RAPTOR® XBS-BL Boundary Layer Radar Wind Profiler

移動式剖風儀雷達為颱風洪水研究中心於2015年購置，使用1290MHz(L波段)量測大氣垂直風場剖面。主要觀測原理依據都卜勒效應運作，透過發射電磁波，並接收從大氣中散射回來的訊號，並透過VAD(Velocity Azimuth Display)方法，將徑向風反演成三維風場。相位陣列天線透過仰角約67度的六個不同方向波束進行三維風場觀測，另外還有一個垂直指向波束，可提供大氣垂直速度的觀測。晴空回波指的是在無降水的條件下，雷達波束因為大氣中折射率不均勻產生的散射信號，晴空回波使得剖風儀即便在無雲或乾燥的大氣條件下，仍能提供風場資料，因此又稱為晴空雷達(Clear Air Radar)。天線周圍裝設的是雜訊抑制網(Clutter Suppression Fence)，可減少近地面的雜訊，或是由旁波瓣(side lobe)引起的干擾，改善資料品質提升信噪比(SNR)。

實驗室早期也有一套整合探空系統ISS，可參考『台灣先進氣象觀測儀器與相關研究』。

即時觀測資料展示：https://obs.pblap.tw/windProf.php

Radiosonde 無線電探空儀、Vaisala Sounding System MW41

ＭＷ41探控系統包含地面接收站、無線電與地面GPS天線、RS41-SGP探空儀、高空氣球。無線電探空儀施放前需經過地面校正，施放時掛載在填充氦氣之200g高空氣球下，以4-6m/s之速度上升，探測各高度之氣壓、溫度、濕度，而探空儀上GPS定位除了獲取高度與經緯度資訊外，觀測系統接收後，經由換算便可得知各層風向風速。依照WMO的規定，高空站觀測的標準時間為00、06、12和18 UTC，一般站點每日會進行兩次觀測(00、12 UTC)，作業單位通常會提早一小時進行施放，預留重新施放與資料蒐集的時間。

REF:https://www.wmo.int/pages/prog/www/OSY/Gos-components.html

由臺灣大學大氣科學系發展的迷你探空儀
https://doi.org/10.5194/amt-13-5395-2020

Pilot-Balloon (PIBAL) observation

PIBAL也稱測風氣球，早期未發展出GPS無線電探空儀時，可透過觀察氣球的移動得知不同高度層風場的變化。為了更精確知道氣球在天空中的位置，因此使用自記式經緯儀進行記錄。使用單經緯儀的時候，需透過氣球重量與浮力假設氣球的上升速度，透過持續追蹤量測氣球相對固定點觀測者的仰角與方位角變化，以幾何三角函數算出氣球的位置變化，進而得到不同高度的風向風速。另外也可以使用雙經緯儀觀測，與單經緯儀最大的差別是，可以不需假設氣球上升速度(高度)，便可量測出氣球的水平位置，進而以仰角計算得到氣球垂直高度，使得風向風速的觀測更精確。夜間進行觀測時，可透過加裝小型燈泡當作目標，方便追蹤。觀測時也要考慮風向與太陽的相對位置，避免氣球通過觀測者頭頂或靠近太陽而增加觀測難度。由於主要耗材只有空飄氣球與氦氣，因此對於高空風場的觀測成本較低。然而當有低雲靠近時，觀測可能因雲層的影響而受到限制。測量的不確定性與氣球上升速率假設的正確性有相當大的關係。

Vaisala DigiCORA Tethersonde

繫留觀測包含了地面接收站、絞盤、大型氣球、小飛機。藉由大型氣球與繫繩，可將觀測小飛機TTS111固定在繩索上，抬升至距地1.5km。小飛機可量測溫度、濕度、壓力、風向、風速。小飛機類似風向風速計觀測，加裝尾翼後將重心固定在繩上並可轉動，透過風杯風速計量測風速(0~20m/s)，風向則透過電子羅盤量測。地面無線電接收器SPS220接收小飛機資料使用頻段為400~406MHz，每次觀測最多可同時接收5架小飛機。透過繫留氣球，可觀測大氣垂直結構與邊界層的變化。由於可施放至足夠的高度以及觀測儀器不會隨風而逝並可重複使用，因此在低層密集觀測比起無線電探空儀成本較低，對於監測邊界層與低層汙染物的變化相當有幫助，但不適合用在劇烈天氣觀測。

德國製探空儀，為早期款式，接收設備較為簡易，透過無線電即可進行資料接收，與Vaisala系統一樣具備GPS可量測風向風速以及溫溼度、壓力。