正到实际位置对高分辨率数值预报模式的预报效果有一定程度的正面影响,但仍需要更多的个例来验证。

探空气球漂移位置订正在MM5模式中的应用研究

通过对模式MM5V37中客观分析系统加以改进,并采用包含有实际探空气球在各个气压层上精确的经纬度信息的新型探空资料,加以研究探空资料随高度的漂移对高分辨率中尺度数值模式MM5V37的影响。通过对一次层状云降水个例的模拟可看出:位置订正所带来的初始场差异在低层较小,高层较大,且在500 hPa以上较明显;位置订正对模拟的气象要素场的修正有明显的正面效果,对强降水天气系统的反映比较敏感;模拟结果对于雨区分布和强降水中心的位置有较大改进;位置订正后的评分总体优于不加探空和不加漂移的评分,随着模式分辨率的提高,位置订正后对小量级降水的模拟效果欠佳,但对大量级降水的模拟效果较好。

探空气球漂移位置订正对一次大风降温过程的模拟研究

应用改进后的MM5模式,采用包含有实际探空气球在各个气压层上精确的经纬度信息的新型探空资料,研究探空资料对高分辨率中尺度数值模式的影响。通过对一次中尺度大风降温天气过程的模拟分析,可以看出:位置订正对初始气象要素场的改变虽然总体上有低层较小,高层较大的特征,但是在500hPa以下大气运动剧烈的情况下,低层气象要素场的改变量也会较大,甚至会超过高层相应的气象要素场的变化,速度场的改变尤为明显;位置订正使得模拟结果在数值和影响范围上都有效地减小了误差,更加接近实况;位置订正后,模式较准确的模拟出了该次向南推进的大风降温过程的移动变化,尤其是模拟的大风前沿位置与实况的对应关系较好,温度场的变化与速度场的变化有较好的一致性。

对流层平流层往返式平漂探空气球系统的动力热力过程理论分析与数值试验

往返式平漂探空观测是我国正在研究实施的一种新型探空观测方式,可有效提高观测效率和经济效益,对克服常规探空观测缺陷、改善数值预报质量具有重要的意义。本文针对平漂探空上升和平漂阶段的热力、动力过程特点及其主要影响因子,构建了平漂探空系统的热动力理论模型,并结合实际观测试验进一步分析验证了理论模型的可靠性。研究结果对往返平漂式探空系统的设计和完善具有重要的理论支撑和实用价值。

一种快速升起探空气球方法的研究

自使用L波段高空气象探测系统后(以下简称L波段系统),日常的各项高空气象探测工作中,气球升起的工作仍保持人工操作,特别是遇到下雨等恶劣天气,气球升起的工作就有一定的难度和风险。通过日常的工作经验积累,介绍一种快速升起探空气球的方法,使此项工作变得轻松和安全。

基于探空气球系统的高空高速飞行器空速校准方法研究

针对高空高速飞行器的空速系统校准,提出了一种基于高空气象探测气球系统的空速校准方法。通过探空气球系统获取飞行空域的大气数据,以此为基础完成对飞行器的空速系统校准。飞行试验结果表明,采用探空气球系统对高空高速飞行器进行空速系统校准,方法可行、结果可信。

配合剂对探空气球升空高度的影响

本文讨论防老剂4010NA和紫外光吸收剂UV三嗪5对乳胶探空气球的定伸强力、伸长率和爆破直径的影响,进而影响气球的升空高度。

环氧化天然胶乳/天然胶乳并用提高探空气球胶膜气密性的研究

为了提高探空气球的气密性,采用25%,40%和50%3种不同环氧化程度的环氧化天然胶料(ENRL)与天然胶料(NRL)并用制备硫化胶膜,研究了ENRL环氧化程度和用量对硫化胶膜气密性、物理力学性能以及并用胶乳的黏度、稳定性的影响。结果表明,并用胶乳硫化胶膜的气密性会随着ENRL环氧化程度和用量的提高而提高,相应的气球体积保持率也会大大提高;此外,并用胶乳热稳定性良好,但ENRL用量和环氧化程度较高时机械稳定性较差,黏度值也较高;ENRL用量较低时,能在一定程度上提高硫化胶膜的拉伸强度、撕裂强度和定伸应力;ENRL用量较高时会明显降低胶膜硬度,断裂伸长率也会有所提高。

