专利名称：无线电探空仪的湿度测量结果的校正的制作方法
技术领域：
本发明涉及校正无线电探空仪的湿度测量结果。
无线电探空仪是在气候条件的测量中使用的测量设备。无线电探空仪可以是通过专门的气球从地面上升到空气层，由此要测量的大气以及测量装置的环境条件动态地改变。气象测量是用无线电探空仪中的测量装置执行的，在这种情形下，要被测量的变量通常是温度、湿度、压力、和风(和/或位置)。确定无线电探空仪的位置可以例如是基于GPS(全球定位系统)或Loran网络方法，而且，风的速度和方向可以根据位置信息的改变而得到。测量装置的测量数据通过无线电探空仪上的无线电发射机经由地面上无线电接收机被传送到地面设备以便进一步处理。测量结果的分析例如通过在地面上或在无线电探空仪中的适当的计算机软件/算法被执行。
无线电探空仪测量的环境条件是严格的测量由大量的测量变量，下雨，湿度，结冰，冷凝和过饱和等而被复杂化。测量误差也是由无线电探空仪测量传感器的缓慢性(时间延迟)和在大气层中发生的辐射热量交换，诸如太阳辐射和在夜间的红外辐射(IR)造成的。
为了提高用无线电探空仪执行的温度测量的精度，开发了用来消除由延时和辐射热量交换等造成的温度测量结果的误差的方法。
湿度测量更加有这样要求，因为湿度测量除了取决于上述的误差因素以外还取决于温度。湿度测量被校准到所使用的湿度和温度范围，由此测量包括温度依赖性的校正(传感器和测量的空气处在相同的温度)。然而，湿度测量的已知的校正不包括无线电探空仪的湿度测量结果相对于特别是由辐射热量交换直接或间接造成的误差的校正。
在气候条件的改变的预报与研究和传统的天气预报方面最近的发展对于湿度测量结果设置甚至更严格的精度要求，特别是在上层对流层和平流层中，其中与低的水汽浓度(平流层)或高的水汽含量(上层对流层)相组合的低温度使得测量环境极富挑战。湿度也相对于时间和位置快速地变化。湿度测量的精度在天气预报中是重要的质量因素。另外，在了解温室效应和预报大气层的改变方面，湿度测量是重要的因素。
典型地，由不同的无线电探空仪产生的湿度测量结果例如对于与气候条件有关的精确的研究和预报方面是不够精确的。由此，必须提高湿度测量结果的精度。
本发明的目的是提供用于校正无线电探空仪的湿度测量结果，特别是用于校正由辐射热量交换直接或间接造成的湿度测量误差的方法。典型地，辐射热量交换由短波太阳辐射或由物体的长波热辐射(IR)直接或间接造成湿度测量误差。
本发明的基本概念是结合湿度测量确定所谓的环境条件参数的至少一个当前的数值和借助于所述当前的环境条件参数值校正湿度测量结果。而且，本发明的某些实施例的基本概念是计算地和/或借助于被保存在适当的数据结构的校正值校正用湿度传感器测量的湿度读数。
按照本发明的一个方面，实现用于相对于由辐射热量交换造成的误差校正无线电探空仪的湿度测量结果的方法，所述无线电探空仪至少包括一个湿度传感器，所述方法包括预先形成数据结构，它包括在不同的环境条件下湿度测量结果的校正值，环境条件在所述数据结构中被确定为至少一个环境条件参数的函数，或预先确定数学函数，借助于该函数能够计算用于对应于至少一个当前的环境条件参数值的湿度测量结果的校正值，所述环境条件参数是在湿度传感器的环境中具有影响的变量以及所述校正值被确定为使得它们校正由辐射热量交换造成的误差，用所述湿度传感器测量环境湿度Um，确定至少一个环境条件参数值的当前的值，以及借助于所述测量的环境湿度Um和对应于在所述数据结构中所述至少一个当前的环境条件参数值的校正值或用所述数学函数计算的校正值直接或间接计算误差校正的湿度U。
测量的湿度读数Um可以相对于一个或多个不同的因素被校正和被校准。
