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气象火箭探测

[拼音]:qixiang huojian tance

[外文]:meteorological rocket sounding

用火箭携带气象仪器对中高层大气进行探测。探测项目包括大气的温度、密度、气压、风向和风速等气象要素,以及大气成分和太阳紫外辐射等。由于火箭飞行的高度,一般可达100公里以上,因此延伸了无线电探空仪的探测高度。气象火箭的探测资料可供研究中层大气以及宇航和 发射等方面使用。虽然利用气象火箭探测大气的工作从第二次世界大战末期才开始,但到1968年已发展成了全球性的火箭探测协作网,其中许多测站都定期发射火箭,交换探测资料,对比探测仪器。

结构

气象火箭一般可分箭锥(箭头)、设备舱和尾段3部分。箭锥内部安装探测仪器,设备舱内安装阻尼降落伞和电路抛射系统,尾段安装有火箭发动机和燃料舱,火箭后部还装有尾翼,用以稳定火箭的姿态。

探测技术

大致有以下几种:

(1)火箭到达顶端时,箭锥与箭体分离,这时抛射出仪器,利用丝绸或尼龙制成的降落伞使仪器阻尼下落,可探测20~70公里高度的各气象要素。用珠状或网状热敏电阻表测量气温,用电离压力计和热导压力计测量气压,用雷达跟踪表面金属化的阻尼伞、落降球测定风向和风速。也可用二次雷达跟踪应答器进行定位(见高空风观测),计算出相应高度的风向和风速。但此法测风的结果不精确,已为充气星伞法所代替。

(2)在火箭上升的过程中进行探测。由于火箭上升速度快,往往使所测的温度误差大。探测气压时,为了减小空气扰动的影响,感应元件(气压表栅孔)必须安装在火箭头部足够细长的探针上。用此法可以测得100公里高度以下的气压。

(3)火箭抛出直径1米左右的金属化涤纶充气球(球表镀金属或球内装金属角形反射器),称为罗宾气球,利用精密雷达跟踪,计算出30~100公里各高度上的风和空气密度,再推算出温度、气压等气象要素。常用的星伞探测系统,充气后呈方形,具有稳定下降的作用,在球皮上喷铝聚酯薄膜材料,作为反射器,利用它携带的仪器,由雷达等跟踪探测温度和风等要素。

(4)从火箭上抛出榴弹,带到各高度上爆炸,通过地面各点监测爆炸声和观测烟云的移动,推算出40~90公里各高度上的温度、气压、风等气象要素。

(5)火箭上升到顶端,放出金属化尼龙条带或其他轻质材料,用精密雷达跟踪,可测出20~80公里各高度上的风。

(6)火箭上升到100公里以上的高空时,施放出钾或钠的蒸汽云,在不同地点用精密自动照相机同步照相,可测定蒸汽云所在高度的风。此法常用来探测110~230公里高度范围的高空风,但必须在能见度较好的黎明或黄昏才能进行观测。

(7)用取样火箭测定大气成分和臭氧含量等。此外,还有用来研究电离层、太阳紫外辐射等的气象火箭。

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