一種基于濕球效應(yīng)的云頂高度探測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于濕球效應(yīng)的云頂高度探測(cè)裝置，包括：探空儀，用于向上穿越云層；第一溫度元件，為表面不吸濕的溫度元件，設(shè)置在所述探空儀上；第二溫度元件，為表面吸濕的溫度元件，設(shè)置在所述探空儀上；處理單元，接收所述第一溫度元件和所述第二溫度元件采集的溫度數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型能夠利用穿云過程中的無線探空儀獲取用于判別濕球效應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)。為云高判定研究提供了新方法與新途徑。
【專利說明】一種基于濕球效應(yīng)的云頂高度探測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及氣象探測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于濕球效應(yīng)的云頂高度探測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]云是漂浮于大氣中的小水滴或冰晶微粒的可見聚合體，是水汽在空氣中的凝結(jié)(或凝華)現(xiàn)象。在天氣系統(tǒng)發(fā)展、降水形成和大氣輻射傳輸?shù)任锢磉^程中，云都扮演著極其重要的角色，所以對(duì)云的各種參數(shù)的測(cè)量非常重要。而云高作為重要的云宏觀物理特征參數(shù)，對(duì)空氣質(zhì)量、日照率、大氣輻射傳輸、邊界層湍流以及飛行安全都有著重要的影響，也是氣候診斷分析中的重要因子。
[0003]云高信息一般包括對(duì)云底高度和云頂高度的測(cè)量數(shù)據(jù)。地基測(cè)量云底高度的儀器和方式有很多，例如云幕氣球，其通過氣球從地面升至云底所經(jīng)歷的時(shí)間來測(cè)量云底高度；再例如云幕燈和旋轉(zhuǎn)光束云高儀，其測(cè)距原理是利用已知數(shù)據(jù)根據(jù)直角三角形的邊角關(guān)系得到天頂方向的云底高度；再例如激光雷達(dá)或激光云高儀，其采用激光垂直向上觀測(cè)，接收在云的邊界處產(chǎn)生的后向散射信號(hào)，通過分析激光回波的變化，判別云底位置；此外，中國科學(xué)院大氣物理研究所研制的云觀測(cè)設(shè)備采用紅外輻射計(jì)對(duì)全天空進(jìn)行掃描得到云底亮溫，進(jìn)而反演得到云底高度。除了以上介紹的幾種測(cè)量方式外，還有一種比較精確的直接觀測(cè)手段，就是通過飛機(jī)進(jìn)行直接觀測(cè)，但是成本太高，難以提供長期連續(xù)的云邊界信息。
[0004]對(duì)于云頂?shù)臏y(cè)量，目前主要通過衛(wèi)星遙感，根據(jù)其亮溫值來反演云頂高度，由于云的光學(xué)遮擋，在夜晚或有高、中云覆蓋的情況下，中、低云層難以得到準(zhǔn)確結(jié)果；另一種測(cè)量云頂?shù)姆绞绞峭ㄟ^毫米波測(cè)云雷達(dá)，其有較寬的多普勒帶寬，方向性好，受地面雜波影響較小，能穿透較厚的低云，并能探測(cè)到相當(dāng)大部分的中、高層云，通過反演獲得相應(yīng)的云頂、底高度，其最主要的問題就是降水對(duì)電磁波的衰減嚴(yán)重，因而主要用來探測(cè)未形成降水的云層高度、厚度。由于目前的探測(cè)設(shè)備各自的一些不足，因此這些設(shè)備在業(yè)務(wù)上還未能得到廣泛的應(yīng)用。