在这方面，在湿度传感器的环境中具有影响的变量意味着在湿度传感器“外部的”条件。上述的环境条件参数例如可涉及影响湿度测量结果的某些变量，例如压力、环境温度、湿度、无线电探空仪的位置高度、无线电探空仪的探测时间、太阳辐射的强度、太阳仰角、无线电探空仪在地球上的位置、或无线电探空仪的上升速度。
湿度测量结果的校正值例如可能是基于或取决于影响湿度的某些变量，例如压力、环境温度、湿度、无线电探空仪的位置高度、无线电探空仪的探测时间、太阳辐射的强度、太阳仰角、无线电探空仪在地球上的位置、或无线电探空仪的上升速度。校正值例如可以作为空气压力和太阳仰角h的函数或作为取决于温度(％th)的饱和湿度和空气压力P的函数被确定。
按照本发明的实施例，所述校正值是饱和湿度水平Δrh的校正值，以及误差校正的湿度借助于对应于至少一个当前的环境条件参数值的ΔUrh和测量的环境湿度Um被计算。按照替换实施例，所述校正值可以直接是湿度水平校正值ΔU，在这种情形下，误差校正的湿度U借助于对应于至少一个当前的环境条件参数值的ΔU和测量的环境湿度Um被计算。
按照本发明的另一个实施例，所述校正值是环境温度与湿度传感器温度之间的差值，所述无线电探空仪还包括温度传感器，所述方法包括以下步骤用所述温度传感器测量环境温度TT，借助于对应于至少一个当前的环境条件参数值的ΔTU和所述环境温度TT计算湿度传感器温度TU，以及借助于计算的湿度传感器温度TU，环境温度TT和测量的环境湿度Um计算误差校正的湿度U。
有利地，误差校正是对于环境温度TT执行的，以及误差校正的环境温度TT被使用来计算湿度传感器温度TU和误差校正的湿度U。
上述的数据结构例如可以通过执行适当的比较测量而被形成。比较测量例如可以通过露点或雷达测量被执行。数据结构的校正值是环境温度与湿度传感器温度ΔTU之间的差值，比较测量值可以仅仅是与不同的环境条件中的环境和湿度传感器的温度有关的测量值。
在所述数据结构的环境温度与湿度传感器温度之间的差值ΔTU被确定为例如空气压力P和太阳仰角h的函数，但也可以使用任何其它适当的确定方法。数据结构例如可以是表格，列表，向量或其它适当的数据结构。
按照本发明的第二个方面，实现用于相对于由辐射热量交换造成的误差校正无线电探空仪的湿度测量结果的数据处理设备，所述无线电探空仪至少包括湿度传感器，所述数据处理设备包括预先形成的数据结构，它包括在不同的环境条件下湿度测量结果的校正值，环境条件在所述数据结构中作为至少一个环境条件参数的函数被确定，或存储器包括预先确定的数学函数，借助于该函数可以计算对应于至少一个当前的环境条件参数值的湿度测量结果的校正值，所述环境条件参数是具有在湿度传感器的环境中的影响的变量以及所述校正值被确定为使得它们校正由辐射热量交换造成的误差，接收装置，用于接收用所述湿度传感器测量的湿度Um，和接收至少一个当前环境条件参数值，以及计算装置，用于借助于所述测量的环境湿度Um和对应于在所述数据结构中所述至少一个当前的环境条件参数值的校正值或用所述数学函数计算的校正值直接或间接计算误差校正的湿度U。
按照本发明的数据处理设备例如可以是任何适当的设备，诸如通用计算机、处理器或服务器。所讨论的数据处理设备可以全部或部分位于无线电探空仪。
按照本发明的第三个方面，实现计算机程序，当所述计算机程序运行时，该程序提供用于相对于由辐射热量交换造成的误差校正无线电探空仪的湿度测量结果的例程，所述无线电探空仪至少包括湿度传感器，以及所述计算机程序与以下部分通信预先形成的数据结构，它包括在不同的环境条件下湿度测量结果的校正值，环境条件在所述数据结构中作为至少一个环境条件参数的函数被确定，或存储器包括预先确定的数学函数，借助于该函数可以计算对应于至少一个当前的环境条件参数值的校正值，所述环境条件参数是在湿度传感器的环境中具有影响的变量以及所述校正值被确定为使得它们校正由辐射热量交换造成的误差，所述计算机程序包括用于接收用所述湿度传感器测量的湿度Um和接收至少一个当前环境条件参数值的程序代码，以及用于借助于所述测量的环境湿度Um和对应于在所述数据结构中所述至少一个当前的环境条件参数值的校正值或用所述数学函数计算的校正值直接或间接计算误差校正的湿度U的程序代码。
