探空湿度传感器太阳辐射误差流体动力学分析与实验研究

针对太阳辐射导致的探空湿度测量偏干问题，本文采用模拟仿真和实验进行相关研究。首先采用流体动力学（CFD）方法模拟仿真了湿度传感器在探空过程中由于太阳辐射导致的温升情况，为了验证仿真的准确性，设计湿度测量电路并搭建实验平台，研究了各种不同条件下的湿度传感器的温升误差，对比结果表明仿真值与实验值吻合度较好，最大相对误差为7.5%。其次，研究了海拔高度、太阳辐射强度、气流流速和防护罩对湿度传感器温升误差的影响，结果表明影响较大的是海拔高度，温度误差随海拔高度明显增加，防护罩的影响较小，此外温度误差与太阳辐射强度呈正相关，与气流流速呈负相关。最后以韩国RSG-20A的湿度测量系统为模型，同时以阳江比对中的一次探空数据记录作为仿真条件，模拟仿真了太阳辐射下的温度误差，再结合饱和水汽压公式计算相对误差，结果表明，32km的高空由于辐射导致的温度差值达13℃，湿度的相对误差达到70%以上。该研究为探空湿度垂直廓线的辐射误差修正提供一定依据。

The Study on Solar Radiation Error of Radiosonde Humidity Sensor by Fluid Dynamic Analysis and Experiment