[0005]此外，作為常規(guī)氣象觀測(cè)手段，無線電探空儀被廣泛地應(yīng)用于大氣參數(shù)的獲取，其測(cè)量的溫度、相對(duì)濕度和氣壓的垂直分布資料是研究大氣熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)過程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。近年來我國探空技術(shù)發(fā)展迅速，無線電探空儀探測(cè)系統(tǒng)(包括溫度、氣壓、濕度感應(yīng)元件，探空數(shù)據(jù)處理軟件)也已經(jīng)更新?lián)Q代，數(shù)據(jù)采樣率由分鐘級(jí)提高到秒級(jí)，對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)高度間隔由50米量級(jí)提高到10米量級(jí)，能夠得到探空儀上升路徑中更多的溫、濕度變化細(xì)節(jié)。因此，隨著聞空氣象觀測(cè)自動(dòng)化程度的提聞，從常規(guī)探空資料中獲取的氣象彳目息(特別是云高信息)，能夠?yàn)閿?shù)值預(yù)報(bào)、大氣遙感、云霧物理、人工影響天氣等的研究提供更多的重要科學(xué)依據(jù)。無線電探空儀在上升過程中可以穿過云層，從理論來講可以根據(jù)探空資料中相對(duì)濕度廓線的變化分析出云的垂直分布(包括云頂、云底高度，云層厚度，以及多層云的垂直分布)。鑒于利用常規(guī)探空資料中濕度的變化進(jìn)行云高判識(shí)的可行性，國內(nèi)外研究人員不斷探索利用探空資料判定云頂和云底高度的方法。但是目前探空儀濕度元件的測(cè)量誤差還比較大，在云層中實(shí)際測(cè)得的相對(duì)濕度有的超過100%，有的還不到95%，如果用相對(duì)濕度100%或95%等具體數(shù)值來判斷是否有云層存在，其結(jié)果必然會(huì)出現(xiàn)一定數(shù)量的誤判。另外在高空中，濕度并不是形成云的唯一條件，在相對(duì)濕度達(dá)到90%以上時(shí)，若其它條件不滿足，也可能沒有形成云。因此，僅僅依靠探空儀測(cè)得的相對(duì)濕度來進(jìn)行云層判斷還存在較大的誤差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是要提供一種基于濕球效應(yīng)的云頂高度探測(cè)裝置，能夠利用穿云過程中的無線探空儀獲取用于判別濕球效應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)。
[0007]本實(shí)用新型一個(gè)進(jìn)一步的目的是要為云高判定研究提供新方法與新途徑。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于濕球效應(yīng)的云頂高度探測(cè)裝置，包括:
[0009]探空儀，用于向上穿越云層；
[0010]第一溫度元件，為表面不吸濕的溫度元件，設(shè)置在所述探空儀上；
[0011]第二溫度元件，為表面吸濕的溫度元件，設(shè)置在所述探空儀上；
[0012]處理單元，接收所述第一溫度元件和所述第二溫度元件采集的溫度數(shù)據(jù)。
[0013]可選的，上述的云頂高度探測(cè)裝置中，所述處理單元為能夠根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)確認(rèn)產(chǎn)生濕球效應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的計(jì)算機(jī)或單片機(jī)。
[0014]可選的，上述的云頂高度探測(cè)裝置中，所述處理單元包括:
[0015]具有差值計(jì)算能力的計(jì)算單元；
[0016]具有圖形識(shí)別能力的識(shí)別確認(rèn)單元。
[0017]可選的，上述的云頂高度探測(cè)裝置中，所述處理單元還包括:
[0018]存儲(chǔ)有預(yù)定門限值的存儲(chǔ)單元。
[0019]可選的，上述的云頂高度探測(cè)裝置中，所述處理單元還包括:
[0020]調(diào)整單元，連接所述存儲(chǔ)單元。
[0021]可選的，上述的云頂高度探測(cè)裝置中，所述預(yù)定門限值的范圍為0.5至4攝氏度。
[0022]可選的，上述的云頂高度探測(cè)裝置中，所述溫度元件為珠狀表面鍍鋁溫度傳感器。
[0023]本實(shí)用新型實(shí)施例具有以下技術(shù)效果:
[0024]I)本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過表面不吸濕的溫度元件與表面吸濕的溫度元件進(jìn)行探空儀云間溫度測(cè)量，在到達(dá)云頂時(shí)，因?yàn)榭諝庵袧穸茸兓?，兩個(gè)溫度元件的計(jì)量結(jié)果將因?yàn)椤皾袂蛐?yīng)”產(chǎn)生明顯差值，通過獲取用于判別濕球效應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)，來為判斷云頂高度提供條件。