按照本发明的计算机程序例如可以被实现为被保存在适当的贮存媒体上的计算机程序产品，或作为被合并到适当的数据处理设备或无线电探空仪的软件。
附属权利要求涉及到本发明的有利的实施例。涉及本发明的一个方面的附属权利要求的内容也可以应用到本发明的其它方面。
现在参照附图作为例子详细地描述本发明，其中
图1是显示按照本发明的实施例的方法的流程图；图2显示按照本发明的实施例的、湿度传感器与环境的温度之间的差值的表；以及图3是按照本发明的实施例的数据处理设备的简化框图。
一般地，在按照本发明的实施例的方法中，利用被包括在用于获取环境湿度的测量值Um的无线电探空仪中的湿度传感器执行所谓的正常湿度测量。在同一个方面，确定至少一个当前的环境条件参数值。然后，通过这个测量的环境湿度值Um和这个当前的环境条件参数值，直接或间接计算误差校正的湿度U。
环境条件参数例如可基于影响湿度测量结果的某些变量，诸如压力、环境温度、湿度、无线电探空仪的位置高度、无线电探空仪的探测时间、太阳辐射的强度、太阳仰角、无线电探空仪在地球上的位置、或无线电探空仪的上升速度。
确定环境条件参数值例如可以用被包括在无线电探空仪中的第二测量传感器来直接或间接执行，或环境条件参数值可以从独立于无线电探空仪的源得到。例如，可被用作为环境条件参数的太阳仰角取决于日期和时间，因此是独立于无线电探空仪和在其中进行的测量的变量。
当前的一个或多个环境条件参数值因此可以直接被使用来计算误差校正的湿度。例如，依赖于环境条件参数值和测量的湿度读数的适当的函数或公式可被使用于这个目的。替换地，当前的环境条件参数值可被间接地利用。间接借助于环境条件参数的计算在这里是指，可以通过环境条件参数值计算中间值或可以识别某些附加参数或因素的数值或适当的算术函数。
在按照本发明的实施例的解决方案中，预先形成数据结构，该数据结构包括在不同的环境条件中湿度测量结果的校正值，环境条件在所述数据结构中作为所述至少一个环境条件参数的函数被确定，以及误差校正的湿度U是直接或间接借助于所述测量的环境湿度Um和对应于在所述数据结构中所述至少一个当前的环境条件参数值的校正值被计算的。所述校正值例如可以是校正因子，由此实际值是用乘法计算的，或校正值是校正的数值与实际值之间的差值(校正)，由此实际值是用加法计算的。这个实施例的特点在本技术说明书中在后面详细地讨论。
在本发明的另一个实施例中，不用上述的数据结构，而使用适当的数学函数。然后，对应于所述至少一个当前的环境条件参数值的湿度测量结果的校正值用某个数学函数进行计算，以及误差校正的湿度U是直接或间接借助于所述测量的环境湿度Um和所述计算的校正值被计算的。
本发明的实施例主要基于借助于在湿度传感器与环境之间的温度差值分析和校正由辐射热量交换造成的误差。实际的湿度U是湿度传感器温度TU与由传感器测量的湿度Um的函数U＝f(TU，Um)在已知的现有技术解决方案中，典型地假设环境温度与湿度传感器温度是互相对应的。现在应当指出，这实际上造成湿度测量结果的误差，因为在湿度传感器温度与环境温度之间可以有由于作为测量环境的影响出现的辐射热量交换的影响造成的很大的差值。在本发明中，在分析和校正湿度测量结果时已经考虑在湿度传感器温度与环境温度之间的差值。
图1是显示按照本发明的实施例的、用于校正无线电探空仪的湿度测量结果的方法的流程图。
