(57)【要約】  この発明は、ラジオゾンデの湿度観測結果を補正する方法で、特に放射熱交換によるエラー結果の補正の関するものである。この方法は、ラジオゾンデ内の湿度センサーによる周囲湿度Ｕｍの観測手段（12）で構成され、少なくとも一つの周囲状況パラメータの実際値を決め、そして前記観測した周囲湿度Ｕｍおよび前記少なくとも実際の周囲状況パラメータ値の手段で直接に間接にエラー補正した湿度を演算処理（14）するものである。【選択図】図１
2007511775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前以てフォーム化されたデータ構成（20）のフォーム（10）であって異なる周囲状況下での湿度観測結果の補正値からなり、周囲状況は少なくとも一つの周囲状況パラメータの関数としてそのデータ構成にて決められまたは少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータに相当する湿度観測結果を演算処理することができる手段で前以て決めた数式関数であり、前記周囲状況パラメータは湿度センサーの外周で影響する変数であり、前記補正値は放射熱交換によるエラー結果を補正して決められ、
前記湿度センサーにて周囲湿度Ｕｍを観測（12）し、少なくとも一つの周囲状況パラメータの実際値を決定し、
前記観測した周囲湿度Ｕｍおよび前記データ構成にてまたは前記数式関数にて演算処理した補正値の少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータに相当する補正値の手段にて直接に間接にエラー補正した湿度Ｕを演算処理（14）するようにしたことを特徴とする少なくとも湿度センサーから構成されるラジオゾンデの放射熱交換によるエラー結果に関するラジオゾンデの湿度観測結果の補正方法。
【請求項２】
周囲状況パラメータが、圧力、周囲温度、湿度、ラジオゾンデの高度、ラジオゾンデのサウンド時間、太陽輻射の強さ、太陽仰角、地球上のラジオゾンデの位置あるいはラジオゾンデの上昇速度のような湿度観測結果に影響するする少なくとも一つの変数であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記湿度補正結果は圧力、周囲温度、湿度、ラジオゾンデの高度、ラジオゾンデのサウンド時間、太陽輻射の強さ、太陽仰角、地球上のラジオゾンデの位置あるいはラジオゾンデの上昇速度のような湿度観測結果に影響するする少なくとも一つの変数を基にしたことを特徴とする前記請求項のいずれか記載の方法。
【請求項４】
前記の補正値は周囲温度と湿度センサー温度との間の差ΔＴＵであることを特徴とする前記請求項のいずれか記載の方法。
【請求項５】
前記データ構成（20）は比較観察を基にフォーム化されたことを特徴とする前記請求項のいずれか記載の方法。
【請求項６】
前記補正値は飽和湿度レベルΔＵrhの補正値であり、その方法は少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値に相当するΔＵrhおよび観測された周囲湿度Ｕｍにてエラー補正したＵを演算処理するようにしたことを特徴とする前記請求項のいずれか記載の方法。
【請求項７】
前記補正値は飽和湿度値ΔＵの直接的な補正値であり、その方法は少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値に相当するΔＵおよび観測された周囲湿度Ｕｍにてエラー補正したＵを演算処理するようにしたことを特徴とする前記請求項のいずれか記載の方法。
【請求項８】
前記周囲状況データ構成（20）は、気圧Ｐと太陽仰角ｈの関数として決められることを特徴とする前記請求項のいずれか記載の方法。
【請求項９】
前記周囲状況データ構成（20）は、温度と気圧Ｐに依存する飽和湿度rhの関数として決められるようにしたことを特徴とする前記請求項のいずれか記載の方法。
【請求項１０】
前記補正値は周囲温度と湿度センサー温度との間の差ΔＴＵであり、前記ラジオゾンデは温度センサーをさらに含み、かつその方法は前記温度センサーにて周囲温度ＴＴを観測（11）し、実際の周囲状況パラメータ値および前記周囲温度ＴＴ、湿度センサー温度ＴＵの少なくとも一つに相当するΔＴＵにて演算処理（13）し、演算処理された湿度センサー温度ＴＵ、周囲温度ＴＴおよび観測された周囲湿度Ｕｍにてエラー補正した湿度Ｕの演算処理（14）を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか記載の方法。
【請求項１１】
湿度センサー温度ＴＵを演算処理する前に観測した周囲温度ＴＴをエラー補正し、そして湿度センサー温度ＴＵおよびエラー補正した湿度Ｕの演算処理においてエラー補正した周囲温度ＴＴの使用を含むことを特徴とする前記請求項10記載の方法。
【請求項１２】
湿度センサー温度ＴＵは、次の式で算出することを特徴とする請求項10または11記載の方法：
2007511775.tif 000016
但し
ＴＴ＝適切にエラー補正された温度センサーで観測した周囲温度、
ｋＵ＝名目値に関するベンチレーションファクター、
ΔＴＵ＝周囲温度と実際の周囲状況における湿度センサー温度との間の差。
【請求項１３】
エラー補正した湿度Ｕは、次の式で算出することを特徴とする請求項10から12のいずれか記載の方法：
2007511775.tif 000017
但し、
ＴＴ＝適切にエラー補正した温度センサーにて観測した周囲温度、
ＴＵ＝湿度センサー温度
Ｕｍ＝観測された湿度
ｅＷ（ＴＵ）＝温度ＴＵでの飽和蒸気の分圧
ｅＷ（ＴＴ）＝温度ＴＴでの飽和蒸気の分圧
ｅ（ＴＴ）＝温度ＴＴでの実際の蒸気圧
【請求項１４】
