[發明專利]一種風速脈動湍流探空系統

在審

• 申請號: 202011331552.2
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112285805A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 蔡兆男;任曉宇;劉毅;王勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院大氣物理研究所
• 主分類號: G01W1/08
• 分類號: G01W1/08
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發明公開了一種風速脈動湍流探空系統，包括氣球、切斷器、降落傘、回收追蹤系統、風速脈動系統以及氣象探空系統，所述氣球、降落傘、回收追蹤系統、風速脈動系統以及氣象探空系統從上到下依次通過線纜連接，所述切斷器設置在氣球與降落傘的連接線上；風速脈動系統實時測量地面到高空預設高度垂直方向上的風向風速，記錄設備的姿態和GPS信息，氣象探空系統實時采集垂直方向的溫度濕度大氣壓力數據，回收追蹤系統判斷設備所處的地理位置，當返回的高度數據到達預設高度，控制切斷器剪斷氣球和降落傘之間的連接線，降落傘帶著設備降落到地面，從而回收整個系統；本發明的優點在于：探測數據較為準確且全面。

技術領域

本發明涉及平流層大氣特征探測領域，更具體涉及一種風速脈動湍流探空系統。

背景技術

平流層大氣不僅影響著大氣環流和大氣化學等天氣過程，也是影響航空航天以及通訊遙感的重要因子。因此探測平流層大氣特征具有重要的科學意義。對平流層大氣的研究相對較少，認為平流層大氣為層流，然而湍流也是平流層大氣的重要特征。重力波垂直向上傳播能量和動量過程中，在風切變、K-H不穩定等條件下，重力波破碎產生湍流，導致能量傳輸過程發生改變。為了探測平流層湍流的特征，觀測對流層和平流層的湍流層垂直分布特征，進一步分析湍流耗散產生的能量及其對大氣混合的影響，加深對平流層大氣的認識和研究。

中國專利授權公告號CN207249145U，公開了一種下投式探空儀高空氣球搭載平臺系統，涉及到高空科學氣球、大氣探測技術、GPS應用技術、衛星通信技術和無線電技術領域。所述的下投式探空儀高空氣球搭載平臺系統，包括高空氣球，高空氣球的球體上部連接充氣管，下部連接排氣管，高空氣球中充有氦氣或者氫氣，高空氣球下方系由主纜繩，主纜繩上設置一主纜切割器，主纜切割器下方的主纜繩上懸掛有降落傘，降落傘上下方懸掛有氣象傳感器，儀器艙，所述的儀器艙，由艙體、下投式GPS探空儀、衛星通訊模塊及天線、拋砂艙、下投艙、探空儀無線傳輸通訊模塊組成。該實用新型可以探測海域、山區、沙漠等較為危險的無人區域上空的大氣狀況，同時可以提高氣象探測位置的準確性。但是其將氣象傳感器懸掛在降落傘的上下方直接進行氣象探測在切線器切斷線纜時，降落傘迅速啟動，極容易導致氣象傳感器損壞或者掉落，導致數據測量失敗或者數據干擾較大，另外，其主要涉及氣象探測，沒有對于風速脈動的探測，探測數據不全面，因此綜上所述，現有技術探空系統存在探測數據不夠準確不夠全面的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于現有技術探空系統存在探測數據不夠準確不夠全面的問題。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：一種風速脈動湍流探空系統，包括氣球、切斷器、降落傘、回收追蹤系統、風速脈動系統以及氣象探空系統，所述氣球、降落傘、回收追蹤系統、風速脈動系統以及氣象探空系統從上到下依次通過線纜連接，所述切斷器設置在氣球與降落傘的連接線上；風速脈動系統實時測量地面到高空預設高度垂直方向上的風向風速，記錄設備的姿態和GPS信息，氣象探空系統實時采集垂直方向的溫度濕度大氣壓力數據，回收追蹤系統判斷設備所處的地理位置，當返回的高度數據到達預設高度，控制切斷器剪斷氣球和降落傘之間的連接線，降落傘帶著設備降落到地面，從而回收整個系統。

本發明將風速脈動系統以及氣象探空系統均設置在遠離降落傘的位置，避免降落傘在啟動瞬間動作幅度大導致氣象探測數據不準確或者探測失敗，另外，本發明設置風速脈動系統實時測量地面到高空預設高度垂直方向上的風向風速，探測數據除了氣象數據還包括風速脈動數據，探測數據較為全面。