ChatGPT 生成的无线电探空仪图像。当然，它看起来一点也不像真正的无线电探空仪，但主题是准确的。

无线电探空仪是大气科学的重要仪器，为天气预报、气候研究和军事行动提供关键数据。这些由电池供电的轻型设备由气象气球携带升空，用于测量温度、压力和湿度等大气参数。rawinsonde是这一技术的延伸，它还可以通过跟踪风在大气层上升过程中的位置来测量风速和风向。自发明以来，它们共同极大地推动了气象科学的发展。

无线电探空仪于 20 世纪 20 年代由法国气象学家罗伯特-布劳博（在气象学家圈子里被称为气象局--大笑）发明，1930 年由俄罗斯工程师帕维尔-莫尔查诺夫（Pavel Molchanov）独立发明。莫尔恰诺夫的版本被认为是第一个实用设计，于 1930 年 1 月 30 日发射升空。它通过无线电信号将温度和压力数据传回地球，实现了实时大气剖面测量。后来又开发出了rawinsonde，它结合了跟踪系统，通过确定仪器相对于发射场的位置来记录风力数据。这一创新需要无线电测向和雷达技术的进步。

用于大气测量的现代仪器由全球多家公司生产，包括 Vaisala（芬兰）、洛克希德-马丁（美国）、Meteolabor（瑞士）和 Meisei Electric（日本）。这些公司设计的工具精度高、经久耐用，能够承受恶劣的大气条件。维萨拉公司是领先的制造商之一，一直是这一领域的先驱，推出的 RS 系列仪器被气象机构广泛使用。

虽然这两种设备的设计和测量能力相似，但它们在附加功能上有所不同。无线电探空仪通常包括温度、湿度和压力传感器，这些传感器与发射器相连，发射器将数据发送到地面接收器。相比之下，原始探空仪在具备这些功能的同时，还增加了 GPS 或无线电经纬仪系统，用于风力测量。通过跟踪其运动，可以计算出不同高度的风速和风向，从而提供完整的大气剖面图。

这些仪器是利用充满氦气或氢气的气象气球发射的，气球上升高度可达 35 公里（115,000 英尺）。在上升过程中，它们不断将数据传回地面站。一般不计划回收，因为这些装置的设计是一次性的，成本低，回收困难。不过，一些先进的系统会安装降落伞来减缓下降速度，以便偶尔进行回收。

获得的测量数据包括温度、相对湿度、大气压力、风速和风向。这些数据对于了解天气模式、预测风暴和研究气候变化至关重要。机上通常使用热敏电阻、电容式湿度计和气压计等仪器。在风力跟踪方面，则使用全球定位系统接收器或雷达反射器。

这些工具的历史发展反映了气象科学的演变。20 世纪 30 年代的早期实验为常规高空观测奠定了基础。第二次世界大战期间，军方广泛使用它们来改进炮兵瞄准和航空安全。战后的进步带来了微型化和更高的精度，使其成为气象学的标准工具。20 世纪 60 年代，雷达和全球定位系统技术的采用实现了全面的风力测量，使其得到广泛应用。

它们的应用遍及军事、民用、工业和研究领域。在军事领域，它们为导弹弹道计算、飞行规划和监视提供重要数据。民用领域包括天气预报和备灾，准确的大气数据是不可或缺的。工业应用包括监测石油钻探和建筑等活动的大气条件。研究机构利用这些仪器研究大气现象，验证卫星数据，改进数值天气预报模型。

这些大气测量设备不仅可以通过气球发射，还可以通过火箭、飞机和无人机发射，具体取决于应用和所需的数据分辨率。火箭探空仪用于气球无法到达的高空测量，而飞机和无人机则可以在特定区域进行有针对性的观测。成本各不相同，基本型的价格约为每台 200-500 美元，而配备全球定位系统或专用传感器的高级型号价格可能要高得多。