[0025]進(jìn)一步的，根據(jù)出現(xiàn)這種差值的起始時(shí)刻可以準(zhǔn)確判斷到達(dá)云頂?shù)臅r(shí)刻，從而根據(jù)到達(dá)云頂時(shí)刻的探空儀高度來獲得云頂高度。簡單易行，資料獲取方便
[0026]2)本實(shí)用新型實(shí)施例能夠通過探空資料相對(duì)濕度和溫度上升曲線特征以及云物理特性，獲取可靠的云頂高度數(shù)據(jù)，豐富探空資料的信息，特別是豐富關(guān)于云的相關(guān)信息，為氣象業(yè)務(wù)中云高的自動(dòng)觀測(cè)提供了一種新的思路和解決方案。
[0027]3)探空數(shù)據(jù)是最基本、最廣泛的氣象觀測(cè)資料之一，應(yīng)用本實(shí)用新型實(shí)施例能夠整體地豐富探空資料的信息，提高探空資料的價(jià)值，社會(huì)效益顯著?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0028]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0029]圖1為本實(shí)用新型方法實(shí)施例的步驟流程圖；
[0030]圖2為本實(shí)用新型另一方法實(shí)施例的探空過程的溫濕度曲線圖；
[0031]圖3為本實(shí)用新型裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0033]圖1為本實(shí)用新型方法實(shí)施例的步驟流程圖，如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種基于濕球效應(yīng)的云頂高度探測(cè)方法，包括:
[0034]步驟110，升起探空儀，使探空儀向上穿越云層；
[0035]步驟120，通過設(shè)置在所述探空儀上的第一溫度元件和第二溫度元件采集溫度數(shù)據(jù)，所述第一溫度元件為表面不吸濕的溫度計(jì)元件，所述第二溫度元件為表面吸濕的溫度計(jì)元件；
[0036]步驟130，根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)確認(rèn)產(chǎn)生濕球效應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，將所述產(chǎn)生濕球效應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)的所述探空儀的聞度記錄為z?頂聞度。
[0037]其中，濕球效應(yīng)通常是指水份蒸發(fā)過程中的制冷效應(yīng)，地面觀測(cè)干濕溫度計(jì)就是應(yīng)用這一原理測(cè)量空氣濕度。干濕溫度計(jì)由兩個(gè)一樣的溫度表組成，一個(gè)水銀球置于空氣中，即干球；另一個(gè)水銀球包著紗布，紗布的延長端浸在水中，即濕球。由于水份蒸發(fā)會(huì)帶走熱量，濕球溫度表顯示的溫度就比干球溫度表低，這就是“濕球效應(yīng)”。由于水的蒸發(fā)量跟空氣的濕度有關(guān)，空氣濕度越大蒸發(fā)量越小，帶走的熱量越少，干濕球溫度差異越小；空氣濕度越小蒸發(fā)量越大，帶走的熱量也越大，干濕球溫差也就越大。所以可以通過干濕球溫差的變化規(guī)律來反映當(dāng)前空氣濕度狀況。
[0038]因此，本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過表面不吸濕的溫度元件/傳感器與表面吸濕的溫度元件/傳感器進(jìn)行探空儀云間溫度測(cè)量，在探空儀穿過云頂后，因?yàn)榭諝庵邢鄬?duì)濕度突然變小，兩個(gè)溫度元件/傳感器的計(jì)量結(jié)果將因?yàn)椤皾袂蛐?yīng)”產(chǎn)生明顯差值，根據(jù)這種差值的幅度以及出現(xiàn)“濕球效應(yīng)”的起始時(shí)刻可以準(zhǔn)確掌握到達(dá)云頂?shù)臅r(shí)刻，從而根據(jù)到達(dá)云頂時(shí)刻的探空儀高度來獲得云頂高度。
