陳磊，卞建春，劉毅，石鵬飛，韓燕，唐敬

（1.中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所中層大氣和全球環(huán)境探測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.解放軍63655部隊(duì)，新疆 烏魯木齊 841700）

可業(yè)務(wù)化應(yīng)用的L波段探空系統(tǒng)高空風(fēng)改進(jìn)算法

陳磊1，2，3，卞建春1，劉毅1，石鵬飛3，韓燕3，唐敬3

（1.中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所中層大氣和全球環(huán)境探測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.解放軍63655部隊(duì)，新疆 烏魯木齊 841700）

為進(jìn)一步挖掘L波段高空氣象探測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)原始資料潛力、優(yōu)化改進(jìn)現(xiàn)行測(cè)風(fēng)業(yè)務(wù)算法，本文基于新疆博斯騰湖東岸L波段系統(tǒng)機(jī)動(dòng)站累積的2 a探空原始資料，提出了可業(yè)務(wù)化運(yùn)行的高空風(fēng)改進(jìn)算法。該算法首先對(duì)雷達(dá)原始秒點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，采用低通濾波、加權(quán)最小二乘法、線性補(bǔ)缺等方法去除探空儀擺動(dòng)、雷達(dá)測(cè)量誤差等對(duì)秒點(diǎn)坐標(biāo)造成的擾動(dòng)；然后采用逐秒點(diǎn)坐標(biāo)滑動(dòng)計(jì)算矢量平均風(fēng)，通過與同球施放的GPS探空做比對(duì)分析得出，在全程使用50～60 s計(jì)算時(shí)間窗口或前50 min使用30～40 s時(shí)間窗口、50 min以后使用50～60 s時(shí)間窗口條件下，雷達(dá)矢量平均風(fēng)廓線與GPS矢量平均風(fēng)廓線吻合較好；規(guī)定高度層風(fēng)和固定垂直分辨率高度層風(fēng)采用查找表方法確定，其結(jié)果不僅能在風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)上與現(xiàn)行業(yè)務(wù)算法一致，同時(shí)能呈現(xiàn)出明顯的風(fēng)層中小尺度擾動(dòng)信息。

L波段探空系統(tǒng)；測(cè)風(fēng)算法；業(yè)務(wù)流程

高空風(fēng)探測(cè)作為大氣探測(cè)的重要內(nèi)容，在氣象學(xué)中具有非常特殊的意義。一是因?yàn)楦呖诊L(fēng)所代表的空氣運(yùn)動(dòng)標(biāo)志著天氣過程的發(fā)生或演變，在天氣預(yù)報(bào)中具有重要作用[1]；二是高空風(fēng)在北半球中高緯度地區(qū)平流層有顯著的冬夏季節(jié)轉(zhuǎn)換特征，高空風(fēng)資料在平流層—對(duì)流層耦合機(jī)制研究和區(qū)域氣候特征統(tǒng)計(jì)方面具有重要意義[2-3]；三是高空風(fēng)的探測(cè)有別于溫度、氣壓、濕度等氣象要素的介質(zhì)中直接測(cè)量，而是利用氣流示蹤物進(jìn)行間接探測(cè)，其計(jì)算與分析處理方式有其自身的特點(diǎn)[4]。近年來，平流層飛行器逐漸成為人類拓展大氣活動(dòng)空間的重要方式，尋找適宜的飛行時(shí)段與區(qū)域是未來的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)[5]，而高空風(fēng)探測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)是目前可提供大范圍地理區(qū)域下平流層的垂直分辨率數(shù)據(jù)的重要手段，在臨近空間領(lǐng)域具有不可替代的重要作用；另一方面，在全球尺度的中高層大氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬中，需要對(duì)重力波效應(yīng)進(jìn)行參數(shù)化以獲得合理的大氣環(huán)流結(jié)構(gòu)，而無線電探空觀測(cè)由于其較高的垂直分辨率、較為全面的測(cè)量參數(shù)和良好的測(cè)量實(shí)施經(jīng)濟(jì)性，因此在獲取重力波特性參數(shù)氣候特征方面具有獨(dú)一無二的作用[6-7]。

