Alla olevassa taulukossa ja tietoasiakirjoissa kuvataan huomattavia muutoksia Vaisala-radiosondien RS41-tuoteperheessä ja asiaan liittyvissä maalaitteissa.
Tyypillisissä tapauksissa vaikutus mittauksen lopputulokseen on pieni verrattuna luotauksen kokonaisepävarmuuteen.
Olemme luetelleet myös huomattavat muutokset, joilla mielestämme ei ole vaikutusta aikasarjaan; ne on merkitty huomautuksella "Ei tiedon jatkuvuusvaikutusta".
Jotta tiedon saannin jatkuvuuden asiakirjoja voidaan käyttää, seuraavat tiedot luotausjärjestelmästä tulee tietää:
Tutkimusajanjaksona käytettyjen radiosondien tyypit ja sarjanumerot
HUOM: Sarjanumero määrittää yksiselitteisesti radiosondin laitteiston ja ohjelmiston yhdistelmän.
Tutkimusajanjaksona käytetyt maassa käytettävien laitteiden ohjelmistoversiot
Tunnistetiedot löytyvät seuraavista asiakirjoista:
Kannen parantamisen yhteydessä RS41:n kovat muovikannet on vaihdettu EPS-kansiin (polystyreenivaahto).
Luotaustoimintoihin ja radioluotaimen mittaussuorituskykyyn liittyen RS41-radioluotaimen kannen parantaminen ei tuo mukanaan muutoksia, mutta tämä on olennainen muutos ympäristön kannalta.
Parannetuilla kansilla varustetun RS41:n muovisisältö on vähentynyt 47 % ja sen paino on vähentynyt 27 % verrattuna versioon, jossa on kova muovikansi.
Vertailulentotiedot on julkaistu asiantuntijaraportissa, ja tiedoista ilmenee että muutos ei vaikuta lainkaan RS41:n mittaussuorituskykyyn.
Vaihto RS92:sta RS41:een vaikuttaa arvion mukaan kohtalaisesti klimatologiseen aikasarjaan.
RS41:n parannettu tarkkuus ei vaikuta keskimääräisiin mittausarvoihin niin paljon kuin se vaikuttaa datan toistettavuuden johdonmukaisuuteen.
Tulokset osoittavat, että huomattavin vaikutus keskimääräisiin arvoihin nähdään kosteusmittauksessa trooppisessa ilmastossa, erityisesti kosteissa olosuhteissa ylemmässä troposfäärissä.
Tilastolliset eroavaisuudet RS92:n ja RS41:n välillä on kuvattu oheisessa asiantuntijaraporttivertailussa Vaisalan radioluotaimista RS41 ja RS92 käyttäen kokeellisia luotaustuloksia
Alla olevassa taulukossa ja tietojen saannin jatkuvuuden asiakirjoissa kuvataan huomattavia muutoksia Vaisala-radioluotaimien RS92-tuoteperheessä ja asiaan liittyvissä maassa käytettävissä laitteissa.
Kaikissa tapauksissa vaikutus mittauksen lopputulokseen on pieni verrattuna luotauksen kokonaisepävarmuuteen. Viitattu suorituskykyspesifikaatio löytyy oheisesta Vaisala Radiosonde RS92-SGP -esitteestä. Olemme luetelleet myös huomattavat muutokset, joilla mielestämme ei ole vaikutusta aikasarjaan; ne on merkitty huomautuksella "Ei vaikutusta tiedon saannin jatkuvuuteen".
Jotta tiedon saannin jatkuvuuden asiakirjoja voidaan käyttää, seuraavat tiedot luotausjärjestelmästä tulee tietää:
Tutkimusajanjaksona käytettyjen radiosondien tyypit ja sarjanumerot
Tutkimusajanjaksona käytetyt maassa käytettävien laitteiden ohjelmistoversiot
Tunnistetiedot löytyvät seuraavista asiakirjoista:
Jäätä kerännyt anturi ei voi mitata kosteusprofiilitietoja tarkasti alemmassa lämpötilassa. Ylemmässä ilmakehässä se näyttää liian korkean kosteuslukeman
Vaisala-radioluotaimessa RS92 on kaksi ohutkalvoista kosteusanturia. Kun toinen anturi mittaa kosteutta, toista lämmitetään. Lämmitystoiminto vähentää jään kerääntymistä ja kondensaatiovaikutuksia anturissa. Tämä saa aikaan luotettavat kosteusmittaukset myös palattaessa takaisin pilven sisältä
Kun Vaisala-radioluotain RS92-SGP julkaistiin ensimmäisen kerran, vaihtoehtoinen lämmitys poistettiin käytöstä, kun radioluotain saavutti lämpötilan -40°C. Maaliskuusta 2005 alkaen lämmitystoimintoa on jatkettu -60 °C:een. Tätä ominaisuutta käytettiin myös WMO:n radioluotaimien vertailussa Mauritiuksella vuonna 2005. Muutos johtaa luotettavampiin kosteusmittauksiin luotauksissa, joissa on korkeat kosteusolosuhteet lämpötilojen -40 °C ja -60 °C välillä
Parannettu liite vähentää auringon säteilyn aiheuttamaa lämpenemistä.