[0039]可見，本實(shí)用新型實(shí)施例能夠可靠地獲取云頂高度，簡單易行，資料獲取方便，為氣象業(yè)務(wù)中云高的自動(dòng)觀測(cè)提供了一種全新的解決思路和解決方案。
[0040]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)確認(rèn)產(chǎn)生濕球效應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)的步驟具體包括:
[0041]獲取同一時(shí)刻的所述第一溫度元件采集的第一溫度值與所述第二溫度元件采集的第二溫度值，計(jì)算所述第一溫度值與所述第二溫度值的差值，記錄出現(xiàn)差值時(shí)對(duì)應(yīng)的差值起始時(shí)刻和差值達(dá)到預(yù)定門限值時(shí)對(duì)應(yīng)的差值確認(rèn)時(shí)刻；[0042]根據(jù)所述第一溫度元件采集的溫度廓線、所述第二溫度元件采集的溫度廓線和所述差值確認(rèn)時(shí)刻確定濕球效應(yīng)區(qū)域，如果所述差值起始時(shí)刻為所述濕球效應(yīng)區(qū)域的起始點(diǎn)，則確認(rèn)所述差值起始時(shí)刻為所述產(chǎn)生濕球效應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)。
[0043]當(dāng)然，還可以采用簡化的方法，不用確認(rèn)濕球效應(yīng)區(qū)域，只要所述差值確認(rèn)時(shí)刻在所述差值起始時(shí)刻之后的預(yù)定時(shí)長內(nèi)出現(xiàn)，就可以認(rèn)為所述差值起始時(shí)刻為所述產(chǎn)生濕球效應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)。
[0044]其中，濕球效應(yīng)區(qū)域，是指在探空儀穿過云頂后，不吸濕的第一溫度元件的溫度廓線和吸濕的第二溫度元件的溫度廓線由重合到分離到再重合的過程，濕球效應(yīng)區(qū)域如圖2中矩形虛線框所標(biāo)識(shí)。通過這種濕球效應(yīng)區(qū)域的圖形辨別，可以避免因?yàn)闈穸葌鞲衅饕蚪Y(jié)冰損壞造成相對(duì)濕度數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，從而引起常規(guī)的利用相對(duì)濕度值來判斷云頂位置方法的誤判，使得云頂位置的判斷更加準(zhǔn)確。
[0045]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，第一溫度元件的表面設(shè)置有防水涂層。通過設(shè)置防水涂層來使第一溫度元件的表面不吸濕。而第一溫度元件的表面可以不做處理，其就會(huì)受到濕度的影響，當(dāng)然，為了增大對(duì)濕度的敏感程度，第一溫度元件的表面可以設(shè)置吸濕材料，例如紗布，元件表面涂白漆，增加表面粗糙度提高吸濕效果之類的，以便增加比對(duì)效果。
[0046]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定門限值的范圍為0.5至4攝氏度。優(yōu)選的，預(yù)定門限值選擇為2攝氏度，因?yàn)閮蓚€(gè)溫度計(jì)的溫差達(dá)到2攝氏度，就足以排除因測(cè)量誤差引起的誤判可能，可以可靠的確定已經(jīng)到達(dá)云頂。
[0047]需要指出的是，預(yù)定門限沒有固定的值，這要視施放探空儀的季節(jié)，云頂?shù)奈恢枚?，因此，在本?shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，還包括:根據(jù)季節(jié)參數(shù)和地理位置參數(shù)調(diào)整所述預(yù)定門限值。