異なる周囲状況における湿度観測結果の補正値で構成される前以てフォーム化したデータ構成（35）、その周囲状況は前記データ構成において少なくとも一つの周囲状況パラメータの関数としてまたは少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値に相当する湿度観測結果の補正値を演算処理する手段により前以て決められた数式関数にて構成したメモリー（33）にて決められ、前記周囲状況パラメータは湿度センサーの周囲で影響される変数であり、かつ前記補正値は放射熱交換でのエラー結果を補正して決められ、前記湿度センサーで観測した湿度Ｕｍを受信するおよび少なくとも一つの周囲状況パラメータの実際値を受信する受信手段（32）、前記観測した周囲湿度Ｕｍの手段で直接に間接にエラー補正した湿度Ｕ、および前記データ構成における少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値に相当する補正値または前記数式関数で演算処理された補正値にて演算処理する演算処理手段（31、34）にて構成されることを特徴とする、ラジオゾンデは少なくとも湿度センサーを含み、放射熱交換によるエラー結果に関するラジオゾンデの湿度観測結果を補正するデータプロセス装置（30）。
【請求項１５】
データプロセス装置はラジオゾンデ内に配置されることを特徴とする請求項14によるデータプロセス装置。
【請求項１６】
熱放射変換によるエラー結果に関しラジオゾンデの湿度観測結果を補正するルーチンを備えたコンピュータプログラムであって、そのラジオゾンデは少なくとも湿度センサーを含み、
異なった周囲状況での湿度観測結果の補正値からなる前以てフォーム化されたデータ構成、周囲状況は少なくとも一つの周囲状況パラメータの関数として前記データ構成にて決められ、またはメモリーは少なくとも一つの周囲状況パラメータ値に相当する補正値を演算処理する手段による前以て決められた数式関数により構成され、周囲状況パラメータは湿度センサーの周囲で影響される変数であり、前記補正値は放射熱交換によるエラー結果を補正して決められ、前記コンピュータプログラムは湿度センサーで観測した湿度Ｕｍを受けまた少なくとも一つの周囲状況パラメータの実際値を受けるプログラムコードと、観測された周囲湿度Ｕｍの手段で直接に間接にエラー補正された湿度Ｕを演算処理するためにおよび前記データ構成において少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値に相当する補正値または前記数式関数にて演算処理した補正値するプログラムコードとで構成され、前記コンピュータプログラムが作動時に、これらと交信するようにしたコンピュータプログラム。
【請求項１７】
ストレージ媒体にストアされた請求項16記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ラジオゾンデによる湿度観測結果の補正に関する。
ラジオゾンデは、気象条件を観測する観測装置である。ラジオゾンデは、特殊なガスバルーンにて空気層を通じて地上から上方に上げられ、観測される大気および観測予定の周囲状況も急激に変化する。気象上の観測はラジオゾンデ内の観測装置でなされ、観測される要素は一般に温度、湿度、圧力および風速（および/または位置）である。ラジオゾンデの位置決定は、例えばGPS（グローバルポジショニングシステム）またはローランネットワーク法を基準にしており、さらには風速、風向による位置情報の変化を基に調整される。観測装置の観測データは、さらに処理するためにラジオゾンデ内の送信機と地上装置の受信機を介して送受信される。観測結果の解析は、例えばグランド上またはラジオゾンデ内の適切なコンピュータソフト/アルゴリズムの手段にてなされる。
【０００２】
ラジオゾンデ観測で必要な周囲状況、とりわけ観測は変数のスケールの大きさ、雨、湿度、氷点、結露および過飽和の規模によって難しくなる。観測エラーはラジオゾンデの観側センサーの緩慢さ（時間遅れ）によっても、また太陽輻射、夜間での赤外線（IR）のような大気内で起こる放射熱交換でも起こる。
【０００３】
ラジオゾンデ法で実施される温度観察の正確性改善のために、とりわけ時間遅れ、放射熱交換によって起こった温度観側結果のエラーを除去する開発がなされていた。
【０００４】
湿度観側はより要求が多く、それは湿度観測に上記のエラー項目がある上にさらに温度に依存するからである。湿度観測は、湿度と温度レンジを対応させたもので温度依存（センサーおよび観測された空気は同一温度である）の補正を含んだ観測である。しかし、周知の補正による湿度観測は、直接に間接に放射熱交換からのエラー結果についてラジオゾンデの湿度観察結果の補正を含んだものではない。
【０００５】
気象状態の変化においておよび伝統的な気象の予報および調査における近時の発展は湿度観測結果に対しより厳しい正確さが要求されてきており、特に低水蒸気濃度（成層圏）または高水蒸気含有（上方対流圏）を組み合わせた低温度である上方対流圏および成層圏においては大変な周囲観測がなされる。湿度観測の精度は気象予報において重要な質のファクターになる。
【０００６】
一般に、湿度観測結果は異なるラジオゾンデにて得るが、例えば気象状況について調査、予報が正確ではなかった。したがって、湿度観測結果の正確性の改善が必要とされている。
【０００７】
この発明の一つの目的は、ラジオゾンデの湿度観測結果の補正方法および特に放射熱交換から直接または間接の任意の湿度観測結果の補正方法を提供するものである。一般に、放射熱交換は、短波長太陽輻射または対象物（赤外線）の長波長熱放射で直接、間接の湿度観測エラーを起す。
【０００８】