Suhteellinen kosteus on kosteuden ja lämpötilan ominaisuus
Päiväaikaan tehtävissä luotauksissa kosteusanturit ja niiden kontaktit ovat lämpimämpiä kuin ympäröivä ilma, jota mitataan. Tästä seuraa liian matala suhteellisen kosteuden lukema.
Vaikutus on huomattava ylemmässä troposfäärissä ja alemmassa stratosfäärissä erityisesti korkeissa kosteusolosuhteissa. Saatavana on radioluotaimia, joille parannettu pinnoitus tarjoaa jopa 5–6 %RH suuremmat kosteusarvot verrattuna vanhaa pinnoitetta käyttäviin.
Uutta pinnoitetta käytettiin WMO:n laadukkaiden radioluotainjärjestelmien vertailussa Mauritiuksella vuonna 2005
Useilla meteorologiapalveluilla on ollut yleinen käytäntö jättää pois kosteustiedot TEMP-sanomista matalissa lämpötiloissa. Useimmin käytetty kylmän ilman lämpötilaraja on ollut -40 °C, ja sitä on käytetty anturin mallista riippumatta
Vaisala on vuosien kuluessa parantanut jatkuvasti polymeeripohjaista kosteusanturiaan. Suorituskykyä parannettiin huomattavasti jo Vaisala Radiosonde RS80 -laitetyypeillä. Vaisala Radiosonde RS92 -tuoteperhe tarjosi lopulta anturilaadun, joka salli Vaisalan suositella lämpötilarajan poistamista kokonaan
Vaisala suositteli, että RS92-radioluotaimien käyttäjät asettaisivat lämpötilarajaksi -100 °C, ja RS80-käyttäjät asettaisivat rajaksi -70 °C
Useissa luotaustestauksissa käytetyn testilaitteiden varaan asetetun radioluotaimen liikkuminen ei ole sama asia kuin yksittäisen radioluotaimen lento (kiinnitettynä suoraan sääpalloon)
Hitaampi liikkuminen voi aiheuttaa ylimääräistä lämpötilalukemien vaihtelua. Lämpötila-anturit lämpenevät enemmän kuin ympäröivä ilma lyhyiksi ajanjaksoiksi. Tämä havaitaan vain erittäin suurissa korkeuksissa
Sama ilmiö tapahtuu otsoniluotauksissa, koska otsoniluotausasennus on paljon raskaampi kuin tavallinen RS92-radioluotain
Raakahavaintojen suodattamiseksi raportoituihin arvoihin käytettyä ohjelmistoa muokattiin, jotta voitiin ottaa huomioon vaatimukset hitaalle liikkumiselle otsoniluotauksissa ja testausolosuhteissa
Kosteusmittauksen algoritmia on parannettu, jotta voidaan ottaa huomioon anturien vasteaika ja anturin lämpeneminen auringon säteilyn seurauksena. Jäljempi on aiemmin ilmaistu kuivapoikkeamina kosteuslukemissa suurissa korkeuksissa.
Algoritmin suurin vaikutus esiintyy päiväluotauksissa noin 10–15 kilometrin korkeuksissa riippuen kosteusprofiilista ja tropopaussin korkeudesta.
Uutta algoritmiä käytettiin WMO:n radioluotaimien vertailussa Yangjiangissa, Kiinassa, heinäkuussa 2010.