[0048]這是因?yàn)?兩個(gè)溫度元件在出云頂后，由于濕球效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生溫度差，這個(gè)預(yù)定門限要視施放探空儀的季節(jié)，云頂?shù)奈恢枚?，如圖2中的個(gè)例就是上海夏季施放的個(gè)例，地面溫度高，云頂高度低，所以濕球效應(yīng)產(chǎn)生的溫度差就比較大，如果冬季北方，地面溫度就比較低，云頂高度處的溫度差就比較小，有可能只有零點(diǎn)幾度，所以溫度差的幅值無法具體確定。
[0049]例如，在2013年11月I日山西的一次施放記錄中，穿云后，溫度I (防水涂層)溫度為-8.940C，溫度2 (無防水涂層)溫度為-9.70C，兩個(gè)溫度差最大幅值為僅僅0.74°C。
[0050]圖2為本實(shí)用新型另一方法實(shí)施例的探空過程的溫濕度曲線圖；由于未涂防水涂層的探空儀溫度元件(第二溫度元件)，穿云過程中易收集水，在飛出云頂后，由于周圍空氣相對(duì)濕度突然降低引起水份蒸發(fā)，致使溫度元件冷卻，其測(cè)得的溫度會(huì)出現(xiàn)突然比常規(guī)溫度元件偏低的現(xiàn)象，本實(shí)用新型實(shí)施例利用該種現(xiàn)象來判別云頂高度。
[0051]如圖2所示，為一次探空過程的溫濕度曲線圖，探空儀攜帶兩種溫度元件(已做防水涂層的第一溫度元件和未做防水涂層的第二溫度元件)。圖中，左邊方框內(nèi)為探空儀測(cè)得的溫度廓線，右邊方框內(nèi)為相對(duì)濕度廓線，溫度廓線圖上可以看到防水效果好的第一溫度元件測(cè)得溫度與未作防水的第二溫度元件測(cè)得的溫度在云頂位置處有明顯的差異，即未作防水的溫度元件測(cè)得的溫度明顯低于防水效果好的溫度元件測(cè)得溫度，然后二者溫度再逐漸恢復(fù)一致(濕球效應(yīng)區(qū)域如圖2中矩形虛線框所標(biāo)識(shí))。
[0052]如圖2所示:本次探空過程記錄的云頂位置大概出現(xiàn)在探空儀施放后350秒的位置處，從左圖探空溫度曲線可以看到:不論溫度元件是否做防水，探空儀施放后其攜帶的溫度元件測(cè)得的溫度都一致的呈下降的趨勢(shì)，降至12.5°C，隨后，帶有防水涂層未受云中水滴影響的溫度元件測(cè)得的溫度從12.5°C上升至16°C左右，未作防水涂層的溫度元件測(cè)得的溫度明顯低于防水效果好的溫度元件測(cè)得溫度，其溫度持續(xù)降低，由12.5°C，降至10°C左右，隨后再緩慢地回升，于25秒后與帶有防水涂層的溫度元件測(cè)得的溫度廓線變化一致。明顯看到，探空儀在出云的時(shí)候，不同防水處理的溫度元件測(cè)得的溫度差異明顯，未作防水處理測(cè)得的溫度會(huì)出現(xiàn)比常規(guī)的帶有防水涂層的溫度元件測(cè)得的溫度偏低的現(xiàn)象，并在實(shí)際探空過程中，該現(xiàn)象出現(xiàn)的起始位置與云頂?shù)奈恢靡恢?，所以本?shí)用新型實(shí)施例就基于此現(xiàn)象提出在常規(guī)氣象業(yè)務(wù)探空儀上添加一個(gè)無防水涂層的溫度元件來判別云頂?shù)姆椒ā?br> [0053]圖3為本實(shí)用新型裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種基于濕球效應(yīng)的云頂高度探測(cè)裝置，包括:
[0054]探空儀210，用于向上穿越云層；
[0055]第一溫度元件220，為表面不吸濕的溫度元件，設(shè)置在所述探空儀上；
[0056]第二溫度元件230，為表面吸濕的溫度元件，設(shè)置在所述探空儀上；
[0057]處理單元240，接收所述第一溫度元件和所述第二溫度元件采集的溫度數(shù)據(jù)。
[0058]可見，本實(shí)用新型裝置實(shí)施例中，通過探空儀和兩個(gè)溫度元件來采集穿越云層過程中的溫度數(shù)據(jù)，因?yàn)閮蓚€(gè)溫度元件一個(gè)為表面吸濕另一個(gè)為表面不吸濕，所以溫度數(shù)據(jù)可以用來判別出濕球效應(yīng)。