この発明の基本的な概念は、いわゆる周囲状況パラメータの少なくとも一つの実際値の湿度観測に関連して決められ、また当該実際の周囲状況パラメータ値の手段による湿度観測結果を補正することである。さらに、この発明のある態様での基本的概念は、湿度センサーで観測された湿度記録を補正することであり、演算処理および/または適正なデータ構成でセーブした補正値の手段によるものである。
【０００９】
この発明の第1の特徴によれば、方法は放射熱交換によるエラー結果に関したラジオゾンデの補正湿度観測結果に対し実行され、ラジオゾンデは少なくとも一つの湿度センサーで構成され、前記の方法は前以てフォーム化され異なる周囲状況における湿度観測結果の補正値であるデータ構成からなり、周囲状況は少なくとも一つの周囲状況パラメータの関数としてまたは前以て決められる数式関数として該データ構成において決められ、その手段は少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値に相当する湿度観測結果に対する補正値を演算処理することで可能であり、前記周囲状況パラメータは湿度センサーの周囲で影響の有る変数であり、前記の補正値は放射熱交換によるエラー結果を補正して決定され、前記湿度センサーをもって観測する周囲湿度Ｕｍ、少なくとも一つの周囲状況パラメータ値で決める実際値、および前記観測された周囲湿度Ｕｍとそして前記データ構成または数式関数で演算処理された補正値において前記少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値に相当する補正値との手段により直接に、間接に演算処理するエラー補正された湿度Ｕによるものである。
【００１０】
観測された湿度記録Ｕｍは既に補正され、かつ一または複数の異なるファクターにて換算される。
【００１１】
湿度センサーの周囲で影響される変動の状況下においては、湿度センサーの外部（“outside”）状況を表している。上記の周囲状況パラメータは、例えば湿度測定結果に影響するある種の変数に係っており、それは気圧、周囲温度、湿度、ラジオゾンデの高さ、ラジオゾンデの有効時間、太陽輻射の強さ、太陽の仰角、地球上のラジオゾンデの位置、またはラジオゾンデの上昇速度である。
【００１２】
湿度測定結果の補正値は、例えば湿度に影響するある種の変数によるかを基準にしており、それは気圧、周囲温度、湿度、ラジオゾンデの高さ、ラジオゾンデの有効時間、太陽輻射の強さ、太陽の仰角、地球上のラジオゾンデの位置、またはラジオゾンデの上昇速度である。補正値は次のように決められ、例えば空気圧Ｐ、太陽仰角ｈの関数として、または温度（％rh）による飽和湿度、空気圧Ｐの関数としてである。
【００１３】
この発明の態様によれば、前記補正値は飽和湿度レベルΔrhの補正値であり、エラー補正された湿度Ｕは、少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値に相当するΔＵrhおよび観測された周囲湿度Ｕｍの手段で演算処理されたものである。他の態様では補正値は湿度レベル補正値ΔＵであり、それはエラー補正された湿度Ｕの場合では前記少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値に相当するΔＵと観測された周囲湿度Ｕｍとの手段で演算処理されるものである。
【００１４】
さらにこの発明の他の態様によれば、前記の補正値は周囲温度と湿度センサー温度との差ΔＴＵであり、前記ラジオゾンデはまた温度センサーを含み、方法は次のステップから成っている、即ち前記温度センサーで観測する周囲温度ＴＴ、前記の少なくとも実際の周囲状況パラメータ値に相当するΔＴＵおよび周囲温度ＴＴの手段により演算処理される湿度センサー温度ＴＵ、演算処理された湿度センサー温度ＴＵ、周囲温度ＴＴおよび観測された周囲湿度Ｕｍの手段で演算処理されるエラー補正された湿度Ｕである。エラー補正/補正は周囲温度ＴＴに対して実施され、またエラー補正された周囲温度ＴＴは演算処理された湿度センサー温度ＴＵおよびエラー補正された湿度Ｕに用いられる。
【００１５】
上記のデータ構成は、例えば最適な比較観察によりフォーム化されるものである。比較観測は例えば露点またはレーダ観測にて実施される。データ構成の補正値は周囲温度と湿度センサー温度の差ΔＴＵであり、比較観測は異なる周囲状況下での周囲と湿度センサーの温度を単純に観測するものである。データ構成の周囲温度と湿度センサー温度との差ΔＴＵは、例えば空気圧Ｐおよび太陽仰角ｈの関数として決められるが、しかし他の適切な方法も決定に使用される。データ構成は、例えばテーブル、リスト、ベクトルまたは他の適切なデータ構成でも良い。
【００１６】
この発明の第二の特徴によれば、データ生成装置は放射熱交換によるエラー結果についてラジオゾンデの湿度測定結果の補正に対して履行されるもので、ラジオゾンデは少なくとも湿度センサーを含み、データ生成装置は前以て構成されたデータ構成にて成り、それは異なる周囲状況において湿度測定結果の補正値から成り、周囲状況は少なくとも一つの周囲状況パラメータの関数として前記データ構成において決められ、またはメモリーは前以て決めた数式関数にて構成され、それは少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値に相当する湿度観測結果の補正値を演算処理する手段でなされており、前記の周囲状況パラメータは湿度センサーの周囲で影響される変数であり、補正値は放射熱交換でのエラー結果を補正して決められ、前記湿度センサーで観測した湿度Ｕｍおよび少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値を受ける受信手段、前記観測された周囲湿度Ｕｍおよび前記データ構成における少なくとも一つの周囲状況パラメータに相当する補正値または数式関数にて演算処理した補正値の手段にて直接、間接にエラー補正した湿度Ｕの処理のための演算処理手段でなされる。
