不同天氣工況下的高空氣象探測

楊曉禹 薛斌彬

摘要：大自然中充斥著無數(shù)的變動因子，并深刻影響著人們的生產(chǎn)生活，對氣象信息的準(zhǔn)確性提出了較高要求。作為氣象部門的重要工作構(gòu)成部分，高空氣象探測對氣象監(jiān)測、天氣預(yù)報、人工影響氣候等發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用，在實際工作踐行中，其質(zhì)量受到復(fù)雜天氣工況的影響。本文分別就雷暴天氣、大風(fēng)天氣、雨雪天氣、大霧天氣、強降雨天氣等不同工況對高空氣象探測的影響進(jìn)行了分析，并針對性地就其相應(yīng)的解決策略展開了探究，力求更好地服務(wù)人們生產(chǎn)生活。

關(guān)鍵詞：高空氣象探測;天氣工況影響;策略

引言：作為氣象科學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)，高空氣象探測旨在獲取地球大氣立體結(jié)構(gòu)，并了解和掌握其演變規(guī)律的工作。近年來，隨著人類科技文明發(fā)展，諸如高空圖像探測設(shè)備、數(shù)字無線電控空儀等研發(fā)與應(yīng)用，為高空氣象探測提供了更為便利的操作條件，并呈現(xiàn)出高度自動化的趨勢。實際工作中，高空氣象探測伴存著大量的影響因子，尤其是不同天氣工況的影響明顯，可能會發(fā)生重放球、丟球等現(xiàn)象，繼而降低了高空氣象探測工作質(zhì)量，相關(guān)方面的課題探究備受關(guān)注。

一、雷暴天氣

雷暴天氣條件下時常會伴有一定的閃電雷擊和短時強降水現(xiàn)象，具有高電壓、大電流伏值、強破壞性等特點，不僅會造成地面儀器損壞，還會干擾無線電控空儀信號。因此，高空氣象探測中，如若已然發(fā)現(xiàn)雷暴或探測到其運動軌跡即將達(dá)到探測高空區(qū)域，應(yīng)當(dāng)及時停止相關(guān)操作，避免造成損害后果。在此過程中，即使已經(jīng)達(dá)到了高空氣象探測所所規(guī)定的放球時間，但仍需禁止施放氣球，直至雷暴強度趨于弱化或向相反的風(fēng)速方向轉(zhuǎn)移才可繼續(xù)進(jìn)行。同時，值得指出的是，在未有雷暴天氣情況下，施放球應(yīng)當(dāng)盡量靠近氣象臺，以此來保證有效的高空風(fēng)及其速度探測效果。除此之外，相關(guān)工作人員還可借助探測儀，相對精準(zhǔn)地預(yù)測積云雨與高空風(fēng)的運動變化情況，包括速度、方向等要素，善于發(fā)現(xiàn)其中蘊含的規(guī)律。一般情況下，伴隨著閃電產(chǎn)生的電磁干擾，無線電探空儀會發(fā)生間斷性的信號消失現(xiàn)象，工作人員需適當(dāng)延長觀測時間，確保其良好的信號接收狀態(tài)，一旦連續(xù)四分鐘無法得到有效的數(shù)據(jù)信息反饋，應(yīng)進(jìn)行重放球處理。

二、大風(fēng)天氣

當(dāng)施放氣球位于大風(fēng)上位，而雷達(dá)處于大風(fēng)下位時，可能會影響雷達(dá)跟蹤效果，從而降低高空氣象探測的精準(zhǔn)性。對此，工作人員應(yīng)當(dāng)科學(xué)判別大風(fēng)天氣的變化情況，并采取科學(xué)的放球方法。實施踐行中，面對較大風(fēng)勢的天氣，首先要對風(fēng)向進(jìn)行判斷，盡量避開雷達(dá)的上風(fēng)位置放球，當(dāng)遇到毫無弱減或停止趨勢時，即使借助大風(fēng)放球器仍舊無法順利展開高空氣象探測工作，則需搶占較小風(fēng)速的瞬間施放氣球。同時，強風(fēng)暴環(huán)境下，很容易發(fā)生氣球下沉現(xiàn)象，工作人員應(yīng)實時掌握氣壓的動態(tài)變化，一旦測算數(shù)值低于500mbar時，則需考慮重放球。另外，事前的檢查和準(zhǔn)備工作亦是相當(dāng)重要。簡單來講，仔細(xì)觀察大風(fēng)放球器的染線板是否出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，檢驗儀器掛架與繞線板放球線繩之間的牢靠度，并緊握空中的鋼球，防止發(fā)生脫落。對于裝設(shè)好的減速環(huán)，從控空儀盒的鋁吊片孔內(nèi)掛入儀器，牢固系好氣球嘴，保證手握環(huán)形繩的最短距離，繼而根據(jù)指令朝上釋放氣球。夜間操作時，還需掛燈籠，且牽引線不宜過長。