在步骤10，预先形成在不同的环境下在环境温度与湿度传感器温度之间的差值ΔTU(相对于环境温度的TU的校正值)。这种表的内容在下面参照图2更详细地讨论。
在步骤11，用无线电探空仪的温度传感器测量环境温度TT。测量的环境温度TT在本上下文中根据不同的误差因素，诸如辐射热量交换和/或延时，被有利地校正。温度测量值的辐射热量交换校正例如是在James K.Luers，“Temperature Error of Vaisala RS90 Radiosonde”，Journal of Atmospheric and Oceanic Technology，Vol.14，No.6，December 1997，pp.1520-1532中描述的。实际上，测量的环境温度TT被校正为尽可能精确地等于实际的环境温度。也可以使用没有误差校正的测量结果，但在这种情形下，温度测量的误差在湿度测量的误差校正中被重复。接着，在步骤12用湿度传感器测量环境湿度Um。测量的湿度Um因此是用湿度传感器得到的所谓的正常的测量结果。
在步骤13，湿度传感器的温度TU借助于在步骤10形成的表和环境温度TT被预先计算(这里可以使用TT的误差校正的数值，用于得到更精确的最终结果)。从该表格查找ΔTU值，它对应于当执行湿度测量(测量Um)时存在的环境条件，以及使用这个数值来计算TU。
湿度传感器温度TU例如可以按以下方式进行计算TU＝TT+kU·ΔTU其中TT＝有利地被误差校正的环境温度，kU＝相对于标称值的通风因子，以及ΔTU＝在当前的(标称的kU)环境条件下在环境温度与湿度传感器温度(相对于环境温度的校正)之间的差值。
如果需要，除了kU以外，所讨论的ΔTU的数值也可以相对于其它影响热动力学因子被校正。
通风因子kU表示当通风改变时在空气与太阳之间的热量输送因子的改变。ΔTU的表格上的(标称)数值对应于某个(标称)通风值，因此通风因子被表示为在实际的和标称的情形之间的通风因子的改变。通风因子的确定可以使用不同的近似和利用实验测量通过所讨论的热输送情形的热动力学分析例如按以下的方式被执行kU=a·(vv0)b]]>其中v＝无线电探空仪的实际的上升速度，v0＝无线电探空仪的标称实际的上升速度，该速度典型地是5-6m/sa＝常数(例如，约为1)，以及b＝常数(例如，约为0.5，取决于所使用的传感器的特性)。
无线电探空仪的实际上升速度例如可以在某个时间段被确定，以使得在某个时间点根据空气压力P、温度T和湿度U计算无线电探空仪的高度，由此上升速度等于在不同的时间点之间的高度的改变除以在所讨论的时间点之间的时间差。对于该表格，标称的无线电探空仪上升速度(该速度当探空仪由空气流载送时对应于通风速度)从测量的观点看来是根据有利的平均上升速度的概念被决定的。
通风因子kU也可以按以下方式(根据热传送情形的某个其它适当的近似)被确定
kU=f(P,dtdP)]]>其中P＝空气压力，以及t＝时间。
另外，其它适当的方式可被使用于确定通风因子kU。例如，在通风因子中可以考虑板状(湿度传感器)和圆柱状(温度传感器)物体的热动力学和热交换是不同的，由此湿度测量的通风因子kU典型地是与温度测量的通风因子kT是不同的。
在这之后，在按照图1的流程图中，在步骤14借助于在步骤13确定的湿度传感器温度TU、环境温度TT和测量的湿度Um计算误差校正的湿度U。(另外，在这里可以有利地使用TT的误差校正的数值。)误差校正的湿度例如可以按以下的方式被计算温度T下的相对湿度U被确定为U=eew·100]]>其中ew(T)＝在温度T下饱和水汽的局部压力(饱和水汽压力)，以及e＝在温度T下实际的水汽压力。