【００１７】
この発明によるデータプロセス装置は、例えば多目的コンピュータ、プロセッサー、またはサーバのような適切な装置類である。当該データプロセス装置はその総てがまたは一部がラジオゾンデ内に位置する。
【００１８】
この発明の第三の特徴によれば、コンピュータプログラムはコンピュータが稼動している際に放射熱交換によるエラー結果に関しラジオゾンデの湿度観測結果の補正をなすルーチンを備えて実行処理し、ラジオゾンデは少なくとも湿度センサーを含み、前記コンピュータプログラムは異なる周囲状況での湿度観測結果の補正値からなる前以てフォーム化されたデータ構成と交信し、周囲状況は少なくとも一つの周囲状況パラメータの関数とする前記データ構成にて決められ、メモリーは前以て決められた数式関数にて構成されるもので、それは少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値に相当する補正値を演算処理する手段であり、前記周囲状況パラメータは湿度センサーの周囲において影響される変数であり、そして前記補正値は放射熱交換によるエラー結果を補正することで決められ、前記コンピュータプログラムは前記湿度センサーで観測された湿度Ｕｍおよび少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値を受けるためのプログラムコードで構成され、および前記観測された周囲湿度Ｕｍと前記データ構成における少なくとも一つの周囲状況パラメータの値に相当する補正値または数式関数にて演算処理された補正値との手段で直接、間接にエラー補正された湿度Ｕを処理するためのプログラムコードとしたものである。
【００１９】
この発明によるコンピュータプログラムは、次のように実行処理するもので、例えば適切なストレージ媒体にセーブされたコンピュータプログラム体として、適切なデータ処理装置またはラジオゾンデに一体化したソフトウエアとしてある。
【００２０】
この発明は添付した図面を参照して例示をもってより詳細に説明される。
この発明の態様による方法での一般的なレベルで、周囲湿度のための観測した値Ｕｍを得るためにラジオゾンデ内に入れられた湿度センサーにていわゆる標準湿度観測がされる。同様な状況にて、少なくとも一つの周囲状況パラメータの実際値を決めている。よって、観測された周囲湿度Ｕｍおよび周囲状況パラメータ（複数のパラメータ）の実際値をもって直接に、間接にエラー補正された湿度Ｕの演算処理がされる。
【００２１】
周囲状況パラメータ、例えば圧力、環境温度、湿度、ラジオゾンデの高度、ラジオゾンデのサウンド時間、太陽輻射の強さ、太陽仰角、地球上のラジオゾンデの位置あるいはラジオゾンデの上昇速度のような変動に影響される湿度観測結果をベースにしている。
【００２２】
周囲状況のパラメータ値の決定は、直接に、間接に例えばラジオゾンデ内に配置された第２の観測センサーまたは周囲状況パラメータ値をもって遂行され、ラジジオゾンデから独立したソースから得られる。例えば、周囲状況パラメータとして使用される太陽仰角は、月日と時間に依存し、そしてラジオゾンデおよびその中で遂行された観測から独立している。
【００２３】
周囲状況パラメータ（複数のパラメータ）の実際値は、エラー補正湿度の算出に直接使用される。例えば、周囲状況パラメータ値に依存した適切な関数、公式そして観測された読取湿度はこの目的のために使用される。これに代えて、周囲状況パラメータの実際値は間接的に使用しても良い。周囲状況パラメータの手段による間接的な処理は、周囲状況パラメータ値またはある種追加のパラメータあるいはファクター、適切な数式関数の値に相当する手段による中間結果での処理を意味する。
【００２４】
この発明の態様による解決策は、データ構成が前以てフォーム化されており、つまりデータ構成は異なる周囲状況における湿度観測結果の補正値にて構成され、その周囲状況は少なくとも一つの周囲状況パラメータの関数としてそのデータ構成内に決められ、そしてエラー補正湿度Ｕは、観測された周囲湿度Ｕｍとそのデータ構成における最新の周囲状況に相当する補正値の手段にて直接に、間接に演算処理される。その補正値は、例えば補正ファクターであり、実際値は乗法または補正値と実際値との差により演算処理され、それにより実際値は合計をもって演算処理される。この態様の特殊性はこの明細書の末尾にて議論される。
【００２５】
この発明の他の態様において、適切な数式関数が前記のデータ構成に代えて使用される。よって、少なくとも一つの現周囲状況パラメータ値に相当する湿度観測結果の補正値は、数式関数を持って演算処理され、補正された湿度Ｕは前記の観測された周囲湿度Ｕｍおよび処理された補正値の手段にて直接に、間接に演算処理される。
【００２６】
この発明の一つの態様は、主として解析と湿度センサーと周囲間の温度差ΔＴＵの手段にて放射熱交換により生じたエラー補正をベースにしている。実際の湿度Ｕは、湿度センサー温度ＴＵとセンサーが観測した湿度Ｕｍの関数である。
2007511775.tif 000003
【００２７】
公知手段の解決策においては、周囲温度と湿度センサー温度とが互いに一致するということが特に考えられる。注意すべきであったのは湿度観測結果で本質的に起こるエラーであり、それは観測環境の影響として起こる放射熱交換の影響による湿度センサー温度と周囲温度間の違いによるものと考えられる。この発明にあっては、湿度センサー温度と周囲温度間の違いは、解析と湿度観側結果の補正が考慮されている。
図１は、ラジオゾンデ湿度観測結果の補正を行うこの発明の態様による方法のフローダイアグラムを示す。