L波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)是我國(guó)高空氣象探測(cè)業(yè)務(wù)的主力設(shè)備，其數(shù)據(jù)采集率、測(cè)量準(zhǔn)確度、操作自動(dòng)化程度和穩(wěn)定性相比701雷達(dá)有顯著提高[8-9]，目前已推廣到我國(guó)境內(nèi)120個(gè)探空站。高探測(cè)量要素中，溫度、氣壓、濕度的測(cè)量精度主要取決于傳感器性能和環(huán)境狀況，但由于風(fēng)是根據(jù)氣流示蹤物坐標(biāo)間接計(jì)算，因此其探測(cè)精度不僅取決于儀器跟蹤性能，還取決于測(cè)風(fēng)算法。對(duì)現(xiàn)行高探業(yè)務(wù)中的L波段二次測(cè)風(fēng)雷達(dá)而言，測(cè)角測(cè)距精度、雷達(dá)工作狀態(tài)、探空儀信號(hào)質(zhì)量、目標(biāo)物離測(cè)站距離、測(cè)風(fēng)算法等都會(huì)對(duì)風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生影響；而國(guó)際上先進(jìn)的GPS探空系統(tǒng)采用衛(wèi)星導(dǎo)航體制測(cè)風(fēng)，對(duì)示蹤物的定位精度較之雷達(dá)要更為準(zhǔn)確且穩(wěn)定性好，測(cè)風(fēng)精度僅與測(cè)風(fēng)算法有關(guān)[10]。以上因素導(dǎo)致L波段雷達(dá)測(cè)風(fēng)質(zhì)量與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距，測(cè)風(fēng)準(zhǔn)確度指標(biāo)尚難以滿足WMO高空風(fēng)觀測(cè)精度要求[11-13]。在國(guó)產(chǎn)GPS探空難以大范圍業(yè)務(wù)化實(shí)現(xiàn)、現(xiàn)行L波段雷達(dá)體制仍將延續(xù)多年的情況下，如何充分發(fā)揮現(xiàn)有探測(cè)儀器效能并優(yōu)化改進(jìn)全國(guó)測(cè)站數(shù)年累積資料，值得深入探討和嘗試。姚雯[14]等通過在L波段雷達(dá)探空儀中增加GPS模塊的方式進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)得出，L波段雷達(dá)的測(cè)風(fēng)精度在對(duì)秒量級(jí)氣球定位數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理的情況下可以接近GPS測(cè)風(fēng)的水平。王緬[15]等通過滑動(dòng)平均法處理秒量級(jí)的瞬時(shí)風(fēng)，其計(jì)算的高空風(fēng)與GPS-RS92測(cè)風(fēng)結(jié)果一致性較好。梁建平[4]等提出了完全采用矢量平均風(fēng)算法來求取規(guī)定高度風(fēng)的業(yè)務(wù)流程方案，認(rèn)為計(jì)算層時(shí)間間隔為30～50 s的滑動(dòng)矢量平均風(fēng)可以進(jìn)一步提高與GPS測(cè)風(fēng)結(jié)果的一致性。本文基于新疆博斯騰湖東岸車載L波段雷達(dá)獲取的原始數(shù)據(jù)，在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上提出了可業(yè)務(wù)化實(shí)施的測(cè)風(fēng)算法流程，為進(jìn)一步開發(fā)利用高垂直分辨率原始資料、優(yōu)化改進(jìn)現(xiàn)行測(cè)風(fēng)業(yè)務(wù)算法提供重要參考。