三、雨雪天氣

雨雪天氣伴隨著氣溫、氣壓等因素變化的影響，在氣球上升的過程中容易發(fā)生問題，繼而影響了高空氣象探測的質(zhì)量。對此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真觀察雨雪天氣的變化情況，根據(jù)其運動規(guī)律選擇最佳時機施放氣球。當(dāng)遇到氣球升空區(qū)域恰逢雨雪天氣時，則需重置施放球點位，并在強度達(dá)到最弱狀態(tài)時第一時間施放氣球。根據(jù)高空氣象探測相關(guān)規(guī)范要求，應(yīng)當(dāng)精準(zhǔn)把握施放球的時機，切勿操作提前，且排除儀器故障、基測失準(zhǔn)以及強對流天氣等情況下，亦不能延遲施放氣球。當(dāng)遇到強降雨天氣時，工作人員應(yīng)結(jié)合實際情況，另擇施放球時間，最大限度地避免雷暴所造成的損害后果，確保高空氣象探測工作正常展開。同時，雨雪天氣還會造成不同程度的氣球施放高度下降，嚴(yán)重時可能會發(fā)生氣球與降水結(jié)晶體碰撞的風(fēng)險，繼而影響氣球投放高度。據(jù)相關(guān)實驗測算數(shù)據(jù)顯示，小雨天氣時氣球中氫的含量將會超過平時水平的10%，而強雨雪天氣下氣球中氫的含量甚至?xí)_(dá)到平時水平的1.2倍，因此要合理控制氣球中氫氣的填充量。除卻上述這些，探空氣球?qū)錃獾馁|(zhì)量表現(xiàn)還有著較高的要求，其純度越高則氣球的升空速度越快。雨雪天氣條件下，多重因素影響著氣球的升空路線，并在下沉氣流的作用力下，升速明顯放緩，繼而決定了其爆炸時的高度。對此，高空氣象探測中，建議選用高純度的氫氣進(jìn)行填充，保證其預(yù)期升速的同時，提高操作過程的安全性。

四、大霧天氣

大霧天氣最明顯的特征是能見度低，且會伴有一定的靜風(fēng)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致抓球困難。事實上，靜風(fēng)條件下，氣球升空的過程中會出現(xiàn)不同程度的角度偏移問題，并且快速的角度變化，使得雷達(dá)的跟蹤效能降低，最終導(dǎo)致控空失敗，高空氣象探測工作難以為繼。因此，對于大霧天氣的高空氣象探測，在具體的實踐過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際天氣條件，科學(xué)做好人員分工，預(yù)先做好扎實的抓球準(zhǔn)備工作。同時，實時動態(tài)觀察雷達(dá)的運行狀態(tài)，當(dāng)遇到跟蹤失效造成的丟球現(xiàn)象時，相關(guān)操作人員則需充分利用既往的工作經(jīng)驗積累，合理調(diào)整雷達(dá)的跟蹤方法模式，并將之調(diào)整為手動狀態(tài)，以此來保證準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)資料反饋。另外，在此過程中，還需進(jìn)一步加強與室外操作員的動態(tài)交互，第一時間分享雷達(dá)的運行狀態(tài)信息，以便于及時有效地應(yīng)對各類突發(fā)狀況，保證高空氣象探測工作順利進(jìn)行。

五、強降雨天氣

我國局部地區(qū)尤其是在夏季容易出現(xiàn)強降雨天氣，并時常伴隨著雷電、大風(fēng)等現(xiàn)象，給高空氣象探測工作造成了困擾。一般情況下，強降雨天氣并不會持續(xù)太長時間，因此可結(jié)合其變化規(guī)律找準(zhǔn)施放球時間，盡量避開短時強降水。在高空氣象探測時，仔細(xì)觀察強降雨天氣的動態(tài)變化，掌握其運動趨勢，緊緊抓住減弱的瞬間施放氣球，避免重放球或資料丟失。但是值得重點強調(diào)的是，如若施放球區(qū)域的降水量過大，則應(yīng)另擇施放球的地點和時間。同時，高空氣象探測工作中，不同天氣工況下的凈舉力亦存在差異。簡單來講，天氣晴好時，凈舉力一般為1.3kg，并且施放球的高度較高;多云或小雨天氣時，凈舉力一般為1.4kg;而強降雨天氣時，凈舉力則達(dá)到了1.6kg。對此，為了保證高空氣象探測工作的順利進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)借助調(diào)配碼合理調(diào)整凈舉力，并由此獲取更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)資料。

結(jié)語：綜上所述，不同天氣工況對高空氣象探測的質(zhì)量產(chǎn)生了重要影響，作為一項復(fù)雜的系統(tǒng)化實施工程，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況，采取對應(yīng)的科學(xué)處置手段，包括重放球、控制凈舉力、選擇施放球時間等等，從而將此類影響降至最低，實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)資料反饋。作者希望學(xué)術(shù)大家持續(xù)關(guān)注此類課題研究，結(jié)合實際情況，從不同維度視角切入，在全面掌握不同天氣工況對高空氣象探測影響的基礎(chǔ)，針對性地提出更多有效建議及舉措，力求達(dá)到最佳的高空氣象探測工作質(zhì)量，使之更好服務(wù)人們的生產(chǎn)生活。

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