【００２８】
ステップ10において、テーブルは異なる周囲状況下で周囲温度と湿度センサー温度（周囲温度に関するＴＵの補正値）間の温度差ΔＴＵを前以て表したものである。このテーブルの内容は後の図２の関係でより詳細に述べる。
【００２９】
ステップ11において、周囲温度ＴＴはラジオゾンデの温度センサーで観測される。観測された周囲温度ＴＴは放射熱交換および/または時間遅れのようなエラーファクターの違いによる状況に優先して補正される。温度観測の放射熱交換補正は専門誌で扱われている。例えばジェームスケイルアーズの“温度エラー、バイサラRS90ラジオゾンデ”（Temperature  Error  of  Vaisala  RS90  in  Journal  of  Atmospheric  and  Oceanic  Technology、  Vol.14、Nro  ６、December  1997、pp.1520-1532）である。実際には、観測された周囲温度ＴＴは可能な限り正確に実際の周囲温度に等しく補正される。一つにはまたエラー補正のない観測結果を用いるが、この場合温度観測のエラーは湿度観測のエラー補正が繰返される。次に、周囲湿度Ｕｍは、ステップ12の湿度センサーで観測される。観測された湿度Ｕｍは、湿度センサーにて得られた標準観測結果である。
【００３０】
ステップ13において、湿度センサーの温度ＴＵは、ステップ10におけるテーブルおよび周囲温度ＴＴ（より正確な結果を成し遂げるためのＴＴの補正値が使用されても良い）の手段にて前以て処理されたものである。テーブルから湿度観測の遂行（Ｕｍの観測）時に優先される周囲状況に相当するΔＴＵ値が見られ、その値はＴＵ処理に使用される。
【００３１】
湿度センサー温度ＴＵは例えば次のような方法で算出される：
2007511775.tif 000004
即ち
ＴＴ＝エラー補正に優先する周囲温度
ｋＵ＝名目上の値と比較したベンチレーションファクター
ΔＴＵ＝現（名目上のｋＵ）周囲状況における周囲温度と湿度センサー温度（周囲温度に関した補正）間の差
【００３２】
必要なら、不明のΔＴＵ値はｋＵに加えて、さらに熱力学的ファクターに影響する関係で補正しても良い。
【００３３】
ベンチレーションファクターｋＵは、ベンチレーションが変化したときの空気とセンサー間の熱伝導ファクターの変化を説明している。ΔＴＵの表面化した（名目上の）値は正確な（名目上の）ベンチレーションファクターに相当し、そしてベンチレーションファクターは現実と名目状態間でのベンチレーションファクターの変化として説明される。
2007511775.tif 000005
【００３４】
即ち
v＝ラジオゾンデの実際の上昇速度
v0＝５-６ｍ/秒の速度であるラジオゾンデの名目上の上昇速度
a＝定数（例えば１以外の）
b＝定数（使用したセンサーの特性による例えば−0.５のオーダー）
【００３５】
ラジオゾンデの実際の上昇速度はある特定期間で決められ、例えばラジオゾンデの高度は気圧Ｐ、温度Ｔそして湿度Ｕに基づき時間のあるところで演算処理され、したがって上昇速度は当該ある時点間の時間差で分割されるある時点間の変化である。テーブルに対し、名目上のラジオゾンデ上昇速度は次のように決められていた。つまり、ゾンデが気流で運ばれる際のベンチレーション速度に相当する速度であり、観測の観点から都合の良い平均上昇速度の概念を基にしている。
ベンチレーションファクターｋＵもまた次のような方法で（熱伝導状態での他の適切な近似値を基にした）決められる：
2007511775.tif 000006
【００３６】
即ち
P＝気圧
t＝時間
また他の適切な方法がベンチレーションファクターｋＵの決定に使用される。例えば、一つに熱力学的であるベンチレーションファクターを考慮し、プレート状（湿度センサー）およびシリンダー状（温度センサー）物体の熱変換は、温度観測のベンチレーションファクターｋTと一般的に異なる湿度観測のベンチレーションファクターｋＵの違いがある。
【００３７】
図１におけるフローチャートにおいて、ステップ13の周囲温度ＴＴおよび観測された湿度Ｕｍ（ＴＴの補正した値を使用してもよい）で決定された湿度センサー温度ＴＵの手段でエラー補正された湿度Ｕをステップ14にて処理する。エラー補正された湿度は、例えば次のように演算処理される：
温度Ｔにおける湿度Ｕについては次の式にて決定される。
2007511775.tif 000007
【００３８】
即ち
ｅＷ(Ｔ)＝温度Ｔにおける飽和した水蒸気（飽和蒸気圧）の分圧
ｅ＝温度Ｔにおける実際の蒸気圧
【００３９】
定義に従い観測された湿度は次のように成る、
2007511775.tif 000008
実際の蒸気圧ｅは、基本的な定義による公式にて上記計算されたｅに代わって処理してもよく、一つは補正された実際の湿度Ｕが次のように得られる：
2007511775.tif 000009
【００４０】
即ち
ＴＴ＝適切にエラー補正された温度センサーで観測された周囲温度
ＴＵ＝湿度センサー温度
Ｕｍ＝観測された湿度
ｅＷ（ＴＵ）＝温度ＴＵにおける飽和水蒸気の分圧
ｅＷ（ＴＴ）＝温度ＴＴにおける飽和水蒸気の分圧、および
ｅ（ＴＴ）＝温度ＴＴにおける実際の蒸気圧
【００４１】
飽和水蒸気の分圧ｅＷは、例えば広く気象学分野で知られているウクスラーハイランドに近似したもので決定される。しかし、当業者によって明らかな他の近似手法もまたこの発明の範囲内で使用することができる。
【００４２】
図２は、湿度センサー温度と周囲（周囲温度に関するＴＵの補正値）温度間の違いΔＴＵをこの発明の態様に従いデータ構成20で説明している。湿度センサーの日中の温度は、空気の温度よりも高く、また状況が反対になる夜間よりも高い。