按照定义，测量的湿度是Um=eew(TU)·100]]>由此，可以计算实际的水汽压力e，以及通过把以上计算的e代入按照基本定义的公式，可以得到误差校正的实际的湿度UU=eew(TT)·100=ew(TU)ew(TT)·Um]]>其中TT＝有利地误差校正的、用温度传感器测量的环境温度，TU＝湿度传感器温度，Um＝测量的湿度，ew(TU)＝在温度TU下饱和水汽的局部压力，ew(TT)＝在温度TT下饱和水汽的局部压力，以及e(TT)＝在温度TT下实际的水汽压力。
饱和水汽的局部压力ew例如可以借助于气象学领域中熟知的Wexler-Hyland近似被确定。然而，本领域技术人员很清楚，在本发明的范围内也可以使用其它的近似。
图2描述在湿度传感器与环境的温度之间的差值ΔTU(相对于环境温度的TU的校正值)的、按照本发明的实施例的表20。在白天，湿度传感器的温度高于空气温度，而在夜间，情形是相反的。
所述表例如可以通过在不同的环境条件下执行环境温度与湿度传感器温度的测量值的比较而形成，通过这样做，自然能够形成在这些温度下的差值的表。
替换地，在形成这个表时例如可以利用适当的露点传感器测量或大气雷达测量或其它适当的方法，通过这些方法可以找出需要的变量，对于表所需要的温度差值也可以通过在不同的环境条件下用无线电探空仪的湿度传感器和适合于比较和提供其中观察所使用的传感器的已知的误差因子的湿度测量方法来测量和比较湿度而间接地被确定。也可以使用在夜间和白天执行的测量的湿度测量差值。然后，可以根据无线电探空仪的湿度测量结果与实际的湿度的差值而得出表的数值。这个程序过程是切合实际的，因为给出实际湿度的测量的执行典型地是困难和/或昂贵的，因此这是在连续测量中使用的不经济的方法。
用大气雷达(例如，DIAL和RAMAN Lidar)或用露点或雾点传感器执行的上述的测量通常是在气象学测量领域中已知的，这样，不在这里详细讨论它们。
在表20上，环境条件作为空气压力P和太阳仰角h的函数而变化。水平轴代表空气压力P，垂直轴代表太阳仰角h。太阳仰角在气象学中是通常已知的变量，它作为位置、日期和时间的函数而变化，以及空气压力典型地是在无线电探空仪中被测量的变量，这样，对应于某个湿度测量的ΔTU的数值可直接在表上得到的。
表的单元给出对于温度差值ΔTU的假设的数值。例如，太阳仰角是-7(太阳比地平线低7°，也就是在夜间)和空气压力是1000hPa，温度差值ΔTU的典型地是0℃(或稍低于0℃，夜里的IR辐射很大地依赖于压力水平)。因此，传感器实际上可以比起测量的空气温度更冷。分别地，对应于太阳仰角90和空气压力3hPa的温度差值ΔTU的例如可以是10℃。因此，温度差值ΔTU明显地改变。温度差值，也就是，ΔTU的校正值现在相对于空气温度更温暖，因为太阳辐射使得无线电探空仪温暖。必须指出，在实际的应用中，表的数值自然与给出的数值不同的，因为在实际的应用中表的数值是基于在所讨论的环境条件下执行的测量。
图2的表20给出的数值也可以保存在某个其它的适当的数据结构，例如(链接的)列表或向量。
按照本发明的实施例，校正表的所述校正值是饱和湿度水平的校正值Δrh，以及误差校正的湿度U是借助于对应于至少一个当前的环境条件参数值和测量的环境湿度Um的ΔUrh被计算的。
饱和湿度水平的校正值ΔUrh可以在校正表中被确定，例如作为饱和湿度Urh的函数，取决于例如对于太阳仰角h＝90给出的温度和空气压力P。然后，饱和湿度水平的最后的校正ΔUrh’可以按以下方式进行计算ΔUrh′＝n·kU·ΔUrh其中kU＝相对于标称值的通风因子，n＝作为太阳仰角h和空气压力P的函数而变化的标准化的变量，以及ΔUrh＝从表上得到的、在当前的(标称的kU)环境条件下饱和湿度水平的校正值。