1 雷達(dá)測(cè)風(fēng)算法簡(jiǎn)述及業(yè)務(wù)算法存在的問題

雷達(dá)測(cè)風(fēng)采用“量得風(fēng)層”算法，即求取示蹤物在固定時(shí)間間隔內(nèi)相對(duì)測(cè)站的位移水平投影矢量差，進(jìn)而得到風(fēng)向風(fēng)速[15-17]。如圖1所示，矢量差V→H的長(zhǎng)度除以時(shí)間間隔即為風(fēng)速，V→H同正北方向的夾角即為風(fēng)向。“量得風(fēng)層”算法有幾個(gè)需要注意的地方：一是該算法本質(zhì)上是一種矢量平均方法，其獲取的風(fēng)向風(fēng)速反映的是計(jì)算層厚度內(nèi)流場(chǎng)的平均狀況。理論上計(jì)算層的時(shí)間間隔越小，“量得風(fēng)層”算法計(jì)算出的風(fēng)向風(fēng)速應(yīng)該越接近“瞬時(shí)風(fēng)”狀況。但由于氣球—繩子—探空儀系統(tǒng)存在鐘擺振蕩以及大氣湍流運(yùn)動(dòng)，因此基于球載探空儀跟蹤系統(tǒng)采用“量得風(fēng)層”算法計(jì)算的“瞬時(shí)風(fēng)”并不能表示某時(shí)刻大氣流場(chǎng)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)，即利用雷達(dá)測(cè)量秒點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算“秒點(diǎn)風(fēng)”沒有實(shí)際意義；二是不同探測(cè)儀器在同一“量得風(fēng)層”下，計(jì)算的風(fēng)向風(fēng)速是有差別的，這主要取決于儀器對(duì)示蹤物的定位精度、定位相應(yīng)時(shí)間等，這也是目前GPS測(cè)風(fēng)精度好于L波段雷達(dá)的主要原因。

現(xiàn)行L波段探空系統(tǒng)利用整分鐘的氣球坐標(biāo)計(jì)算“量得風(fēng)層”矢量平均風(fēng)，即前20 min采用1 min的計(jì)算層，20～40 min采用2 min的計(jì)算層，40 min以上采用4 min計(jì)算層，并采用整分鐘前后5點(diǎn)坐標(biāo)來減小整分鐘時(shí)刻的坐標(biāo)誤差，一定程度上提高了數(shù)據(jù)利用率和整分鐘坐標(biāo)精度[18]，但仍然存在以下問題：一是對(duì)雷達(dá)原始數(shù)據(jù)的利用率過低，如果雷達(dá)探測(cè)時(shí)間為80 min，即有4800條原始資料，實(shí)際只使用了約400條原始資料，利用率為8%；現(xiàn)行業(yè)務(wù)算法在低空和高空采用不同的“量得風(fēng)層”時(shí)間間隔，仍然是基于701雷達(dá)設(shè)備精度和數(shù)據(jù)獲取率的設(shè)計(jì)，直接導(dǎo)致了風(fēng)廓線過于平滑。由于L波段雷達(dá)探測(cè)精度比701雷達(dá)有顯著提高，因此完全可以摒棄現(xiàn)有業(yè)務(wù)算法對(duì)計(jì)算層時(shí)間間隔的限制；現(xiàn)行業(yè)務(wù)算法僅計(jì)算了整分鐘時(shí)刻的矢量平均風(fēng)，其余時(shí)刻風(fēng)向風(fēng)速通過內(nèi)插獲取，這種處理不僅導(dǎo)致內(nèi)插前的原始風(fēng)廓線時(shí)間分辨率過低，而且在特定高度層風(fēng)的求取上引入了標(biāo)量計(jì)算誤差。雖然現(xiàn)行業(yè)務(wù)算法在獲取基本風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)特征上是足夠的，但已經(jīng)不滿足精細(xì)化預(yù)報(bào)、中小尺度風(fēng)場(chǎng)擾動(dòng)等研究對(duì)實(shí)測(cè)探空資料的要求。

圖1 “量得風(fēng)層”矢量平均風(fēng)算法示意圖

2 L波段雷達(dá)原始數(shù)據(jù)特點(diǎn)與質(zhì)量控制

L波段雷達(dá)和GPS探空的探空儀坐標(biāo)數(shù)據(jù)獲取率是一致的，已有分析指出二者在仰角不太低、離測(cè)站不太遠(yuǎn)的情況下定位精度相近，說明在一定測(cè)量時(shí)段L波段雷達(dá)測(cè)風(fēng)可以接近或達(dá)到GPS測(cè)風(fēng)水平[9]。因此非常有必要分析L波段雷達(dá)原始秒點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，在計(jì)算“量得風(fēng)層”前對(duì)之做相應(yīng)的質(zhì)量控制。本文對(duì)2013年5月—2015年5月連續(xù)兩年的雷達(dá)原始秒點(diǎn)數(shù)據(jù)篩查得出：在雷達(dá)跟蹤狀態(tài)良好、探空儀信號(hào)正常的情況下，單次可獲取4500條以上的原始秒點(diǎn)（圖2）；斜距、方位角和仰角曲線能直觀體現(xiàn)該時(shí)次雷達(dá)跟蹤性能，除方位角和仰角在近地面層可能呈現(xiàn)劇烈變化外，其余在整體上應(yīng)呈現(xiàn)平緩變化；氣壓整體上應(yīng)呈現(xiàn)平滑的指數(shù)遞減變化規(guī)律，溫度整體上應(yīng)符合對(duì)流層和平流層典型溫度變化特點(diǎn)，探空高度由氣壓通過壓高公式反算得出；方位角和仰角曲線在100 s以下的尺度上呈現(xiàn)出明顯的擾動(dòng)，造成擾動(dòng)的原因有探空儀擺動(dòng)、雷達(dá)跟蹤定位誤差和大氣湍流等，該擾動(dòng)可以通過低通濾波進(jìn)行減弱或去除,如圖2局部放大圖中的紅線所示；氣壓、壓高和溫度秒點(diǎn)曲線在100 s以下的尺度上無明顯擾動(dòng)，因此無需對(duì)三者進(jìn)行平滑處理。