【００４３】
このデータ構成は、例えば周囲温度上の異なる周囲状況比較観測とこれらの温度における異なるデータ構成をフォーム化することが可能なある手段による湿度センサー温度で構成される。
【００４４】
これに代えて、次のようなデータ構成のフォーム化が有用である。例えば適切な露点センサー観測または大気レーダ観測であり、あるいは可変を必要とする他の適切な方法が見出されたものでも良い。データ構成に対して必要な温度差値はラジオゾンデの湿度センサーにて異なる周囲状況湿度における観測と比較により間接的に決められ、比較および使用されたセンサーの知られたエラーファクターである比較湿度の供給のために適切な湿度観測方法が観察される。さらに、夜間および日中にて実施された観測の湿度観測差が使用される。よって、テーブルの値は、ラジオゾンデの湿度観測結果と実際の湿度の差を元に差し引かれる。この処置は賢明であり、実際の湿度が供給される観測は実施する事が困難かおよび/または高価だからであり、よって継続した観測には不経済な方法が使用されることになる。
【００４５】
上記の大気レーダ例えばダイアルアンドレイマンライダー（DIAL and RAMAN Lider）または露、霜点センサーで実施した観測は、気象学上の分野において一般に知られており、ここでは詳細を論じない。
【００４６】
データ構成20において、周囲状況は気圧Ｐおよび太陽仰角ｈの関数として変動する。水平軸は気圧Ｐを、垂直軸は太陽仰角ｈを示している。太陽仰角は気象学上の既知の変数であり、位置、日、時間の関数として変動し、そして気圧はラジオゾンデ内で一般的に観測された変数であり、そうすると実際の湿度観測に相当するΔＴＵの値はデータ構成内において直接に利用できる。
【００４７】
データ構成のセルは温度差ΔＴＵに対する仮定値で現われる。例えば、太陽仰角-７（太陽は水平線の７度以下、つまり夜間である）気圧が1000ｈPa、温度差ΔＴＵは一般に０℃（または０℃を少し下回り、夜間の赤外放射は気圧レベルによる）である。よって、センサーは実際上観測する空気温度よりも低い。太陽仰角90に相当する温度差ΔＴＵそして気圧３ｈPa、例えば10℃である。したがって、温度差は明らかに変化している。温度差、つまりΔＴＵの補正値は空気温度に関して上昇方向であり、それは太陽の輻射がセンサーを暖めるからである。一つの注意すべきところは、データ構成の値の実際の適用において現われている値からそれることがあり、それはデータ構成の値の実際の適用では当該周囲状況において実施された観測を基にしたからである。
【００４８】
図２のデータ構成20に現われた値は他の適切なデータ構成でセーブされ、例えば（リンクされた）リストまたはベクトルである。
【００４９】
この発明の態様に従い、補正テーブルの補正値は飽和湿度レベルΔrhの補正値であり、そしてエラー補正湿度Ｕは少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値および観測された周囲湿度Ｕｍに相当するΔＵrhにより演算処理される。
【００５０】
飽和湿度レベルΔＵrhの補正値は、補正テーブルにて決められるもので、例えば太陽仰角ｈ＝90に対し例えば温度に依存する飽和湿度Ｕrhおよび現われている気圧Ｐの関数としてである。したがって、飽和湿度レベルΔＵrh’は次の式にて演算処理される：
2007511775.tif 000010
【００５１】
即ち
ｋＵ＝名目値と比較したベンチレーションファクター
ｎ＝太陽仰角ｈおよび気圧Ｐの関数とする標準化した可変変動
ΔＵrh＝表から得られた実際（名目上ｋＵ）の環境状況における飽和湿度レベル補正値
【００５２】
必要なら、当該ΔＵrhの値はｋＵに加えて他の熱力学的影響の関係でまた補正される。
エラー補正湿度Ｕは観測された湿度レベルの観察で処理され、例えば次の公式からである：
2007511775.tif 000011
【００５３】
即ち
Ｕｍ＝観測された湿度
Ｕrh＝飽和湿度レベル
ΔＵrh’＝飽和湿度レベル％rhの最終補正
【００５４】
飽和湿度レベルΔＵrhの補正値は、太陽仰角ｈおよび気圧Ｐの関数として補正テーブルにて決定される。よって最終湿度補正ΔＵrh’は例えば次の式にて演算処理される：
2007511775.tif 000012
【００５５】
即ち
ｋＵ＝名目値と比較したベンチレーションファクター
ΔＵrh＝テーブルから得られた実際（名目上のｋＵ）周囲状況における湿度レベル補正値
【００５６】
必要なら、当該ΔＵrhの値はｋＵに加えて他の熱力学的影響の関係でまた補正される。
エラー補正した湿度は例えば次の式から演算処理される：
2007511775.tif 000013
【００５７】
即ち、
Ｕｍ＝観測された湿度
Ｕrh＝飽和湿度レベル
ΔＵrh’＝飽和湿度レベル％rhの最終補正
【００５８】
発明の態様によれば、補正テーブルの補正値は飽和湿度ΔＵ（例えば観測した周囲湿度Ｕｍのパーセンテージとして）の直接の補正値であり、それはエラー補正された湿度Ｕの場合少なくとも一つの周囲状況パラメータ値および観測された周囲湿度Ｕｍに相当するΔＵの手段にて演算処理されるものである。
【００５９】
湿度レベルΔＵの補正値は補正テーブルにて決められ、例えば気圧Ｐ、太陽仰角ｈの関数としてである。よって最終湿度補正はΔＵ’は例えば次の式で演算処理される：
2007511775.tif 000014
【００６０】
即ち
ｋＵ＝名目値に関するベンチレーションファクター
ΔU＝テーブルから得られた実際（名目のｋＵ）周囲状況でのパーセンテージにおける湿度レベル補正値
【００６１】
必要なら、当該ΔＵrhの値はｋＵに加えて他の熱力学的影響の関係でまた補正される。
エラー補正した湿度は例えば次の式から演算処理される：
