新型GPS03大气臭氧探空系统-Read.PDF

·214 ·新世纪气象科技创新与大气科学发展— 地球气候和环境系统的探测与研究 新型GPS03大气臭氧探空系统’ 宣越健 ‘王庚辰， 马舒庆2 潘 毅3 宗曼啤 ‘ 姚 萍 ‘樊振德 ‘高俊英2 孔琴心I 万小伟1 陈洪滨1 (1中国科学院大气物理研究所，中层大气与遥感技术研究部，北京100029 2中国气象局大气探侧综合试验基地，北京100076 3江西省气象科学研究所，南昌330046 4中国气象局监侧网络司，北京100081) 摘 典:为了促进我国大气奥载探空业务化进程，我们研制成功国产新型GPos3大气奥氧探空系统，进行了为 期一年多的探空试脸，共施放了100多次。多项试脸结果的分析表明:(1)新型GPS03大气奥载探空系统运行稚 定;(2)各项技术指标达到了大气奥氧探空业务的要求a(3)探侧精度与国际通用奥载探空仪相当 关妞词:奥权探空 技术性能 现场试验 1 引 言 大气O。垂直分布的监测是地球环境监测和气候变化研究中的一项非常重要的工作。探测O:垂 直分布的平台和技术主要有:铁塔或软塔(300-400m),系留气艇(1000~1500m)、飞机(一般在 15000m以下)、气球探空(一般达30000m高度)、火箭探空(可达80km),激光雷达(可达50km)及卫星 SBUV,SAGE和HALOE等。测量传感器原理主要有:紫外吸收分析法、紫外荧光法、电化学法及反 射太阳萦外辐射遥感法。目前公认O，探空是目前给出从地面至35km高度范围大气0,分布的唯一 直接测量方法，在欧美等国已列人气象环境探测业务工作之中，其中加拿大、美国和日本等已经开展 了近2。年。 为了促进我国大气臭氧探空业务化进程，在中国气象局监测网络司和中国科学院大气物理研究 所联合支持下，在大气物理研究所原有大气臭氧高空探侧方面的技术和经验基础上，组成联合试验技 术组，于2000年底研制成功国产新型GPS03大气臭氧探空系统;2001年3月至2002年2月期间，在 中国气象局大气探测综合试验基地(北京)进行了为期一年的大气臭氧探空仪施放试验。2002年9月 至今一直在大气探测试验基地进行准业务性考核试验。 本文介绍国产GPS03大气臭氧探空系统的主要组成、试验运行以及一些探测比较结果。 2 GPS03大气奥氛探空系统组成 国产GPS03大气奥氧探空系统主要由以下部分组成:GPS03大气臭氧探空仪，现场测试标定子 系统，地面接收和处理子系统。 2.1 GPS03大气奥舰探空仪 GPS03臭氧探空仪主要包括臭氧测量、常规探空测量,GPS信号接收、数据采集处理和信号发射 (其工作框图略)。 2.1.1臭氧测ti单元 奥氧测量单元是GPS03大气臭氧探空仪的核心单元，大气臭氧浓度信号采用电化学方式获得 根据测t的原理，本单元主要由小型气泵、臭氧反应池以及相应的马达、电源和测量电路组成。 小型气泵属柱塞型泵，在稳速马达的驱动下输出稳定流t的空气样品。电源为注水电池，在放飞 本工作得到中国气象局监侧网络司和中国科学院大气物理研究所联合奥暇探空试脸项 目资助，还得到国家 自然科学基金项目 和中国科学院宜大方向项目(KZCX3-SW-217)的部分支持. 卿\ 二、地基大气探测技术 215 的时间段内为马达提供足够的电流的同时，其放热保证整个臭氧传感器的温度维持在。℃以上。 电化学式O:反应池，主要由池体、阴极、阳极组成。在工作状态下，空气样品由小型气泵不断泵 人反应池内，使其中的O,分子得以与反应池内碘化钾溶液充分地进行化学反应，其阴极、阳极之间产 生的电流信号的强弱就给出了空气样品中的0，分子的多少。高稳定的高参考信号和低参考信号实 时反映了测量电路的状态，以保证微弱的臭氧信号测量的可靠性。大气0。分子与反应池中的溶液进 行的化学反