Ohjeet vanhojen tietokantatiedostojen simulointiin DigiCORA®-ohjelmistoversiolla 3.64 löytyvät seuraavasta asiakirjasta: Parannetut laskutoimitukset MW31 3.64
Vaikutus integroituun vesihöyryyn, sarake-esimerkki, trooppiset olosuhteet
17 päiväluotausta ja 18 yöluotausta
Päiväluotausten keskiarvo uusilla algoritmeilla on 59,3 kg/m2 ja vanhoilla algoritmeilla 57,4 kg/m2
Yöluotausten keskiarvo uusilla algoritmeilla on 60,4 kg/m2 ja vanhoilla algoritmeilla 60,4 kg/m2
Luotausesimerkki, trooppiset olosuhteet
Luotausesimerkki auringon säteily -algoritmia varten
Sininen = suhteellinen kosteus auringon säteily -algoritmilla ja vasteaika-algoritmilla
Harmaa = suhteellinen kosteus ilman uusia algoritmeja
Luotaus päiväaikaan (trooppiset olosuhteet)
Luotausesimerkki, suuren korkeuden olosuhteet
Luotausesimerkki auringon säteily -algoritmia varten
Sininen = suhteellinen kosteus auringon säteily -algoritmilla ja vasteaika-algoritmilla
Harmaa = suhteellinen kosteus ilman uusia algoritmeja
Luotaus päiväaikaan (suuren korkeuden olosuhteet)
Vertailun tulokset uuden ja vanhan laskelman välillä. Trooppisissa olosuhteissa päiväaikaan tehtyjen lentojen tilastotiedot, 20 lentoa
Sininen = suhteellinen kosteus auringon säteily -algoritmilla ja vasteaika-algoritmilla
0 %RH vertailukohta = suhteellinen kosteus ilman uusia algoritmeja
Luotaussarjan tilastoesimerkki, suuren korkeuden olosuhteet
Vertailun tulokset uuden ja vanhan laskelman välillä. Tilastotiedot päiväaikaan tehdyistä lennoista, 50 lentoa
Sininen = suhteellinen kosteus auringon säteily -algoritmilla ja vasteaika-algoritmilla
0 %RH vertailukohta = suhteellinen kosteus ilman uusia algoritmeja
Lennon toistettavuustesti vahvistaa yhtäpitävyyden samankaltaisten radioluotainten välillä mitattaessa samoja ilmakehän olosuhteita.Testi todistaa, että toistettavuus pysyy hyvällä tasolla. Uusien ohjelmistopohjaisten korjausten testitulosten perusteella, kun se on tehokas, se säilyttää myös korkean toistettavuustason joka vastaa Vaisala RS92 Radiosonde -kosteusanturia.
Luotauksen toistettavuus
Kaksoisluotauksen erot keskihajonnalla käytettäessä uutta algoritmia, suuren korkeuden olosuhteet.
Vasemmalla = päiväaika, 25 lentoa
Oikealla = yöaika, 5 lentoa
Vaisala Radiosonde RS92:n auringon säteilyn oikaisutaulukkoon on tehty pieniä muutoksia. Lisäksi auringon säteilyn korjausalgoritmi ottaa nyt huomioon radioluotaimen ilmanvaihdon lennon aikana.
Uutta oikaisutaulukkoa käytettiin WMO:n radioluotaimien vertailussa Yangjiangissa, Kiinassa, heinäkuussa 2010.
Ohjeet vanhojen tietokantatiedostojen simulointiin DigiCORA®-ohjelmistoversiolla 3.64 löytyvät seuraavasta asiakirjasta: Parannetut laskutoimitukset MW31 3.64
Lämpötila-anturin auringon säteilyn erotuskaavio RSN2010 - RSN2005
HUOMAUTUKSET:
RS92, auringon säteilyn korjaustaulukko RSN2010 DigiCORA®-luotausohjelmistoversiolle 3.64
Taulukon oikaisuarvot ovat paineen ja auringon korkeuskulman funktioita. Todellinen oikaisu ottaa huomioon radioluotaimen ilmanvaihdon lennon aikana. Esitetyssä taulukossa arvot on laskettu tyypillisellä ilmanvaihdolla 5 m/s.
Oikaisut vähennetään mitatusta lämpötilasta.
Lämpötila-anturin auringon säteilyn erotuskaavio RSN2010 - RSN2005
Päiväaikaerot keskihajonnoilla uuden ja vanhan laskelman välillä (RSN2005). Trooppisissa olosuhteissa päiväaikaan tehtyjen lentojen tilastotiedot, 20 lentoa.
Sininen = uusi laskelma
Vertailukohta = vanha laskelma
Keskimääräinen nousunopeus 5,3 m/s, std 0,4 m/s. Yksittäiset luotaukset, vaijerin pituus 30 metriä.
Luotaussarjan tilastoesimerkki, yöaika, suuri korkeus
Erot yöaikaan keskihajonnoilla vanhan ja uuden laskelman välillä (RSN2005). Tilastotiedot päiväaikaan tehdyistä lennoista suuren korkeuden olosuhteissa, 30 lentoa
Sininen = uusi laskelma
Vertailukohta = vanha laskelma
Keskimääräinen nousunopeus 5,2 m/s, std 0,2 m/s. Yksittäiset luotaukset, vaijerin pituus 30 metriä.
Lennon toistettavuustesti vahvistaa yhtäpitävyyden samankaltaisten radioluotainten välillä mitattaessa samoja ilmakehän olosuhteita. Testi todistaa, että toistettavuus pysyy hyvällä tasolla.
Luotauksen toistettavuus
Kaksoisluotauksen erot keskihajonnoilla käytettäessä uutta laskelmaa, suuren korkeuden olosuhteet,{ut6}25 lentoa.
Keskimääräinen nousunopeus on 5,3 m/s, keskihajonta luotausten välillä on 0,3 m/s. Sääpallon vaijerin pituus on 50 metriä.