2007511775.tif 000015
【００６２】
即ち
Ｕｍ＝観測された湿度
ΔＵ’＝パーセンテージで補正された最終湿度
【００６３】
図３は、この発明の態様によるデータプロセス装置30の簡略化したブロックダイヤグラムであり、データプロセス装置は例えばラジオゾンデ内に配置された多目的コンピュータ、サーバである。
【００６４】
データプロセス装置30は、プロセスユニット31とそれぞれに接続されたI/Oインターフェイス32にて構成され、データプロセス装置はインターフェイスを介してワイヤまたはワイヤレスいずれかのデータ伝送により他の装置との情報交換がされ、データがデータプロセス装置に入力され、またデータプロセス装置がデータを出力する。I/Oインターフェイスは、ユーザインターフェイス（ＵＩは図に示していない）にて構成され、例えばデイスプレイ、キーボードそしてデータプロセス装置による他のコントロール装置（図示しない）が使用される。この発明は、ラジオゾンデのようなユーザインターフェイスを有しない装置に有用である。
【００６５】
プロセスユニット31は、プロセッサ（図示しない）、メモリー33および該プロセッサ内で作動を得るためにメモリー内にストアされたコンピュータプログラム34で構成されている。コンピュータプログラム34によれば、プロセッサはラジオゾンデの湿度観測結果を補正するルーチンを生成するデータプロセス装置を制御し、特に放射熱交換からのエラー結果に関してなされる。
【００６６】
データプロセス装置は、湿度センサーにて観測した湿度Ｕｍおよび少なくとも一つの周囲状況パラメータの実際値を受けるように制御される。データプロセス装置は、ラジオゾンデから直接ラジオゾンデの測定結果を受信するためのラジオ受信機で構成されるか、または観測結果がI/Oインターフェイス32を介してデータプロセス装置に入力されるようにしても良い。さらにデータプロセス装置は、観測された周囲湿度Ｕｍおよび受信した少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータの手段で直接に間接にエラー補正した湿度Ｕを処理するために制御される。
【００６７】
この発明の一態様において、メモリー33には前以てフォーム化したテーブル35がさらにストアされ、それは異なった周囲状況での湿度測定結果の補正値からなり、その周囲状況は少なくとも一つの周囲状況パラメータの関数として決められるものである。したがって、コンピュータプログラム34は、観測された周囲湿度Ｕｍおよび少なくとも一つの周囲状況パラメータに相当するテーブル35で言及された補正値の手段にて直接に間接にエラー補正された湿度Ｕを処理するためのプロセッサを制御する。
【００６８】
この発明の他の応用では、コンピュータプログラム34は、受けた少なくとも一つの実際の周囲状況パラメータ値に相当する湿度観測結果の補正値を演算処理するためにプロセッサを制御するものであり、前以て決められた数式関数の手段によるもので、また演算処理するエラー補正された湿度Ｕの算出における演算処理された補正値を使用するためである。
【００６９】
この発明の他の例によれば、データプロセス装置はラジオゾンデ内の温度センサーで観測した周囲温度を受けるように制御される。さらに、データプロセス装置は周囲温度ＴＴおよびテーブル35の手段で湿度センサー温度ＴＵを処理するために制御され、該テーブルは周囲温度と、異なる周囲状況での湿度センサー温度との間の差ΔＴＵで構成され、かつ湿度センサー温度ＴＵ、周囲温度ＴＴおよび計測された湿度Ｕｍの手段にてエラー補正された湿度Ｕを処理するために制御される。
【００７０】
この発明の詳細は優位な態様に関連した例により既に述べられたが、これの例示にのみ発明が限定されるものではない。先行する技術にて明らかなように、この発明はここに述べられた詳細に制限されるものではなく、またこの発明は発明の特徴を逸脱しない他の方法で実施しても良い。この発明の実施と利用可能性は添付の特許請求の範囲によってのみ制限される。この発明の請求項より制限された実施の選択およびその均等範囲での実施は発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一態様による方法のフローダイヤグラムである。
【図２】本発明の一態様による湿度センサーの温度と周囲間の温度の違いをデータ構成により示した図。
【図３】本発明によるデータ処理装置の単純化したブロックダイアグラムである。
【符号の説明】
【００７２】
10：フォーム化
11、12：観測
13、14：演算処理
20：データ構成
【図１】
2007511775.tif 000018
【図２】
2007511775.tif 000019
【図３】
2007511775.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月28日(2005.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射熱交換によるエラー結果に関するラジオゾンデの湿度観測結果を補正する方法であって、ラジオゾンデは少なくとも湿度センサーおよび温度センサーを含み、
異なる周囲状況における湿度観測結果に対して補正値を決定し、その補正値は前以てフォーム化（10）したデータ構成（20）または前以て決められた数式関数の手段で演算処理されて用意されたものであり、前記周囲状況は少なくとも一つの周囲状況パラメータの関数として決定され、その周囲状況パラメータは湿度センサーの周囲で影響される変数であり、かつ前記補正値は放射熱交換によるエラー結果の補正にて決められ、
湿度センサーにて周囲湿度Umを観測（12）し、
少なくとも一つの周囲状況パラメータを決め、
前記温度センサーにて周囲温度ＴＴを観測（11）し、