[0059]在本實(shí)用新型裝置實(shí)施例中，所述處理單元為能夠根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)確認(rèn)產(chǎn)生濕球效應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的計(jì)算機(jī)或單片機(jī)。能夠根據(jù)所述第一溫度元件和所述第二溫度元件采集的溫度數(shù)據(jù)確認(rèn)產(chǎn)生濕球效應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，將所述產(chǎn)生濕球效應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)的所述探空儀的高度記錄為云頂高度。因?yàn)椤皾袂蛐?yīng)”產(chǎn)生明顯差值，根據(jù)出現(xiàn)這種差值的起始時(shí)刻可以準(zhǔn)確判斷到達(dá)云頂?shù)臅r(shí)刻，從而根據(jù)到達(dá)云頂時(shí)刻的探空儀高度來獲得云頂高度。簡單易行，資料獲取方便。
[0060]在本實(shí)用新型的另一個(gè)裝置實(shí)施例中，所述處理單元包括:
[0061]具有差值計(jì)算能力的計(jì)算單元，用于:獲取同一時(shí)刻的所述第一溫度元件采集的第一溫度值與所述第二溫度元件采集的第二溫度值，計(jì)算所述第一溫度值與所述第二溫度值的差值，記錄出現(xiàn)差值時(shí)對(duì)應(yīng)的差值起始時(shí)刻和差值達(dá)到預(yù)定門限值時(shí)對(duì)應(yīng)的差值確認(rèn)時(shí)刻；
[0062]具有圖形識(shí)別能力的識(shí)別確認(rèn)單元，用于:根據(jù)所述第一溫度元件采集的溫度廓線、所述第二溫度元件采集的溫度廓線和所述差值確認(rèn)時(shí)刻確定濕球效應(yīng)區(qū)域，如果所述差值起始時(shí)刻為所述濕球效應(yīng)區(qū)域的起始點(diǎn)，則確認(rèn)所述差值起始時(shí)刻為所述產(chǎn)生濕球效應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)。
[0063]在本實(shí)用新型的另一個(gè)裝置實(shí)施例中，所述處理單元還包括:調(diào)整單元，用于:根據(jù)季節(jié)參數(shù)和地理位置參數(shù)調(diào)整所述預(yù)定門限值。
[0064]在本實(shí)用新型的另一個(gè)裝置實(shí)施例中，第一溫度元件的表面設(shè)置有防水涂層。所述預(yù)定門限值的范圍為0.5至4攝氏度。所述溫度元件為珠狀表面鍍鋁溫度傳感器，當(dāng)然也可以為任何能產(chǎn)生濕球效應(yīng)的溫度傳感器。
[0065]在本實(shí)用新型的裝置實(shí)施例中，可以采用氣象業(yè)務(wù)上用的常規(guī)探空儀，包括氣壓傳感器、濕度傳感器以及帶有防水涂層的溫度傳感器元件，以獲得大氣中的溫、壓、濕數(shù)據(jù)，溫度元件加防水涂層是為了避免濕球效應(yīng)，以測(cè)得準(zhǔn)確的大氣溫度。本實(shí)用新型的裝置實(shí)施例是在常規(guī)探空儀基礎(chǔ)上添加一個(gè)無防水涂層的溫度元件，在探空儀入云后，無防水涂層的溫度元件表面會(huì)吸濕，當(dāng)探空儀離開云層時(shí)，由于周圍空氣相對(duì)濕度突然降低引起水份蒸發(fā)，其溫度會(huì)突然比常規(guī)(有防水涂層)溫度元件偏低較多(偏低的幅度與云頂以上空氣的相對(duì)濕度高低相關(guān))，然后又逐步接近常規(guī)溫度元件。因此，當(dāng)“濕球效應(yīng)”出現(xiàn)時(shí)，探空儀經(jīng)過的一定是云層的頂部位置。本實(shí)用新型裝置實(shí)施例就是利用無防水涂層溫度元件的“濕球效應(yīng)”引起的溫度測(cè)量值的特殊變化規(guī)律提出云頂高度判別的新裝置。本實(shí)用新型實(shí)施例判別云頂?shù)呐袚?jù)是無防水涂層溫度元件與有防水涂層溫度元件溫度差的特殊變化過程，與探空儀探測(cè)到的云層的相對(duì)濕度究竟是多少無關(guān)，也就避免了常規(guī)判別方法的誤差。由于“濕球效應(yīng)”只在探空儀出云時(shí)才會(huì)出現(xiàn)，因此能夠準(zhǔn)確判斷云頂高度。
[0066]由上可知，本實(shí)用新型實(shí)施例具有以下優(yōu)勢(shì):
