高空探測業(yè)務(wù)注意事項(xiàng)

孟凡忠 張龍斌 孟磊 李金壘 倪文亮

引言：高空探測是氣象基礎(chǔ)業(yè)務(wù)之一，當(dāng)前我國氣象臺站所進(jìn)行的高空探測業(yè)務(wù)是指通過升空氣球攜帶儀器稱為探空儀，氣球在飛升的過程中，儀器能感應(yīng)出周圍環(huán)境中的氣壓，溫度，濕度。并以無線電信號方式發(fā)往地面。地面工作人員經(jīng)過計(jì)算整理，可得到測站上空氣象要素的垂直分布情況。本文將以北京市氣象探測中心高空探測業(yè)務(wù)為例，從多個(gè)方面介紹高空探測業(yè)務(wù)中應(yīng)注意的事項(xiàng)，供各高空探測臺站業(yè)務(wù)人員學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵字：高空探測，基值測定，探空氣球充氣，注意事項(xiàng)

一.高空探測基值測定方法

1.打開基測箱電源開關(guān)（向下按動電源開關(guān)按鈕），在基測箱顯示屏上點(diǎn)擊電源設(shè)置按鈕，隨后點(diǎn)擊電源輸出開關(guān)按鈕，直到開關(guān)變成綠色后點(diǎn)擊返回按鈕即可。

2.拔出濕球紗布桿，用噴壺給濕球紗布上水。將基測箱上的電源線插入即將做基值測定的探空儀，將濕度傳感器鐵片小心插入皮塞，將濕度傳感器插入檢測口中。等待穩(wěn)定5分鐘左右后開始序列號確定和基值測定工作。

3.首先確定探空儀序號，上海長望公司和南京大橋廠所生產(chǎn)的探空儀需要先點(diǎn)擊放球軟件的確定序號按鈕，確定探空儀序列號是否正確。太原無線電一廠所生產(chǎn)探空儀不需要確定序號，將雷達(dá)天線手動移動到探空儀附近，打開放球軟件天控自動按鈕，使雷達(dá)天線對準(zhǔn)探空儀后探空軟件即可自動識別探空儀序列號。

4.探空儀序列號確定完畢后開始基值測定工作。點(diǎn)擊放球軟件地面參數(shù)按鈕，再次確認(rèn)儀器符號是否正確。隨后點(diǎn)擊基測開關(guān)進(jìn)入基值測定界面。將基測箱顯示的溫度、氣壓、濕度數(shù)值輸入到基值測定界面的對應(yīng)位置，系統(tǒng)會自動提示本次基測是否合格。基測值如果不合格，則需要重新進(jìn)行基值測定工作或更換新探空儀?；鶞y值如果合格，即可將探空儀組裝好，拿到施放地點(diǎn)等待釋放。

5.基值測定允許最大誤差值：氣壓±2hPa、溫度±0.3℃、濕度±4%。

二.高空探測其他注意事項(xiàng)

1.打開高空探測放球軟件后，應(yīng)打開小發(fā)射機(jī)、攝像機(jī)開關(guān)，將雷達(dá)天線對準(zhǔn)探空儀，手動調(diào)整接收機(jī)頻率與增益。之后，將增益手/自動開關(guān)置于自動狀態(tài)，并檢查“探空脈沖指示”及“終端-雷達(dá)通訊指示”是否正常。

2.確定探空儀序號后，應(yīng)檢查測距回波“凹口”、“天控”自動跟蹤情況。小發(fā)射機(jī)開關(guān)呈開啟狀，示波器距離/角度顯示切換開關(guān)置于距離狀態(tài)，調(diào)整接收機(jī)頻率，檢查“凹口”是否清晰完好。天線手/自動跟蹤開關(guān)呈開啟狀，檢查“天控”是否自動跟蹤。不正確時(shí)，可調(diào)換發(fā)射板或探空儀。

3.按照要求浸泡電池（約8～10分鐘）。浸泡完畢的電池電壓需要達(dá)到18V以上（夏季可略低），電流達(dá)到300～400mA。

4.運(yùn)行高空探測放球軟件后，特別是在探空氣球施放過程中，嚴(yán)禁修改計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)間，否則會出現(xiàn)“死機(jī)”、“死程”或所收探空、測風(fēng)數(shù)據(jù)時(shí)間紊亂的現(xiàn)象，導(dǎo)致本次探空記錄作廢的嚴(yán)重后果。

5.探空氣球施放后，室外探空氣球施放人員應(yīng)迅速觀察雷達(dá)天線是否自動跟蹤探空氣球，若發(fā)現(xiàn)雷達(dá)天線跟蹤不正確時(shí)，應(yīng)立即使用對講機(jī)協(xié)助室內(nèi)軟件操作人員手動抓球。軟件操作人員確定雷達(dá)天線對準(zhǔn)氣球后，將天控開關(guān)轉(zhuǎn)為“自動”，使雷達(dá)自動跟蹤氣球，并點(diǎn)擊“扇掃”按鈕，以確定自動跟蹤目標(biāo)正確。

6.在探空氣球施放后，探空雷達(dá)長時(shí)間仰角過低或者長時(shí)間仰角過高都會導(dǎo)致雷達(dá)無法正常跟蹤探空氣球的情況。當(dāng)探空氣球的方位仰角無法正常跟蹤后，室內(nèi)軟件操作人員應(yīng)立馬打開放球軟件的球坐標(biāo)選項(xiàng)，查看當(dāng)前分鐘前一分鐘（如果放球時(shí)間較短應(yīng)參考秒數(shù)據(jù)）正確的方位角和仰角數(shù)值，然后關(guān)閉放球軟件的天控自動開關(guān)，手動將方位角仰角搖到當(dāng)前分鐘前一分鐘（或前若干秒）相近的正確位置，隨后打開天控自動開關(guān)，雷達(dá)即可重新自動跟蹤探空氣球。天控手動手柄向右是方位增大，向左是方位減小，向上是仰角抬高，向下是仰角降低。