前記観測された周囲温度ＴＴおよび前記観測された周囲温度ＴＴと湿度センサー温度ＴＵとの差ΔＴＵでかつ前記少なくとも一つの周囲状況パラメータの決定された実際値に相当する補正値の手段で湿度センサー温度ＴＵを演算処理（13）し、
演算処理された湿度センサー温度ＴＵ、観測された周囲温度ＴＴ、観測された周囲湿度Umの手段にてエラー補正された湿度Ｕを演算処理（14）するステップからなる方法。
【請求項２】
周囲状況パラメータが、圧力、周囲温度、湿度、ラジオゾンデの高度、ラジオゾンデのサウンド時間、太陽輻射の強さ、太陽仰角、地球上のラジオゾンデの位置あるいはラジオゾンデの上昇速度のような湿度観測結果に影響するする少なくとも一つの変数であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
周囲温度ＴＴと湿度センサー温度ＴＵとの差ΔＴＵは比較観測を基に決定されることを特徴とする前記請求項いずれか記載の方法。
【請求項４】
周囲温度ＴＴと湿度センサー温度ＴＵとの差ΔＴＵは気圧Ｐと太陽仰角ｈの関数として決められることを特徴とする前記請求項いずれか記載の方法。
【請求項５】
周囲温度ＴＴと湿度センサー温度ＴＵとの差ΔＴＵは温度と気圧Ｐによる飽和湿度rhの関数として決められることを特徴とする前記請求項いずれか記載の方法。
【請求項６】
湿度センサー温度ＴＵを演算処理する前に観測した周囲温度ＴＴのエラー補正し、
湿度センサー温度ＴＵおよびエラー補正した湿度Ｕの演算処理においてエラー補正された周囲温度ＴＴを使用する、ことを含む方法であることを特徴とする前記請求項いずれか記載の方法。
【請求項７】
湿度センサー温度ＴＵは、次の式で算出することを特徴とする前記請求項いずれか記載の方法：
2007511775.tif 000021
但し
ＴＴ＝適切にエラー補正された温度センサーで観測した周囲温度、
ｋＵ＝名目値に関するベンチレーションファクター、
ΔＴＵ＝周囲温度と実際の周囲状況における湿度センサー温度との間の差、
【請求項８】
エラー補正した湿度Ｕは、次の式で算出することを特徴とする前記請求項のいずれか記載の方法：
2007511775.tif 000022
但し、
ＴＴ＝適切にエラー補正した温度センサーにて観測した周囲温度、
ＴＵ＝湿度センサー温度
Um＝観測された湿度
ｅＷ（ＴＵ）＝温度ＴＵでの飽和蒸気の分圧
ｅＷ（ＴＴ）＝温度ＴＴでの飽和蒸気の分圧
ｅ（ＴＴ）＝温度ＴＴでの実際の蒸気圧
【請求項９】
異なる周囲状況における湿度観測結果に対する補正値で構成されるメモリー（33）、その補正値は前以てフォーム化したデータ構成（35）に用意され、またメモリー（33）内にストアされた前以て決められた数式関数の手段で演算処理され、その周囲状況は少なくとも一つの周囲状況パラメータの関数として決められ、前記周囲状況パラメータは湿度センサーの周囲で影響される変数であり、かつ前記補正値は放射熱交換でのエラー結果を補正して決められ、
前記湿度センサーで観測した周囲湿度Um、前記温度センサーで観測した周囲温度ＴＴおよび少なくとも一つの周囲状況パラメータの実際値を夫々受信する受信手段（32）、
前記観測された周囲温度ＴＴと、観測された周囲温度ＴＴと湿度センサー温度ＴＵとの差ΔＴＵでかつ前記少なくとも一つの周囲状況パラメータの実際値に相当する補正値の手段で湿度センサー温度ＴＵを演算処理するためと、および演算処理された湿度センサー温度ＴＵ、観測された周囲温度ＴＴ、観測された周囲湿度Umの手段にてエラー補正された湿度Ｕを演算処理するためとの演算処理手段（31、34）、にて構成されることを特徴とする、ラジオゾンデは少なくとも湿度センサー、温度センサーを含み、放射熱交換によるエラー結果に関するラジオゾンデの湿度観測結果を補正するデータプロセス装置（30）。
【請求項１０】
データプロセス装置はラジオゾンデ内に配置されることを特徴とする請求項９によるデータプロセス装置。
【請求項１１】
熱放射変換によるエラー結果に関しラジオゾンデの湿度観測結果を補正するルーチンを備えたコンピュータプログラムであって、そのラジオゾンデは少なくとも湿度センサーおよび温度センサーを含み、
異なった周囲状況での湿度観測結果の補正値からなるメモリー、前記補正値は前以てフォーム化されたデータ構成で用意され、
異なる周囲状況における湿度観測結果に対する補正値で構成されるメモリー、その補正値は前以てフォーム化したデータ構成に用意され、またメモリー内にストアされた前以て決められた数式関数の手段で演算処理され、その周囲状況は少なくとも一つの周囲状況パラメータの関数として決められ、前記周囲状況パラメータは湿度センサーの周囲で影響される変数であり、かつ前記補正値は放射熱交換でのエラー結果を補正して決められ、前記コンピュータプログラムは：
前記湿度センサーで観測された周囲湿度Umと、前記センサーで観測された周囲温度ＴＴおよび少なくとも一つの周囲状況パラメータの実際値とを受信するプログラムコードと、
観測された周囲温度ＴＴと、観測された周囲温度ＴＴと湿度センサー温度ＴＵとの差ΔＴＵでかつ前記少なくとも一つの周囲状況パラメータの実際値に相当する前記補正値の手段で湿度センサー温度ＴＵを演算処理するための、また演算処理された湿度センサー温度ＴＵ、観測された周囲温度ＴＴ、観測された周囲湿度Umの手段にてエラー補正された湿度Ｕを演算処理するためのプログラムコードで構成され、
前記コンピュータプログラムが作動時に、これらと交信するようにしたコンピュータプログラム。
【請求項１２】
ストレージ媒体にストアされた請求項11記載のコンピュータプログラム。
【国際調査報告】
2007511775.tif 000023
2007511775.tif 000024