淺談高空氣象探測工作中的常見問題分析

摘要：高空氣象觀測又稱高空觀察系統(tǒng)，是綜合氣象觀測系統(tǒng)的重要組成部分，是我國氣象業(yè)務現(xiàn)代化建設的主要任務之一。主要是指對大氣各高度上的風向、風速、溫度、濕度、氣壓的測定為主，還有一些對大氣成分、臭氧、輻射的探測等特殊項目。我國目前普遍使用的常規(guī)高空探測方法是氣球攜帶探空儀升空探測。但在高空探測過程中由于受到環(huán)境或者人為因素等原因產(chǎn)生故障，影響探測數(shù)據(jù)的質量，本文主要分析了一些常見主要問題以及應對的措施等。

關鍵詞：高空；氣象探測；工作中；常見問題；對策

中圖分類號：P412 文獻標識碼：A

1、大雨天氣高空氣象探測工作

夏季的降雨一般都是雷陣雨，降雨之前或初期往往伴隨雷暴、大風，使高空探測工作受到影響。此時做好探空前的準備工作是非常必要的。根據(jù)雷陣雨天氣雨勢的強度變化決定施放時間，盡量使儀器施放時避開雨勢最強時段。探空前要時刻注意觀察降水強度的變化，抓住雨勢開始減弱的時機施放氣球，從而避免重新探空或者造成探測數(shù)據(jù)缺測。春秋季的降水是連續(xù)性或間歇性的，雨勢一般變化不大，稍作選擇即可放球。

2、強雷暴高空氣象探測工作

雷暴具有很強的破壞性，不但可能會損壞地面設備，還會擊穿應答器，使探空儀失去信號，所以在強雷暴當空或雷暴即將移到當空時禁止施放。即使施放時間已到，也應適當?shù)却妆p弱后或移向本站高空風的相反方向再施放。還可以借助積雨云的走向及高空風來向判定雷暴的移動方向，比如本測站雷暴天氣時高空為西南風，故西南方向的積雨云一般會移到測站上空來，所以在探空前要密切關注該方向雷暴的發(fā)展趨勢，避免探空儀施放后進入強雷暴區(qū)，遭遇雷擊，導致重新放球。L波段雷達系統(tǒng)有防雷設計，是全天候高空氣象探測系統(tǒng)，只需考慮人身安全即可。

3、大風天氣高空氣象探測工作

大風天氣探空時，為確保雷達成功跟蹤，不僅室外放球人員要具有豐富的實踐經(jīng)驗，同時室內雷達操作人員必須具備很強的跟蹤技術。放球前對地面風向、風速做到心中有數(shù)，施放后的初始運動軌跡才能準確估計；放球點選擇在天線的下風方向，以確保放球后雷達成功自動跟蹤。根據(jù)太原探空站雷達系統(tǒng)的實際布局情況，南或西南風最易丟球，一旦丟球，室外放球人員要及時準確目測出探空儀所處的仰角、方位角，及時通知室內跟蹤操作人員；若能見度低，看不見球影無法靠放球人員指揮來獲取氣球位置時，此時室內跟蹤操作人員根據(jù)地面風向風速并結合室外放球人員施放時目測到的角度值，然后啟動雷達扇掃功能，排除假定向，防止旁瓣跟蹤。

4、氣球凈舉力大小問題控制

在高空氣象探測的具體工作過程中，針對氣球凈舉力大小問題的控制，由于氣球的上升速度是由實際凈舉力決定的。氣球一般為每分鐘400m的上升速度，并且要控制好人為因素的影響，以此切實做好對凈舉力大小的有效控制。所以，只有有效控制好氣球凈舉力大小問題才可以更近一步的增加氣球的施放高度。在工作實踐方面看來，除了凈舉力大小是影響氣球的一個重要因素之外，影響氣球的因素還包括空氣的實際密度以及附加物的重量、氣球具體形狀等等。

5、跟蹤氣球時出現(xiàn)"死位"

因為雷達天線長年的暴漏在外面，所以很容易發(fā)生匯流環(huán)的變臟，如果氣球在過頂雷達后期自動的跟蹤仰角在92°以后卡死或者是在大風的情況下放飛氣球，使用手動抓住氣球，使得氣球的仰角搖的過低而卡死，最終導致天線的死位，影響到高空氣象探測工作的數(shù)據(jù)。一旦發(fā)生跟蹤氣球的死位，電機驅動箱A或者E燈熄滅，就要及時的對電機驅動箱開關實現(xiàn)關閉，再次迅速的將其重啟，以此切實減少氣球放飛過程中探測資料的誤差。