圖2 L波段雷達(dá)原始數(shù)據(jù)狀況及局部細(xì)節(jié)

探空儀定位秒點(diǎn)坐標(biāo)中，斜距出現(xiàn)的問題較多，其異常大致可以歸為三類情況：一是單獨(dú)出現(xiàn)的野點(diǎn)群和小段數(shù)據(jù)異常，可以通過基于加權(quán)最小二乘法和二階多項(xiàng)式模型的局部回歸方法去除，在局部回歸過程中，對(duì)絕對(duì)偏差大于6倍平均絕對(duì)偏差的秒點(diǎn)斜距的權(quán)重設(shè)置為0，確保既能剔除野點(diǎn)群，又能保留原始有用信息（圖3a、圖3b）；二是大段平滑變化的數(shù)據(jù)異常，則必須對(duì)該異常數(shù)據(jù)段進(jìn)行人工剔除，然后進(jìn)行線性補(bǔ)缺（圖3c）；三是斜距連續(xù)的劇烈擾動(dòng)，說明相關(guān)時(shí)段雷達(dá)測(cè)距狀況差或探空儀信號(hào)差，則該時(shí)次剔除或相關(guān)時(shí)段去除并進(jìn)行線性補(bǔ)缺（圖3d）。

圖3 斜距異常狀況分類及處理效果

3 矢量平均風(fēng)計(jì)算與業(yè)務(wù)流程

本文采用逐秒點(diǎn)滑動(dòng)計(jì)算矢量平均風(fēng)的方法，即采用第1秒和第n秒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算第N2秒的風(fēng)向風(fēng)速，采用第2秒和第n+1的坐標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算第n/2+1秒的風(fēng)向風(fēng)速，以此類推，獲取秒點(diǎn)矢量平均風(fēng)。接下來的問題是如何選擇矢量平均風(fēng)計(jì)算時(shí)間窗口，需要兼顧2個(gè)方面：一是時(shí)間窗口要足夠大，能夠有效過濾探空儀擺動(dòng)、雷達(dá)測(cè)角測(cè)距誤差效應(yīng)；二是時(shí)間窗口要足夠小，計(jì)算出的矢量平均風(fēng)能夠保留風(fēng)層的真實(shí)擾動(dòng)信息。雖然雷達(dá)秒點(diǎn)坐標(biāo)經(jīng)過低通濾波已經(jīng)去除了部分探空儀擺動(dòng)效應(yīng)和雷達(dá)測(cè)量誤差，但二者的殘留仍是造成“量得風(fēng)層”計(jì)算偏差的一個(gè)重要因素。例如，探空儀通常垂直懸掛于氣球下方30 m，在極端情況下，探空儀擺動(dòng)可以在計(jì)算時(shí)間窗口內(nèi)的探空儀水平位移方向上造成60 m左右的偏差，如果計(jì)算時(shí)間窗口小于30 s，則會(huì)造成2 m/s以上的風(fēng)速計(jì)算誤差。因此為進(jìn)一步規(guī)避探空儀擺動(dòng)效應(yīng)和雷達(dá)測(cè)量誤差，建議計(jì)算時(shí)間窗口應(yīng)在30～60 s之間。為驗(yàn)證不同計(jì)算時(shí)間窗口下L波段雷達(dá)測(cè)風(fēng)的準(zhǔn)確性，本文采用2015年12月下旬24個(gè)時(shí)次同球施放的長(zhǎng)峰GPS探空儀做比對(duì)試驗(yàn)。比對(duì)方法為：對(duì)GPS探空儀和L波段雷達(dá)數(shù)字探空儀獲取的原始坐標(biāo)秒點(diǎn)經(jīng)過質(zhì)量控制和時(shí)間匹配后，采用相同的時(shí)間窗口計(jì)算秒點(diǎn)矢量平均風(fēng)。以GPS探空儀計(jì)算結(jié)果為真值，計(jì)算L波段探空儀的矢量平均風(fēng)絕對(duì)誤差，將所有比對(duì)時(shí)次的矢量平均風(fēng)絕對(duì)誤差按秒點(diǎn)進(jìn)行分組，每組100個(gè)秒點(diǎn)，共計(jì)48組，并對(duì)每個(gè)分組做絕對(duì)誤差分布箱型圖，結(jié)果如圖4所示。

