ラジオゾンデによる高層気象観測の変遷

気圧・気温・湿度センサとこれらの測定値を送信するための無線送信器等で構成されるラジオゾンデを自由気球に取り付けて飛揚する高層気象観測は、1944年から開始しました。ラジオゾンデは、電子技術の進展に合わせて改善され、測定精度も向上しました。

☆中央気象台1号型ラジオゾンデ

最初のラジオゾンデは、中央気象台1号型と呼ばれ、空ごう気圧計、バイメタル温度計と毛髪湿度計の器械的変化を送信周波数の変化に換えて測定するものです。このラジオゾンデは搬送周波数変化式のため、気圧、気温、湿度に1つずつ送信器があって、地上の短波受信機もそれぞれ専用のものを3台必要としました。センサ等の収容箱には軽い桐箱が利用され、電源は注液式の電池が使用されました。

☆符号式ラジオゾンデ

符号式ラジオゾンデの計器部はセンサ部と符号発生部で構成されます。計器部は、空ごう気圧計、バイメタル温度計および毛髪湿度計の器械的変化をペン機構で拡大し、モーターで回転する接点板上をペンが移動すると要素の値に応じた所定のモールス符号を発生します。上空の気圧、気温、湿度の観測値は、このモールス符号を受信して求められます。電源は、始め注液式の電池を使用しましたが、その後注水式の電池に移行しました。

符号式ラジオゾンデの計器部は1949年から1981年まで30年以上に渡って使用されました。符号式ラジオゾンデは、402MHz帯の周波数を使用していましたが、1957年頃から方向探知機で自動追跡が可能な周波数1,680MHzを使用するようになりました。

☆エコーゾンデ

エコーゾンデは、高層風の観測精度向上のために開発されたもので、符号式ラジオゾンデの計器部と受信器および送信器等で構成されます。エコーゾンデは、地上装置から発射された送信パルスを受信して送信器からパルス電波を返信するもので、地上アンテナとゾンデ間の距離（直距離）を電波の往復時間から測定します。高層風の観測は、この直距離と方向探知機の角度からゾンデの位置を求めて行います。エコーゾンデによる観測は、1962年から1981年まで、主に09時の観測時に行っていました。

☆変調周波数変化式レーウィンゾンデ

変調周波数変化式レーウィンゾンデは、計算機による自動処理が可能なゾンデとして開発されました。変調周波数変化式レーウィンゾンデのセンサは、気圧、気温、湿度の変化を抵抗または静電容量の変化として測定します。測定値は周波数変換回路で周波数に変換され、搬送周波数1,680MHzを変調して地上に伝送されます。地上では、パラボラアンテナを用いた自動追跡型方向探知機でレーウィンゾンデを追跡・受信して、周波数を抵抗または静電容量に変換し気圧、気温、湿度を観測するとともに高層風も観測します。

☆RS2-80型レーウィンゾンデ

気圧センサは抵抗接点式空ごう気圧計を、気温センサはサーミスタ温度計を、湿度センサにはカーボン湿度計を使用し、気象要素の変化をすべて抵抗の変化として測定します。RS2-80型レーウィンゾンデによる高層気象観測は、1981年3月から1992年9月まで行われました。

☆RS2-91型レーウィンゾンデ

気圧センサは静電容量変化式空ごう気圧計で、気圧の変化を静電容量の変化として測定します。気温センサはサーミスタ温度計で、気温の変化を抵抗の変化として測定します。また、湿度センサは静電容量型高分子膜湿度計で、湿度の変化を静電容量の変化として測定します。RS2-91型レーウィンゾンデは、1992年10月から使用を開始し、2009年11月まで使用されていました。