[0067]I)本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過表面不吸濕的溫度元件/傳感器與表面吸濕的溫度元件/傳感器進(jìn)行探空儀云間溫度測(cè)量，在到達(dá)云頂時(shí)，因?yàn)榭諝庵袧穸茸兓?，兩個(gè)溫度計(jì)的計(jì)量結(jié)果將因?yàn)椤皾袂蛐?yīng)”產(chǎn)生明顯差值，根據(jù)這種差值的幅度以及出現(xiàn)的起始時(shí)刻可以準(zhǔn)確掌握到達(dá)云頂?shù)臅r(shí)刻，從而根據(jù)到達(dá)云頂時(shí)刻的探空儀高度來獲得云頂高度。簡單易行，資料獲取方便
[0068]2)本實(shí)用新型實(shí)施例能夠通過探空資料相對(duì)濕度和溫度上升曲線特征以及云物理特性，獲取可靠的云頂高度數(shù)據(jù)，豐富探空資料的信息，特別是豐富關(guān)于云的相關(guān)信息，為氣象業(yè)務(wù)中云高的自動(dòng)觀測(cè)提供了一種新的思路和解決方案。
[0069]3)探空數(shù)據(jù)是最基本、最廣泛的氣象觀測(cè)資料之一，應(yīng)用本實(shí)用新型實(shí)施例能夠整體地豐富探空資料的信息，提高探空資料的價(jià)值，社會(huì)效益顯著。
[0070]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實(shí)用新型的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本實(shí)用新型公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實(shí)用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實(shí)用新型的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【權(quán)利要求】
1.一種基于濕球效應(yīng)的云頂高度探測(cè)裝置，其特征在于，包括: 探空儀，用于向上穿越云層； 第一溫度元件，為表面不吸濕的溫度元件，設(shè)置在所述探空儀上； 第二溫度元件，為表面吸濕的溫度元件，設(shè)置在所述探空儀上； 處理單元，接收所述第一溫度元件和所述第二溫度元件采集的溫度數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的云頂高度探測(cè)裝置，其特征在于，所述處理單元為能夠根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)確認(rèn)產(chǎn)生濕球效應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的計(jì)算機(jī)或單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的云頂高度探測(cè)裝置，其特征在于，所述處理單元包括: 具有差值計(jì)算能力的計(jì)算單元； 具有圖形識(shí)別能力的識(shí)別確認(rèn)單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的云頂高度探測(cè)裝置，其特征在于，所述處理單元還包括: 存儲(chǔ)有預(yù)定門限值的存儲(chǔ)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的云頂高度探測(cè)裝置，其特征在于，所述處理單元還包括: 調(diào)整單元，連接所述存儲(chǔ)單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的云頂高度探測(cè)裝置，其特征在于，所述預(yù)定門限值的范圍為0.5至4攝氏度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的云頂高度探測(cè)裝置，其特征在于，所述溫度元件為珠狀表面鍍鋁溫度傳感器。
【文檔編號(hào)】G01W1/00GK203811828SQ201420108916
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】姚雯, 馬穎, 楊俊 , 呂偉濤 申請(qǐng)人:中國氣象科學(xué)研究院