邊巴江村 扎堆 貴桑央吉

[摘 要]在氣象溫度測(cè)量過(guò)程中，空中水分會(huì)直接影響到溫度測(cè)量數(shù)據(jù)，導(dǎo)致其失真進(jìn)而降低氣象探空溫度觀測(cè)工作效率，必須予以解決。因此本文就運(yùn)用到了GTS1型探空儀技術(shù)，基于現(xiàn)代化、精細(xì)化技術(shù)內(nèi)涵分別測(cè)試檢驗(yàn)了兩段空中水分對(duì)探空儀溫度觀測(cè)的實(shí)錄片段，結(jié)合結(jié)果闡述測(cè)試檢驗(yàn)結(jié)果有效性，包括空中水分對(duì)探空儀溫度觀測(cè)所產(chǎn)生的影響。

[關(guān)鍵詞]空中水分；GST1探空儀；溫度觀測(cè)影響；實(shí)錄片段

[中圖分類(lèi)號(hào)]P412.23 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

空中水分能夠?qū)е聹囟仍诟邼駞^(qū)大量吸附水分到低濕區(qū)，在水分蒸發(fā)后帶走潛熱令其溫度測(cè)值瞬間降低到環(huán)境實(shí)際溫度之下。這種情況就涉及了較為復(fù)雜的空氣環(huán)境溫度、水分分布與水分相態(tài)問(wèn)題，解決起來(lái)極為棘手，所造成的溫度觀測(cè)失真記錄也為氣象站工作帶來(lái)巨大困惑，因此需要通過(guò)對(duì)空中水分影響探空儀溫度觀測(cè)的實(shí)錄片段進(jìn)行分析才能找到問(wèn)題根源，明確這一影響因素。

1 空中水分和探空儀

1.1 空中水分

空中水分組成成分復(fù)雜，其中就包括了水氣、水滴和冰晶等等狀態(tài)，在實(shí)際的探空觀測(cè)過(guò)程中，探空儀的溫度元件必然會(huì)吸附大量水分，根據(jù)溫度變化而產(chǎn)生凍結(jié)、蒸發(fā)現(xiàn)象，如此變化直接導(dǎo)致溫度觀測(cè)數(shù)據(jù)失真。上述情況在探空溫度觀測(cè)領(lǐng)域中被稱(chēng)之為“沾水”效應(yīng)，這也是探空儀溫度觀測(cè)中的重要誤差致因之一。不過(guò)由于現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展進(jìn)程的不斷推進(jìn)，解決這一問(wèn)題的新技術(shù)也相繼出現(xiàn)，像GTS1型探空儀就在技術(shù)應(yīng)用功能方面作出了大幅度改良，能夠?qū)μ娇諟囟扔^測(cè)過(guò)程中所存在的“沾水”效應(yīng)作出合理判斷，處理記錄中的不合理現(xiàn)象。

1.2 GTS1型探空儀

GTS1型探空儀主要用于探空質(zhì)量指標(biāo)提升，它擁有發(fā)射機(jī)小型化處理優(yōu)勢(shì)，且將傳統(tǒng)設(shè)備中的電容直接轉(zhuǎn)換為電壓電路，另外它的外包紙盒及傳感器部分也都被取消。GTS型探空儀的最核心改進(jìn)還體現(xiàn)在它對(duì)于溫度、濕度與氣壓的觀測(cè)技術(shù)革新上，就以它的溫度傳感器為例，GTS1型探空儀傳感器采用了珠型熱敏電阻，設(shè)備表面則采用到了鍍鋁工藝，并進(jìn)行了大幅度的小型化處理，目前擁有極高的靈敏度，滯后系數(shù)也相應(yīng)有所減小。因此采用它來(lái)實(shí)施溫度觀測(cè)是具有一定現(xiàn)實(shí)意義的，它能夠提高傳統(tǒng)氣象探空溫度觀測(cè)工作效率。

2 利用GTS1型探空儀實(shí)施溫度觀測(cè)的實(shí)錄分析

2.1 實(shí)錄片段一

利用GTS1型探空儀實(shí)施溫度觀測(cè)，結(jié)合原始觀測(cè)記錄要將溫度曲線區(qū)域放大10倍左右，并記錄放球瞬間。實(shí)錄片段一以2017年10月3日凌晨00：00到早07：00為例，記錄這一時(shí)段的溫度變化。從03：30開(kāi)始，探空儀顯示空氣濕度測(cè)量結(jié)果急劇下降（從90%下降到30%），此時(shí)溫度也出現(xiàn)了十分異常的降溫情況，在短短5s內(nèi)就降低到了1.5℃，隨后又快速升溫。在這5s時(shí)間內(nèi)，GTS1探空儀的行經(jīng)舉例在25m以?xún)?nèi)，環(huán)境溫度正常降低值則控制在0.1℃～0.5℃。從這份記錄可以看出，它的逆溫層溫度是有所善生的，但實(shí)際上卻出現(xiàn)了短時(shí)間的降溫現(xiàn)象，這令探空溫度觀測(cè)人員非常困惑。

