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探空气球

   2018-09-19  花都区气象局   胡茵

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探空气球,把探空仪器带到高空进行温度、大气压力、湿度、风速风向等气象要素测量的气球。

特点和用途

探空气球主要用于把无线电探空仪携带到高空,以便进行温度、压力、湿度和风等气象要素的探测。探空气球有圆形、梨形等不同形状。球重3001500克(较小的升至一定高度会自爆),充入适量的氢气或氦气,可升达离地3040千米。高空气象站使用的常规探测气球升速一般为68/秒,约上升到30千米高空后自行爆裂。

探空气球是人类研究平流层的重要工具,在气象学发展和天气预报工作中起到了重要作用。探空气球投资少,成本低,见效快,相对载重量大,飞行时间长,携带仪器姿态稳定,观测数据资料精度高、用时短,灵活性大,施放不受地域和气候因素影响。目前,虽然更先进的工具如探空火箭气象雷达气象卫星等广泛应用,但探空气球仍是气象研究中不可缺少的工具,常用于作为其他探测仪器的标定。

材料

二次世界大战之前,各国均采用天然胶乳;二次世界大战之后,主要采用天然胶乳和氯丁胶乳两种;目前,世界上生产气球的总的发展趋势是使用氯丁胶乳。

原理

    探空气球作为一个载体,携带探空仪器升空,上升过程中探空仪器测定不同高度和经纬度的温度、气压、空气湿度等气象数据并将其通过无线电信号发回地面,从而获得空中的气象要素值。此外,通过气球携带经纬度仪或者地面追踪气球轨迹的方法,还可计算出高空的风向和风速。

展简况

1902年德国气象学家阿斯曼提出利用橡胶气球结合经纬仪追踪探测大气及风的方法。

1927年在气象学家莫尔恰诺夫的领导下,苏联研究出梳齿式无线电探空仪,促进了橡胶胶乳气球的发展。

1955年北京橡胶研究院利用国产天然乳胶为原料研制出测云测风气象气球,并在广州成立我国首家胶乳气球生产厂家——第十一橡胶厂。

1956年第十一橡胶厂开始生产10#20#30#50#测云测风天然胶乳气球。随后陆续生产80#120#200#天然胶乳探空气球。

1965年于云南昆明近郊组建化工部乳胶工业研究所,研制出氯丁胶乳气球。随即陆续研制出1500克、950克、750克(自重)等型号的天然胶乳探空气球,基本完成天然胶乳气象气球的系列化研究。

1972年北京乳胶厂也开始生产天然胶乳测云测风气球。至此中国胶乳气球生产规模发展成两厂一所。

近几十年来探空气球的用法发展到用气球携带各种无线电探测器升空,从而测定高空各高度上的温度、湿度和气压等气象要素,同时利用雷达对自由飞行的气球定位获得经度、纬度和高度数据,使胶乳气球的发展更上一层楼。

目前世界各国都先后应用和发展了气象用胶乳气球系列,包括低空测风、测云气球,高空探空气球。

高空气象探索

全球高空气象业务探测负责搜集全球气象探测网的数据,并通过国际各大区气象通信中心转发给各气象台站及其它应用单位。

高空气象探测是气象观测的基础和框架,是数值天气预报的最重要的资料源,可以说:没有高空观测,就没有现代天气预报。

世界高空气象探测发展史

 

1597年,意大利的物理学家和天文学家伽利略发明了空气温度表。

1643年,意大利物理学家托里拆利发明了气压表。

1662年,英国的 雷恩发明了虹吸式自记雨量计。

1667年,英国物理学家和数学家胡克发明了压板式风速器,后来又发明了自记仪器上的自记钟。

1768年,德国朗伯设计了羊肠线湿度表。

1783年,瑞士索絮尔发明了毛发湿度计。

1653年意大利的斐迪南二世建立了世界上第一个气象观测站,在意大利北部的佛罗伦萨建立的。同年,在他的领导下,又建立了一个包括十个测站的欧洲气象观测网。

1717年,德国医生卡诺尔德组织了国际性气象观测网。

18世纪80年代,德国气象学家哈默尔组建了由欧洲、北美洲和西伯利亚共20个国家的57个气象观测站构成的观测网。这个观测网的每个观测站都用统一的仪器、规范、观测时次和记录格式进行观测和记录,并将所得资料集中整理。

 

 

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