6、雷達操作中天線抖動問題控制

在高空氣象探測工作中雷達天線一般應用的是相控電掃微帶平板的天線裝置。如果電壓不穩(wěn)定或者雷達的開機速度太快，就會導致雷達發(fā)生突然的抖動現(xiàn)象。而這種抖動現(xiàn)象要是長期的存在就會造成電纜線的接觸不良，最終導致一些不容易被發(fā)現(xiàn)的故障的產(chǎn)生。對其主要的解決方法是：在雷達開機的時候要先將雷達的助劑電源打開，然后再打開示波器等等設備，最后再打開驅動箱電源。保證驅動電源和主電源在開的時間方面間隔一段時間，使其達到充分的預熱工作，以此有效保證整體設備的安全穩(wěn)定運行。

7、高空氣象探測業(yè)務常見問題與處置方式

7.1、應對復雜天氣和突發(fā)事件問題與處置方式

在雷暴、降雨等氣候條件下，升速在氣球中將受到影響，要想促使其正常升空，可以促使氫氣量在氣球中增加，如果仍然無法正常升空，那么放球的時間應被延遲；探測時，雷擊等因素在沒有達到500hPa 高空時，就嚴重影響了探空儀，那么必須重新展開放球操作。相關工作人員在有效應對復雜天氣對高空氣象探測業(yè)務的影響時，必須做好充足的天氣預測工作，并有針對性地對各種應急措施進行制定，為提升高空氣象探測業(yè)務的效率和質量奠定良好的基礎。如果軟件癱瘓現(xiàn)象在實際探測過程中產(chǎn)生，那么將中斷供電，從而導致一系列故障在探測設備中產(chǎn)生。要想預防這一問題，工作人員必須制定各種應急措施，在預防突發(fā)事件時，工作人員可以對備用的設備放球進行應用；如果電能突然中斷，可以對備用電源進行啟動，所以工作人員在日常工作中，必須定期檢查備用電源以及設備的性能和質量，確保其長期處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)下，可以隨時運行，確保穩(wěn)定性在高空探測業(yè)務開展中得以充分的體現(xiàn)。

7.2、地面和高空丟球問題與處置方式

當過定現(xiàn)象產(chǎn)生于氣球中時，應對等位高在4 條亮線中的位置進行實時觀察，在對中間球影角度以及地點進行觀察的過程中，應對攝像機進行應用，同時充分掌握氣球仰角位置、驅動箱電源等因素。釋放氣球以后，對氣球仰角位置進行觀察，如果存在過定現(xiàn)象，4 條亮線角度跟蹤應在示波器中顯示出來，此時關注的重點方位亮線位于右側。如果跟蹤職能無法在雷達中體現(xiàn)，那么應通過手動的方式對天控開關進行調整?？刂剖直趦瓤睾刑炀€中，通過操作促使平齊的現(xiàn)象產(chǎn)生于右側兩條方位亮線中，當氣球可以在攝像機屏幕中進行觀察以后，在系統(tǒng)向自動操作的方式進行調整。如果氣球無法在攝像機屏幕中進行觀察，運動軌跡在氣球中要想得到有效的觀測，應對測風坐標數(shù)據(jù)進行充分的應用，如果此時產(chǎn)生了失敗的抓球、丟球現(xiàn)象，可以進行手動抓球，此時應對仰角和方位角進行適當調整。

總而言之，由于高空探測過程中會出現(xiàn)一系列復雜天氣：大風、雷暴雨、沙塵暴、大雪、臺風等，且會有突發(fā)事件：停電、通信故障、探測設備出現(xiàn)故障、業(yè)務軟件癱瘓等外界環(huán)干擾等突發(fā)事件。當遇到這些問題，工作人員無法處理，必須在最短時間內通知臺站領導，申請指示，組織和各項工作的應急處理。

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作者簡介：

劉軍 （1981.11.05 ）男，漢，山西五臺人本科 山西省氣象信息中心工程師。研究方向：氣象探測自動化endprint