從對(duì)探空儀實(shí)錄片段的分析來(lái)看，可以相對(duì)明顯地看到空中水分已經(jīng)嚴(yán)重影響了GTS1探空儀，也就是說(shuō)它的溫度元件在高濕區(qū)域沾水，當(dāng)探空儀出云或離開(kāi)高濕區(qū)以后，水分就會(huì)迅速蒸發(fā)并帶走溫度元件中的潛熱熱量，導(dǎo)致元件本身降溫。當(dāng)探空儀上的水分完全蒸發(fā)完畢后，它將重新恢復(fù)正常。這一段實(shí)錄案例告訴觀測(cè)技術(shù)人員，當(dāng)探空儀從高濕區(qū)出來(lái)以后，如果環(huán)境濕度越小，它的水分蒸發(fā)也就會(huì)越劇烈，結(jié)合實(shí)際溫度變化情況來(lái)分析理解這一情況，則會(huì)發(fā)現(xiàn)某些溫度記錄在探空儀沾水后期數(shù)據(jù)會(huì)相對(duì)隱蔽，容易被技術(shù)觀測(cè)人員所忽略。因此本文認(rèn)為觀測(cè)人員在清楚了解這一溫度異常變化現(xiàn)象之后，能夠?qū)?wèn)題記錄給出冷靜的針對(duì)性處理，保證探空儀溫度觀測(cè)的準(zhǔn)確性。

2.2 實(shí)錄片段二

繼續(xù)看實(shí)錄片段二，在2018年的2月10日凌晨02：00到早07：00，該段時(shí)間內(nèi)同樣采用到GTS1探空儀進(jìn)行溫度觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)在04：32時(shí)逆溫起始層出現(xiàn)36s左右，它直接阻止了底層水分繼續(xù)向上輸送，出現(xiàn)了分子滲透的亂流現(xiàn)象，導(dǎo)致探空儀在溫度觀測(cè)上出現(xiàn)了滯后現(xiàn)象，所觀測(cè)濕度數(shù)據(jù)失真。

解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵還在于明確逆溫起始層的作用時(shí)間和作用位置，并將其與07：00的實(shí)際濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行相對(duì)對(duì)比，迅速減小二者濕度差異，這樣就能明確發(fā)生于03：32的逆溫起始層水分蒸發(fā)變化情況，而對(duì)比后可將03：32的錯(cuò)誤溫度觀測(cè)記錄直接刪除。

3 GTS1探空儀的測(cè)試檢驗(yàn)對(duì)溫度觀測(cè)記錄的影響分析

在通過(guò)對(duì)上述兩段實(shí)錄觀測(cè)片段的分析可以發(fā)現(xiàn)，第一如果發(fā)生探空儀沾水效應(yīng)，探空儀本身的降溫程度會(huì)很明顯，空中水分會(huì)直接影響到溫度元件，導(dǎo)致溫度觀測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)失真狀況?？梢砸?jiàn)得它對(duì)于溫度觀測(cè)記錄結(jié)果的影響還是很大的。根據(jù)過(guò)往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，它首先就產(chǎn)生了虛假特性層，例如上文所提到的逆溫起始層，它會(huì)導(dǎo)致探空儀的溫度觀測(cè)結(jié)果直接失真。

第二，如果溫度觀測(cè)數(shù)據(jù)偏小，探空儀沾水效應(yīng)就會(huì)導(dǎo)致等壓面高度降低，從實(shí)錄片段二就可以看到其03：32的觀測(cè)記錄出現(xiàn)了這種情況，所以應(yīng)該作出記錄刪除處理。

第三，如果水分大量存在于探空儀中，探空儀在升空以后它的水分沾附蒸發(fā)會(huì)形成虛假降溫現(xiàn)象，且發(fā)生率相對(duì)隨機(jī)，例如實(shí)錄片段一中就出現(xiàn)了這一情況，它增加了技術(shù)觀測(cè)人員對(duì)高空溫度變化規(guī)律的判斷難度。

4 總結(jié)

本文嘗試分析了空中水分對(duì)探空儀溫度觀測(cè)的諸多影響，證明合理應(yīng)用探空儀，積極發(fā)現(xiàn)、判斷處理問(wèn)題記錄是非常關(guān)鍵的，必要時(shí)也要進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄對(duì)比，刪除錯(cuò)誤記錄以保證記錄真實(shí)性。

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