如果需要，除了kU以外，所讨论的ΔUrh的数值也可以相对于其它影响热动力学因素被校正。
现在，误差校正的湿度U可以通过观察测量的湿度水平，例如从以下公式进行计算U=Um+UmUrh-ΔUrh′ΔUrh′]]>其中Um＝测量的湿度，Urh＝饱和湿度水平，以及
ΔUrh’＝饱和湿度水平的最后的校正％rh。
饱和湿度水平的校正值ΔUrh可以在校正表中被确定，也作为太阳仰角h和空气压力P的函数。然后，饱和湿度水平的最后的校正ΔUrh’可以按以下方式进行计算ΔUrh′＝kU·ΔUrh其中kU＝相对于标称值的通风因子，以及ΔUrh＝从表上得到的、在当前的(标称的kU)环境条件下饱和湿度水平的校正值。
如果需要，除了kU以外，所讨论的ΔUrh的数值也可以相对于其它影响热动力学因素被校正。
现在，误差校正的湿度例如可以从以下公式进行计算U=Um+UmUrh-ΔUrh′ΔUrh′]]>其中Um＝测量的湿度，Urh＝饱和湿度水平，以及ΔUrh’＝饱和湿度水平的最后的校正％rh。
按照本发明的实施例，校正表的所述校正值直接是饱和湿度水平的校正值ΔU(例如，作为测量的环境湿度Um的百分数)，在这种情形下，误差校正的湿度U借助于对应于至少一个当前的环境条件参数值和测量的环境湿度Um的ΔU进行计算。
湿度水平的校正值ΔU可以在校正表中被确定为例如空气压力P和太阳仰角h的函数。然后，最后的湿度校正ΔU′例如可以按以下的方式进行计算ΔU′＝kU·ΔU其中kU＝相对于标称值的通风因子，以及ΔU＝从表上得到的、在当前的(标称的kU)环境条件下以百分数计的湿度水平的校正值。
如果需要，除了kU以外，所讨论的ΔU的数值也可以相对于其它影响热动力学因素被校正。
现在，误差校正的湿度例如可以从以下公式进行计算
U=Um+ΔU′·Um100]]>其中Um＝测量的湿度，以及ΔU’＝以百分数计的、最后的湿度校正。
图3是按照本发明的实施例的数据处理设备30的简化的框图，该数据处理设备例如可以是通用计算机和服务器，或被包括在无线电探空仪中。
数据处理设备30包括处理单元31和被连接到它的I/O接口32，数据处理设备30经由该接口通过固定的线路或无线数据传输连接与其它设备通信，经由其数据可被输入到数据处理设备并且经由其数据处理设备输出数据。I/O接口典型地包括用户接口(UI，图上未示出)，例如包括显示器和键盘以及可能地某个其它的控制设备(图上未示出)，通过该控制设备可以使用所讨论的数据处理设备。
本发明也可以在不具有实际的用户接口的设备，诸如无线电探空仪中被利用。
处理单元31包括处理器(图上未示出)，存储器33和被存储在存储器的、在所述处理器中运行的计算机程序34。按照计算机程序34，处理器控制数据处理设备来产生用于校正无线电探空仪的湿度测量结果的子程序，特别是相对于由辐射热量交换造成的误差。
数据处理设备被控制来接收用湿度传感器测量的湿度Um和至少一个当前的环境条件参数值。数据处理设备可包括无线电接收机，用于直接从无线电探空仪接收无线电探空仪的测量结果或测量结果可以经由I/O接口32通过另一个适当的方式被输入到数据处理设备。而且，数据处理设备被控制来通过测量的环境湿度Um和对应于至少一个环境条件参数的、在表35中提到的校正值直接或间接计算误差校正的湿度U。
在本发明的实施例中，还向存储器33存储预先形成的表35，其包括在不同环境条件下的湿度测量结果的校正值，所述环境条件作为至少一个环境条件参数的函数被确定。接着，计算机程序34控制处理器来借助于对应于至少一个环境条件参数的表35中的校正值和测量的环境湿度Um直接或间接计算误差校正的湿度U。
在本发明的替换的应用中，计算机程序34控制处理器通过预先确定的数学函数计算对应于接收的至少一个当前的环境条件参数值的湿度测量结果的校正值，以及在计算误差校正的湿度U时使用计算的校正值。