7.注意高空探測過程中“氣高”與“高度”的差值是否在正常范圍內(nèi)（近程在100米之內(nèi)）。若出現(xiàn)高差異常（紅燈報(bào)警），及時(shí)手動調(diào)整距離、頻率，使測距回波凹口保持在“豎線”之中。當(dāng)斜距變小時(shí)凹口在示波器左側(cè)，應(yīng)該點(diǎn)擊向左跑的小人追回凹口，當(dāng)斜距增大時(shí)凹口在示波器右側(cè)，應(yīng)該點(diǎn)擊向右側(cè)跑的小人追回凹口。示波器四條亮線（左邊兩條是仰角，右邊兩條是方位）與方位仰角有關(guān)，凹口與斜距有關(guān)。

8.若發(fā)現(xiàn)測風(fēng)斜距不正常且錯(cuò)誤數(shù)據(jù)較多時(shí)，在探空處理軟件中打開“探空數(shù)據(jù)處理”菜單，選擇“文件屬性”，出現(xiàn)“處理參數(shù)選擇”框時(shí)，選擇“無斜距測風(fēng)”，點(diǎn)擊“確定”按鈕，可將測風(fēng)方式改為無斜距測風(fēng)。遇少量測風(fēng)斜距不正常時(shí)，可在“球坐標(biāo)曲線”中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇“探空高度替換斜距”項(xiàng)，一點(diǎn)或一段探空高度代替斜距。

9.當(dāng)球炸或探空、測風(fēng)數(shù)據(jù)無法可靠接收時(shí)，在相應(yīng)的曲線上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，分別確定探空終止時(shí)間和測風(fēng)終止時(shí)間（單測風(fēng)只確定測風(fēng)終止時(shí)間）。關(guān)閉高空探測放球軟件雷達(dá)控制區(qū)的全高壓、高壓、天控開關(guān)，關(guān)閉高空探測放球軟件，在關(guān)閉軟件前應(yīng)選擇相應(yīng)的探測終止原因。

10.高空探測過程中前20分鐘只允許缺一分鐘數(shù)據(jù)，20-40分鐘只允許連續(xù)缺2分鐘數(shù)據(jù)，40分鐘以上只允許連續(xù)缺4分鐘數(shù)據(jù)。

11.當(dāng)觀測獲取的可用數(shù)據(jù)未達(dá)500hPa，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間（正點(diǎn)放球后75分鐘）內(nèi)重放球。觀測獲取的可用數(shù)據(jù)已達(dá)500hPa，但時(shí)間不足10分鐘，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間（正點(diǎn)放球后75分鐘）內(nèi)重放球。

三.探空氣球充氣注意事項(xiàng)

1.探空氣球充氣前應(yīng)先檢查探空氣球包裝是否出現(xiàn)破損，如果外包裝出現(xiàn)破損，請更換新探空氣球進(jìn)行充氣。值班員在值班室應(yīng)先通過氫氣房安全監(jiān)測系統(tǒng)遠(yuǎn)程查看氫氣房是否出現(xiàn)異常情況，空氣中的氫氣濃度是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)。充氣人員應(yīng)持有特種作業(yè)證書，進(jìn)入氫氣房前應(yīng)穿著防靜電服和防靜電鞋，用手觸摸靜電施放鐵球釋放靜電，嚴(yán)禁攜帶任何電子產(chǎn)品和金屬器件進(jìn)入氫氣房。充氣前應(yīng)檢查充氣口地線是否接牢。輕輕打開氫氣缸總閥門，查看氣嘴是否有漏氣現(xiàn)象。

2.探空氣球充氣時(shí)應(yīng)用繩子勒緊探空氣球和氣嘴，避免氣嘴出現(xiàn)漏氣。氣球剛剛充起時(shí)，應(yīng)停止充氣并仔細(xì)檢查探空氣球是否出現(xiàn)破損，如果出現(xiàn)破損應(yīng)立馬停止充氣并更換新探空氣球。探空氣球充氣速度不宜太快，充氣時(shí)間應(yīng)保持在10分鐘以上。充氣過程中值班員應(yīng)一直注視探空氣球的充氣情況，不得離開充球間，不得打電話、發(fā)短信或與他人閑聊，一旦出現(xiàn)起火等緊急情況應(yīng)及時(shí)處理。探空氣球充滿氣后應(yīng)及時(shí)關(guān)閉氣閥，將球嘴用繩子綁緊后掛到相應(yīng)的掛球位置。

3.探空氣球充氣完畢后應(yīng)關(guān)閉總氣閥，鎖緊各個(gè)門鎖，將探空儀和探空氣球固定在一起，懸掛至自動放球裝置上。如果放球時(shí)遇到雷雨、大風(fēng)等惡劣天氣，值班員應(yīng)使用放球器進(jìn)行探空氣球的施放工作。

4.如果在探空氣球充氣過程中出現(xiàn)充氣嘴漏氣現(xiàn)象，應(yīng)立馬停止充氣，將備用充氣管連接到氣缸上，使用備用充氣嘴對探空氣球進(jìn)行充氣。充氣完畢后值班員應(yīng)立馬報(bào)告科室領(lǐng)導(dǎo)，科室領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)邀請專業(yè)人員對損壞的氣嘴或氣管進(jìn)行維修。

參考文獻(xiàn)：

【1】李偉，李柏，陳永清. 常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務(wù)手冊[M]. 北京：氣象出版社，2012