從圖4中可以看出，所有比對(duì)時(shí)次L波段雷達(dá)風(fēng)速絕對(duì)誤差在30～60 s的計(jì)算時(shí)間窗口條件下整體較小，且誤差分布在探空前期和后期變化不大，50%的風(fēng)速誤差均在1 m/s以下，且隨著計(jì)算時(shí)間窗口的加大，所有比對(duì)時(shí)次75%的風(fēng)速誤差均可控制在1 m/s以下；所有比對(duì)時(shí)次L波段雷達(dá)風(fēng)向絕對(duì)誤差在探空前期和后期變化較大，施放后50 min以內(nèi)風(fēng)向誤差整體較小，75%的風(fēng)向誤差大都在5°以內(nèi)，50 min以后風(fēng)向誤差明顯變大，但隨著計(jì)算時(shí)間窗口的加大，75%的風(fēng)向誤差大部分可以控制在5°以內(nèi)。綜上，在50～60 s計(jì)算時(shí)間窗口下，L波段雷達(dá)測(cè)風(fēng)精度可以接近或是達(dá)到GPS測(cè)風(fēng)精度，因此建議在業(yè)務(wù)中使用全程50～60 s時(shí)間窗口或是前50 min使用30～40 s時(shí)間窗口，50 min以后采用50～60 s時(shí)間窗口計(jì)算矢量平均風(fēng)。

根據(jù)矢量平均風(fēng)以及對(duì)應(yīng)秒點(diǎn)的氣壓高度，采用查找表方法確定固定垂直分辨率高度層上的風(fēng)向風(fēng)速。為避免標(biāo)量計(jì)算誤差，將與固定垂直分辨率高度格點(diǎn)距離最近的秒點(diǎn)高度對(duì)應(yīng)的風(fēng)向風(fēng)速作為高度格點(diǎn)上的風(fēng)向風(fēng)速，改進(jìn)后的算法流程如圖5所示?，F(xiàn)行業(yè)務(wù)算法計(jì)算的固定垂直分辨率高度風(fēng)和本文測(cè)風(fēng)算法計(jì)算的固定垂直分辨率高度風(fēng)對(duì)比如圖6所示，從中可以看出，改進(jìn)的算法可以呈現(xiàn)明顯的中小尺度風(fēng)速擾動(dòng)情況，可以提供細(xì)節(jié)更為豐富的高空風(fēng)場(chǎng)資料。

圖4 L波段雷達(dá)風(fēng)向（e，f，g，h）風(fēng)速（a，b，c，d）絕對(duì)誤差箱型圖

圖5 規(guī)定高度層風(fēng)向風(fēng)速計(jì)算流程

圖6 改進(jìn)算法（a）和現(xiàn)行業(yè)務(wù)算法（b）規(guī)定高度層風(fēng)對(duì)比

4 結(jié)論

現(xiàn)行業(yè)務(wù)算法過低的探空儀坐標(biāo)數(shù)據(jù)使用率直接導(dǎo)致了風(fēng)廓線的過于平滑，并在后期固定分辨率高度風(fēng)求取中引入標(biāo)量計(jì)算誤差，嚴(yán)重影響了現(xiàn)行L波段雷達(dá)探測(cè)效能的發(fā)揮和高空風(fēng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用拓展?；诂F(xiàn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)的探測(cè)能力，可以通過改進(jìn)算法來挖掘現(xiàn)有裝備探測(cè)潛力以期接近或達(dá)到GPS測(cè)風(fēng)水平。研究結(jié)果表明：