按照本发明的另一个实施例，数据处理设备被控制来接收用无线电探空仪中的温度传感器测量的环境温度TT。而且，数据处理设备被控制来通过环境温度TT和表35计算湿度传感器温度TU，所述表包括在不同的环境条件下的环境温度和湿度传感器温度之间的差值ΔTU，以及通过湿度传感器温度TU、环境温度TT和测量的湿度Um计算误差校正的湿度U。
本发明的细节在以上结合有利的实施例作为例子被描述，而不把本发明仅仅限于这些例子。本领域技术人员将会看到，本发明不限于这里描述的细节，以及本发明可以以另一种方式被实施而不背离本发明的特征特性。本发明的实施方案和利用可能性仅仅由所附权利要求限制。因此，由权利要求规定的本发明的不同的实施方案替换例以及等价的实施方案属于本发明范围。
权利要求
1.一种用于相对于由辐射热量交换造成的误差校正无线电探空仪的湿度测量结果的方法，所述无线电探空仪至少包括湿度传感器，其特征在于所述方法包括预先形成(10)数据结构(20)，它包括在不同的环境条件下湿度测量结果的校正值，环境条件在所述数据结构中作为至少一个环境条件参数的函数被确定，或预先确定数学函数，借助于该函数能够计算用于对应于至少一个当前的环境条件参数值的湿度测量结果的校正值，所述环境条件参数是在湿度传感器的环境中具有影响的变量以及所述校正值被确定为使得它们校正由辐射热量交换造成的误差，用所述湿度传感器测量(12)环境湿度Um，确定至少一个环境条件参数值的当前的值，以及借助于所述测量的环境湿度Um和对应于在所述数据结构中所述至少一个当前的环境条件参数值的校正值或用所述数学函数计算的校正值直接或间接计算(14)误差校正的湿度U。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述环境条件参数涉及影响湿度测量结果的至少一个变量，例如压力、环境温度、湿度、无线电探空仪的位置高度、无线电探空仪的探测时间、太阳辐射的强度、太阳仰角、无线电探空仪在地球上的位置、或无线电探空仪的上升速度。
3.按照前述权利要求的任一项的方法，其特征在于，湿度测量结果的所述校正值基于至少一个影响湿度测量结果的变量，例如压力、环境温度、湿度、无线电探空仪的位置高度、无线电探空仪的探测时间、太阳辐射的强度、太阳仰角、无线电探空仪在地球上的位置、或无线电探空仪的上升速度。
4.按照前述权利要求的任一项的方法，其特征在于，所述校正值是在环境温度与湿度传感器温度之间的差值ΔTU。
5.按照前述权利要求的任一项的方法，其特征在于，所述数据结构(20)根据比较测量被形成。
6.按照前述权利要求的任一项的方法，其特征在于，所述校正值是饱和湿度水平的校正值ΔUrh，以及所述方法包括借助于对应于所述至少一个当前的环境条件参数值的ΔUrh和测量的环境湿度Um计算误差校正的U。
7.按照前述权利要求的任一项的方法，其特征在于，所述校正值直接是饱和湿度水平的校正值ΔU，以及所述方法包括借助于对应于所述至少一个当前的环境条件参数值的ΔU和测量的环境湿度Um计算误差校正的U。
8.按照前述权利要求的任一项的方法，其特征在于，所述数据结构(20)环境条件作为空气压力P和太阳仰角h的函数被确定。
9.按照前述权利要求的任一项的方法，其特征在于，所述数据结构(20)环境条件作为取决于温度的饱和湿度rh和空气压力P的函数被确定。
10.按照前述权利要求的任一项的方法，其特征在于，所述校正值是在环境温度与湿度传感器温度之间的差值ΔTU，所述无线电探空仪还包括温度传感器，以及所述方法包括用所述温度传感器测量(11)环境温度TT，借助于对应于所述至少一个当前的环境条件参数值的ΔTU和所述环境温度TT计算(13)湿度传感器温度TU，以及借助于计算的湿度传感器温度TU、环境温度TT和测量的环境湿度Um计算(14)误差校正的湿度U。
