“放气球”是公众对气象工作者的“画像”之一。全国个探空站，08点、20点放球，雷打不动；通常，一次放球，可以获取一组探空资料。
新型北斗智能探空系统试验团队利用近5年时间开展试验，实现了一次放球获取3次资料。这是怎么做到的？
往返平漂示意图
01
气球上升——第1组数据
准备两个氢气球，外球正常充气，内球适量（少于外球）充气，外球套内球同时升空。
气球下方系着一个由定位、探测、通信3大部分组成的探空仪。
气球缓缓升空，第一次观测资料从空中传来，包括高度、经纬度以及温度、湿度和气压等关键气象环境数据。
在安庆站放球开展试验
知识点：
气球：为经过天然乳胶改性的零压气球，耐寒、耐高温、耐高湿性，且防老化性能高；升空高度可达20千米至40千米，可调节上升速度、可降解；成本大大低于国外超压和零压气球。
探空仪：“春分Ⅰ号”气象探空专用芯片，自主研发、具有完全自主知识产权，且集成信号采集、数据处理、质量控制、编码传输等运算和控制功能；可兼容北斗卫星导航系统、GPS、GLONASS、GALILEO等全球主要导航系统；重量由原来的多克降到克左右。
探测模式：固定时间放球；可根据天气过程监测需求放球；上升高度、漂移时间、下降时间和下降区域，均可“定制化”。
02
气球平漂——第2组数据
两个气球达到既定高度（20-30千米）后，外球因压力过大爆炸。内球进入平流层，开始“随风逐流”，开启了长达4-6小时的“流浪”之旅，获取第二次观测资料。
知识点：
平流层：上下方向气流运动很少，主要受到水平方向风的影响，气球可随着气流漂移。
平流层气象数据：对于我国气候预测研究、国际航空气象数据采集以及航空安全有重要意义，这也是目前全球没有固定观测的数据。
探测模式：随气流随意漂流，随手“记录”平流层气象要素。
03
气球下降——第3组数据
内球在平流层“玩”够了，球和探空仪分离，探空仪在伞作用下缓慢下降，获取第三次观测资料。
知识点：
分离：接到地面技术人员下达“降落”指令后，球和探空仪分离进行下降探测；且下降地点、高度远程可控，可用于天气过程的“定制化”探测。
时间间隔：该组数据与第一组间隔4-6小时，对于一次天气过程“跟踪”探测而言至关重要。
探测模式：探空仪脱离气球后，借助打开的降落伞缓慢下降。
来，看看动画效果：
往返平漂示意动画
数据接收示意动画
快
问
速
答
Q1：第二组和第三组数据咋接收？
（内球在平流层“流浪”4-5小时，下降点与施放点水平距离可达到千米-千米，甚至更远。这些数据会不会丢失？）
答：在地面按照间距千米左右、以网格状方式均匀布设接收站。
一个探空仪的数据可由多个地面接收站接收，一个地面接收站也可以同时接收多个探空仪发送的数据；各个地面接收站通过地面网络将接收到的数据及时传送到云端。
Q2：多出来的数据好用么？
答：香！
试验研究表明，往返平漂探空的风场观测和夜间温度观测满足变分同化系统的高斯、无偏假定，可直接同化（数值模式）；日间温度观测在资料同化前需要开展偏差订正，从而更有效地发挥资料价值。
在GRAPES区域高分辨率模式中同化长江中下游往返平漂探空试验的数据，能够明显提高除08时和20时以外其他时刻起报的降水预报技巧。
划重点：
这项成果来自基于北斗导航定位的往返平漂探空系统（“新型北斗智能探空系统”）试验。
从年开始，中国气象局牵头组织开展了新型北斗智能探空系统的原型研制。
选择在长江中下游天气复杂多变、强对流等灾害性天气多发的湖北、湖南、江西和安徽四省，开展了0多次组网试验。
搭载了“春分Ⅰ号”气象探空专用芯片的气球
项目技术人员一举攻克了平漂零压气球、多通道双向通信接收设备、高精度气象专用北斗导航SoC芯片等探空装备的重点难点技术，以及平流层测温和下降段测风、平漂轨迹预测和观测资料质量控制等业务应用的关键技术，实现了低成本加密探空目标，为探空技术转型升级提供了“中国方案”。
Q3：探空有啥用？
国际探空通用模式：早晚8点两次放球，获取两组风温湿压等大气垂直廓线基准探测资料。
我国个探空站沿用国际通用模式，每天08、20时施放气球开展探空。为数值预报模式、天气预报、全球资料交换提供了重要数据，且为地基、空基等遥感探测手段提供校准验证基础。
探空来源：年，德国气象学家阿斯曼首创橡胶气球+经纬仪追踪探测大气，刻画大气垂直曲线。
Q4：为啥要开展探空试验加密数据？
我国个探空站每天两次观测数据难以满足实际预报业务需求，难以完整刻画大气三维结构日变化。
如果增加一次探空放球，气球、探空仪、人力资源等成本较大，成为台站较大的负担。
探索低成本加密探空方式，不仅是解决气象预报等实际业务需求的途径，也是贯彻落实习近平总书记“科学研究既要追求知识和真理，也要服务于经济社会发展和广大人民群众；广大科技工作者要把论文写在祖国的大地上，把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中”重要指示精神的有力实践。
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专家：国家重点研发计划“往返式智能探空系统研制及其试验”项目负责人、中国气象局综合观测司曹晓钟；中国气象局气象探测中心正研级高工郭启云、杨荣康；中国气象局地球系统数值预报中心正研级高工王金成
作者：中国气象报全媒体记者简菊芳
视频和图片：试验项目组
原标题：《一次放球3组数据，这个试验为国际探空打了个样！》
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