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無線電探空儀通常由充滿氦氣氫氣的氣球(風向球)搭載升空,在中低層大氣測量大氣主要數據,並通過無線電將數據傳回地面氣象站點的儀器。

運用無線電傳送數據,測量高空天氣數據的儀器[1]。根據不同的測量內容,有下列幾種型式:

  • 無線電測風(Radiowind Observation) (雷文觀測,RawinObservation),利用雷達無線電定向儀追蹤氣球攜往上空之雷達目標 (感應器或探空發射器) 測算上空風向風速之一種觀測。
  • 無線電探空觀測(Radiosonde Observation)(雷送觀測,Raob):自氣球攜帶之探空儀所播發之無線電信號,以求出高空之溫度、相對濕度及氣壓,由此項資料可計算出各定壓面層及各特性層之高度。
  • 無線電探空測風觀測(Radio-wind-sonde Observation) (雷文送觀測,Rawinsonde Observation), 測算空中之氣壓、氣溫、相對濕度、風向與風速五項氣象因子的一種觀測方法。也是結合雷送與雷文兩項之聯合觀測於一次完成。

概述

無線電探空儀搭載在氣象氣球上。它測量多個大氣參數並將這些數據用無線電傳回地面接受站。無線電頻率403MHz專門留給無線電探空儀使用。無線電探空儀由氦氣球或氫氣球搭載進入大氣層。氣球的大小重量和材料決定了氣球所能到達的高度最大值。氣球的型號從150克到3000克都有。800克的氣球在30千米的高度會由於在此高度外部大氣氣壓過低而爆裂。

無線電探空儀通常由氣球搭載升空。它也可以由火箭搭載升空,這樣的無線電探空儀被稱為「火箭無線電探空儀」(rocketsonde)。由飛行器直接在大氣層中投放,使用降落傘搭載的無線電探空儀稱為「下投式無線電探空儀」(dropsonde) 。

當代的無線電探空儀經由無線電與地面的計算機通訊。計算機實時存儲這些傳回的數據。最初無線電探空測風儀由地面通過經緯儀觀測,通過測量大氣中儀器的位置變化來估算風速。而當代無線電探空儀可選用多種裝置測定風速和風向,諸如Loran(遠距離無線電導航系統)、無線電定向儀、GPS等。當代無線電探空儀測量的重要數據包括:大氣壓力、高度、經緯度、溫度、相對濕度和風速風向等。 一些無線電探空儀同時測量大氣臭氧濃度。通過對數據的分析可以繪製圖表。科學家可以用圖表解釋說明大氣現象例如大氣逆溫現象

典型的無線電探空儀重250克。主要生產商是芬蘭的Vaisala(維薩拉公司)。

1985年,蘇聯金星探測器「Vega 1」和「Vega 2」分別向金星大氣層投放了一個無線電探空儀[2]。對這兩個探空儀發出的信號可以追蹤兩天。(兩天之後儀器可能在金星大氣中損毀了。)

結構與特點

小小的無線電探空儀,就象一台飛行的發報機,隨時將探測到的所在高度的氣象資料傳送到地面。「麻雀雖小,五臟俱全」,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應於探測量的無線電訊號;而發射機產生的約數十或數百兆赫的高頻無線電振盪(載波),則能裝載着探測訊號向地面發送;電源提供了整個探空儀的能量來源,它占據了相當大的重量

視頻

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參考文獻

  1. 探秘氣象探空,中國氣象局, 2018-9-14
  2. 精品無線電探空儀,道客巴巴,2014-12-28