11.按照权利要求10的方法，其特征在于，所述方法包括在计算湿度传感器温度TU之前对测量的环境温度TT进行误差校正，以及在计算湿度传感器温度TU和误差校正的湿度U时使用误差校正的环境温度TT。
12.按照权利要求10或11的方法，其特征在于，湿度传感器温度TU按以下方式进行计算TU＝TT+kU·ΔTU其中TT＝有利地被误差校正的用温度传感器测量的环境温度，kU＝相对于标称值的通风因子，以及ΔTU＝在当前的环境条件下环境温度与湿度传感器温度之间的差值。
13.按照权利要求10-12的任一项的方法，其特征在于，误差校正的湿度U按以下方式进行计算U=e(TT)ew(TT)·100=ew(TU)ew(TT)·Um]]>其中TT＝有利地误差校正的用温度传感器测量的环境温度，TU＝湿度传感器温度，Um＝测量的湿度，ew(TU)＝在温度TU下饱和水汽的局部压力，ew(TT)＝在温度TT下饱和水汽的局部压力，以及e(TT)＝在温度TT下实际的水汽压力。
14.一种用于相对于由辐射热量交换造成的误差校正无线电探空仪的湿度测量结果的数据处理设备(30)，所述无线电探空仪至少包括湿度传感器，其特征在于，所述数据处理设备包括预先形成的数据结构(35)，它包括在不同的环境条件下湿度测量结果的校正值，环境条件在所述数据结构中作为至少一个环境条件参数的函数被确定，或存储器(33)包括预先确定的数学函数，借助于该函数可以计算对应于至少一个当前的环境条件参数值的湿度测量结果的校正值，所述环境条件参数是在湿度传感器的环境中具有影响的变量以及所述校正值被确定为使得它们校正由辐射热量交换造成的误差，接收装置(32)，用于接收用所述湿度传感器测量的湿度Um，和接收至少一个当前环境条件参数值，以及计算装置(31，34)，用于借助于所述测量的环境湿度Um和对应于在所述数据结构中所述至少一个当前的环境条件参数值的校正值或用所述数学函数计算的校正值直接或间接计算被误差校正的湿度U。
15.按照权利要求14的数据处理设备，其特征在于，所述数据处理设备位于所述无线电探空仪中。
16.一种计算机程序，当所述计算机程序运行时，该程序提供用于相对于由辐射热量交换造成的误差校正无线电探空仪的湿度测量结果的例程，所述无线电探空仪至少包括湿度传感器，以及所述计算机程序与以下部分通信预先形成的数据结构，它包括在不同的环境条件下湿度测量结果的校正值，环境条件在所述数据结构中作为至少一个环境条件参数的函数被确定，或存储器包括预先确定的数学函数，借助于该函数可以计算对应于至少一个当前的环境条件参数值的校正值，所述环境条件参数是在湿度传感器的环境中具有影响的变量以及所述校正值被确定为使得它们校正由辐射热量交换造成的误差，所述计算机程序包括用于接收用所述湿度传感器测量的湿度Um和接收至少一个当前环境条件参数值的程序代码，以及用于借助于所述测量的环境湿度Um和对应于在所述数据结构中所述至少一个当前的环境条件参数值的校正值或用所述数学函数计算的校正值直接或间接计算误差校正的湿度U的程序代码。
17.按照权利要求16的计算机程序，被存储在贮存媒体中。
全文摘要
本发明涉及用于特别是对于由辐射热量交换造成的误差校正无线电探空仪的湿度测量结果的方法。方法包括用无线电探空仪中的湿度传感器测量(12)环境湿度U
文档编号G01W1/08GK1882854SQ200480034025
公开日2006年12月20日 申请日期2004年11月17日 优先权日2003年11月18日
发明者阿里·保库宁 申请人:瓦萨拉公司