（1）在L波段雷達(dá)和數(shù)字探空儀工作狀況良好的情況下，獲取的原始坐標(biāo)秒點(diǎn)曲線整體平滑，由探空儀擺動(dòng)、雷達(dá)測(cè)量誤差、大氣湍流等效應(yīng)造成的擾動(dòng)可以通過低通濾波進(jìn)行有效去除；方位角和仰角秒點(diǎn)數(shù)據(jù)質(zhì)量整體較好，斜距秒點(diǎn)問題較多，大部分的斜距問題可以通過加權(quán)最小二乘法或是人工剔除再線性補(bǔ)缺的方法進(jìn)行質(zhì)量控制。

（2）對(duì)質(zhì)量控制后的秒點(diǎn)坐標(biāo)采用逐點(diǎn)滑動(dòng)計(jì)算矢量平均風(fēng)的方法，獲得時(shí)間分辨率為1 s的矢量平均風(fēng)向風(fēng)速。通過與同球施放的GPS探空做比對(duì)分析得出，在50～60 s計(jì)算時(shí)間窗口下，L波段雷達(dá)風(fēng)廓線與GPS風(fēng)廓線吻合較好，建議在業(yè)務(wù)中使用全程50～60 s時(shí)間窗口或前50 min使用30～40 s時(shí)間窗口，50 min以后采用50～60 s時(shí)間窗口計(jì)算矢量平均風(fēng)。規(guī)定高度風(fēng)和固定垂直分辨率高度風(fēng)采用查找表方法確定，規(guī)避了標(biāo)量運(yùn)算。

（3）改進(jìn)的算法在體現(xiàn)整層風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)特征上與現(xiàn)行業(yè)務(wù)算法具有良好的一致性，同時(shí)可以呈現(xiàn)明顯的風(fēng)層中小尺度風(fēng)層擾動(dòng)，形成細(xì)節(jié)更為豐富的高空風(fēng)場(chǎng)資料。

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An Improved Upper-air Wind Measurement Algorithm for L-band Radiosonde Sounding System

CHEN Lei1，2，3，BIAN Jianchun1，LIU Yi1，SHI Pengfei2，HAN Yan3，TANG Jing3
（1.Key Laboratory of Middle Atmosphere and Global Environment observation，Institute of Atmsopheric Physics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029，China；2.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China；3.Unit of 63655 of the Chinese People’s Liberation Army，Urumqi 841700，China）

In order to further mining raw-data potential of L-band radiosonde sounding system and improve current upper-air wind measurement operational algorithm,based on the two years of sounding data obtained by the L-band radiosonde sounding system in Xinjiang Bosteng lake area, an improved upper-air wind measurement algorithm could be used in routine operation is presented. Firstly,itrun a strict quality control procedure on original second-ordered coordinate data,using low-pass filter,weighted least squares and linear compensation methods to remove coordinate data disturbance caused by radiosounder swinging,radar measurement error and atmospheric turbulence. Then,it adopt the vector average wind calculation method in certain time-window second by second to obtain second-ordered wind speed/direction.Through comparative analysis with same-balloon GPS sounding,the radar sounding wind-profile is in better agreement with GPS when using 50～60 s time-window whole process,or using the 30～40 s time-window before the 50min and 50～60 s time-window after the 50min;fixed vertical resolution altitude wind-profile is obtained from the lookout-table method using second-ordered wind-profile,the result is not only in agreement with current operational algorithm on wind-field structure,but also can provide obvious wind-field fluctuation information.

L-band sounding system；wind measurement algorithm；operational procedure

P412

B

1002-0799（2017）01-0022-06

10.12057/j.issn.1002-0799.2017.01.003

2016-06-16

國(guó)家863項(xiàng)目（2015AA7054034）。

陳磊（1984-），男，工程師，主要從事大氣動(dòng)力學(xué)方面的研究。E-mail：Legend31v7@163.com

陳磊，卞建春，劉毅，等.可業(yè)務(wù)化應(yīng)用的L波段探空系統(tǒng)高空風(fēng)改進(jìn)算法[J] .沙漠與綠洲氣象，2017，11（1）：22-27.