探空气球升速的误差修正研究

为确保探空气球实际升速在合理的范围内,减少探空气球升速理论值与实测值之间的误差,分析了气球升速过快或过慢对资料准确性的影响,探讨了空气密度、空气阻力系数、重力加速度、净举力、球皮及附加物重量等5个与气球升速密切相关因素的影响原理、取值范围、变化规律及影响程度,分析了气球升速理论值与实测值之间存在相对误差的原因,并以衡阳气象台高空探测资料为例,提出采用无量纲的升速修正系数对探空气球升速理论值进行修正,升速修正系数的数值体现了空气阻力、层流或湍流、氢气渗漏等暂时不能定量描述的因素对气球升速的影响程度。研究结果表明:对气球理论升速影响较大的因素是空气密度和空气阻力系数,且空气阻力系数是雷诺数的函数,很难得出定量值;传统方法计算的气球理论值与实测值的平均相对偏差达到了25.5%,主要是由于设置了恒定的空气阻力系数,致使理论升速远大于实际升速;修正后的气球升速理论值与实测值之间相对误差减小到了6.0%,因此修正后的气球升速理论值可以为高空气象探测业务中净举力的确定提供依据。

探空气球空间位置监测与航空安全应用

从近年来我国航空飞行高度层数量增加着眼,利用现有L波段高空探测系统获取的气球经、纬度偏移量,对探空气球空间位置进行准确定位,给出了计算方法。及时将探空气球的空间位置信息传送给航空飞行管制部门参考,以避免探空气球在穿过航线上空时给航空安全造成影响。

浅谈净举力对探空气球升速及施放高度的影响

气球施放高度是高空观测业务考核指标中的一项重要指标。影响气球施放高度的因素中,除气球本身质量外,净举力是一个最为主要的因素。本文通过分析气球的受力情况,研究净举力与气球升速的关系,探讨净举力对气球施放高度的影响,结合多个台站实际工作中的净举力实例,得出通过科学控制净举力提高施放高度的结论。

浅谈影响探空气球施放高度因素

本文详细叙述了影响探空气球施放高度的多个因素,并探讨相应改进措施,提高探空施放高度和质量,以获取更多更全面的高空大气资料。

提高探空气球施放高度浅谈

探空气球施放高度是探空工作质量考核的重要内容之一。影响探空气球施放高度的因素,主要有气球本身的质量、气球的存放条件和天气条件。除此之外,在同等条件下,还与气球的充气速度和充气的多少有一定关系。如何提高施放高度。

微机在探空气球中的应用

本文介绍的是在探空气球车载地球站伺服控制中采用了BCM—80单板机实现对轴角编码器和测距终端数据采集,数据处理、误差修正、位置显示、打印记录输出的一个有实用价值的方案,着重介绍该方案的实施原理和软件的设计。

探空气球施放筒设计

探空气球的充灌和施放是高空气象观测工作的重要组成部分。目前高空观测中雷达跟踪探空仪、探空信号接收和数据处理都已经实现自动化,只有探空气球的充灌和施放是人工操作,气球充灌氢气有一定危险性,且至少需要一个观测员来完成施放气球工作。该文在分析探空气球充灌和施放各环节工作的基础上,介绍了一种探空气球施放筒的设计方案,以及在业务试验中存在的问题和改进方法,为高空气象观测系统的全程自动化创造条件。

如何提高探空气球的施放高度

该文总结了施放探空气球过程中对气球施放高度造成影响的多个主要因素,并采取相应的措施,提高气球施放高度,以便获取更多更全的高空大气探测资料。

影响探空气球施放高度的因素

高空天气图作为天气预报的主要资料之一广为预报员使用,这使得探空资料的收集尤其重要,探空气球施放高度越高资料收集的越多,为天气预报提供更有利依据。本文根据本站实际工作情况,总结出影响探空气球施放高度的几个因素:气球的性能、存储、气候气象条件、充气快慢等,并对此进行了细致分析。