L波段雷達探測資料質量控制方法探討

張穎梅，張聰娥

(1. 西安市大氣探測中心，西安 710016；2. 陜西省氣象信息中心，西安 710014)

L波段雷達探測資料質量控制方法探討

張穎梅1，張聰娥2

(1. 西安市大氣探測中心，西安 710016；2. 陜西省氣象信息中心，西安 710014)

目前各探空站L波段雷達—電子探空儀系統的投入使用實現了角度自動跟蹤、自動測距、自動數據處理功能，在減少人為失誤的同時大幅度提高了工作效率。但是常因復雜天氣、探空儀器性能不夠穩定等因素造成探測記錄出現異常，為此結合基層探空站值班和報表預審中常見問題，總結高空資料質量控制的思路和流程，確保探空資料的完整性、準確性和代表性，為天氣預報、氣候分析、科學研究和國際交換，提供及時、準確的高空氣象探測資料。

1 施放前的要點

1.1 探空儀序列號、參數檢查

首先進行計算機對時，再檢查探空儀序列號是否輸入正確，校對錄入的各參數是否與廠家配發的紙質參數一致，尤其注意校對探空儀參數中dD0～dD5值(上海長望氣象科技有限公司生產的探空儀)。然后檢查基測瓶內溫度T0和元件阻值R0值是否有誤，R0的合格范圍應為8.0 kΩ≤R0≤20.0 kΩ。萬一在儀器基測完畢后才發現輸入錯誤，一定要在放球前進行參數校對更改并重新基測。切勿放球后在放球軟件中校對探空儀參數，否則軟件會把探空儀感應高空某一時刻的要素值作為基測值采樣錄入，而將已有的正確數據替換造成儀器不合格。雖然放球前儀器合格，氣球施放后也正常，但是誤操作會造成高表-14顯示基測不合格，影響整份觀測記錄，造成無法更改的錯誤。

1.2 基值測定及瞬間數據輸入

1.2.1 基值測定要合格 在基值測定時，校對基測箱標準值與儀器值的差值是否都在合格范圍之內，(溫度ΔT≤︱0.4 ℃︱；相對濕度ΔU≤|5%|；氣壓ΔP≤︱2.0 hPa︱)，若施放不合格的儀器會直接影響整份觀測數據的準確性。

1.2.2 瞬間、基值測定觀測數據讀取要準確 云、能見度、天氣現象目測項目一定要嚴謹，否則容易出現矛盾記錄。從2014年1月1日起，地面和高空同址的臺站，探空基測、瞬間要素值采用地面自動站數據，氣象要素要抄錄準確，格式符合高空瞬間觀測要素輸入要求。正常情況下，基測和瞬間氣壓的讀取之間相差半小時，氣壓值比較接近，如果相差很大，最好復讀，否則誤讀可能會導致儀器不合格或引起記錄系統性錯誤。

1.3 放球點的選擇

通常每個探空站都會設置幾個放球點，值班員要根據放球時的風向、風速選擇放球點，最好選在雷達下風方，防止氣球通過雷達頂部造成雷達卡死，氣球丟失，導致記錄不完整或重放球。

2 施放后數據的采集審核

2.1 放球點參數的檢查

氣球施放后，值班員校對記錄時，要從測風第一秒數據查看放球點參數是否正確。從歷史觀測資料得出，正常情況下，第一秒仰角與地面相差lt;6°，第一秒方位與地面相差lt;10°比較合理，如果超出此范圍，說明放球點參數漏改，這樣會造成測風數據0.5 min量得風層疑誤。

2.2 放球時間的檢查

要認真校對記錄放球時間是否在規定的時間之內，正常情況下為15～20 min，避免早放現象，萬一遇到特殊情況出現遲放，要注明原因；當出現主、副班施放氣球口令不一致，造成放球鍵早按或晚按時，要正確使用放球時間訂正功能，確保資料精準。

2.3 探空數據的審核

2.3.1 刪除“飛點”要徹底 值班員要密切監視數據接收情況，當出現“飛點”時，一定要在放大10倍的情況下，仔細查看，將“飛點”全部刪除。注意T、U趨勢變化規律，不要誤刪正常的特性層記錄。

2.3.2 探測數據要前后對比 當P、T、U探測數據出現連續不變、劇烈跳變或較大轉折，要判斷是天氣原因還是儀器變性造成的。當探空500 hPa出現后，將各等壓面高度、氣溫等數據與前幾個觀測時次進行對比，若天氣條件相近，各時次要素相差不應太大。如果相差較大，需要認真分析，若確認為儀器故障，500 hPa以下，缺測或可信度差的時間大于5 min，在規定時間內重放球。500 hPa以上，仍要按照“壓溫濕數據連續缺測或可信度差處理規定”正確處理[1]。

2.3.3 數據選取要人工判斷 如果從某規定標準等壓面開始，氣溫低于-60 ℃，之后不再計算露點溫度。有時從高表-14中發現氣溫未達到-60 ℃，露點溫度已不再計算或氣溫已達到-60 ℃仍在計算露點溫度的情況，此時需要從探空秒數據檢查確認，在值班日記或記錄后備注即可。若確認有誤，一定要人工干預。

2.4 測風數據的審核

2.4.1 測風仰角、方位、斜距數據的檢查 最新軟件整分鐘的測風數據可直觀通過查看氣球升速曲線和秒數據曲線判斷其變化規律，當發現跳變時，可以在放球軟件測風秒數據中點擊右鍵，將錯誤的秒數據刪除即可(新軟件增加了此項功能)。

當綜合探測發現斜距分鐘數據有誤，仰角、方位數據正常，可以用“探空高度代替斜距”訂正；單測風觀測發現仰角、方位分鐘數據有誤，可以用“秒數據平均”功能進行訂正。如果仍不可用，則刪除。

2.4.2 通過查看氣球升速曲線判斷測風數據 氣球升速曲線極值范圍是150～600 m/min，所以在01時單獨測風記錄時，升速曲線有很好的判斷指示作用。如果遇到干擾，氣球的升速變化幅度很大，升速曲線也會出現明顯的鋸齒狀，這時可以通過刪除異常分鐘數據使氣球升速曲線變化在正常范圍內。

3 終止層審核

3.1 正常記錄終止層選取

綜合探測，確定探空終止層要在探空曲線放大10倍狀態下進行，主要根據P、T、U的變化綜合判斷。首先找到P最小的點，再根據T和U的跳變情況綜合判斷，測風終止層一般也應確定在探空終止點對應的整分鐘數據上。所以預審員在審核終止層時，可以根據此方法判斷。

3.2 異常記錄終止層選取

遇到因干擾、信號突失、儀器故障等原因，探空或測風記錄提前終止的情況，要認真判斷記錄的終止原因及終止層的選取。當遇到突失時，不要立即關閉雷達，應立即啟動備份接收機判斷是雷達接收故障還是儀器故障，等待至少7 min以上，確定仍無信號方可關機；遇到探空變性記錄時，探空從變性點開始記錄終止，測風需觀測至球炸；當遇到干擾記錄時，將探空干擾造成的“飛點”刪除，如果干擾極為嚴重，無法判斷，應該從干擾數據異常點開始終止。測風干擾應查看秒數據，原本平滑的曲線變為明顯的鋸齒狀，方可終止。

4 高表預審

4.1 高表-14(綜合探空數據)的審查

檢查規定等壓面要素是否符合規律，尤其是溫度變化應符合大氣變化規律；特性層氣壓由低空到高空是逐漸減小的，否則記錄可能有問題，或者“飛點”刪除不干凈；零度層選取與瞬間氣溫不能矛盾，瞬間氣溫在零度以下就不能有零度層數據；還應特別注意對流層頂、零度層選取時當與某規定等壓面接近時，高度不能與規定等壓面矛盾，如果矛盾需要人工干預修改。

4.2 高表-13(綜合測風數據)的審查

瞬間風向、風速與第一分鐘風向、風速基本吻合；但也可能因近地面干擾等原因，斜距分鐘數據往往由人工跟蹤，此時應注意加強跟蹤技巧，不要在整分鐘數據采樣時，斜距人工和自動跟蹤隨意切換，易造成采樣期間秒數據跳變，導致分鐘數據出現疑誤；最大風層的選擇應符合規范。

4.3 高表-16(01時單測風數據)的審查

審查時注意秒數據曲線與升速曲線相結合。另外01時單測風觀測的臺站，在發報時要特別注意，當02時測風高度高于20時高度時，一定要將20時記錄從 adardat文件夾中剪切出去，此時02時規定等壓面高度就會用前一時次記錄代替。否則，軟件會用搜索到20時的記錄，用20時代替，造成發報錯誤[2]。發報結束后，一定要把剪切出去的20時記錄再拷回 adardat文件夾中，確保資料不丟失。

5 結語

觀測員要熟練掌握探空規范和操作手冊，尤其要注意積累特殊記錄的處理方法，有效利用軟件各類圖形顯示功能，對探測數據綜合判斷處理，提高探測資料質量。

[1] 李偉，李柏，陳永清，等.常規高空氣象觀測業務手冊[M].北京：氣象出版社，2011：36.

[2] 樊振德，李峰，劉風琴，等.L波段高空氣象探測系統常見技術問題綜合解答[M].北京：氣象出版社，2006：42.

張穎梅，張聰娥.L波段雷達探測資料質量控制方法探討[J].陜西氣象，2014(5)：46-48.

1006-4354(2014)05-0046-03

2014-03-13

張穎梅(1982—)，女，漢族，陜西戶縣人，學士，工程師，從事高空氣象探測及臺站報表預審。

P415.2

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