淺談高空氣象探測(cè)工作中的常見問題分析

摘要：高空氣象觀測(cè)又稱高空觀察系統(tǒng)，是綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，是我國氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化建設(shè)的主要任務(wù)之一。主要是指對(duì)大氣各高度上的風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓的測(cè)定為主，還有一些對(duì)大氣成分、臭氧、輻射的探測(cè)等特殊項(xiàng)目。我國目前普遍使用的常規(guī)高空探測(cè)方法是氣球攜帶探空儀升空探測(cè)。但在高空探測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，本文主要分析了一些常見主要問題以及應(yīng)對(duì)的措施等。

關(guān)鍵詞：高空；氣象探測(cè)；工作中；常見問題；對(duì)策

中圖分類號(hào)：P412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1、大雨天氣高空氣象探測(cè)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(fēng)，使高空探測(cè)工作受到影響。此時(shí)做好探空前的準(zhǔn)備工作是非常必要的。根據(jù)雷陣雨天氣雨勢(shì)的強(qiáng)度變化決定施放時(shí)間，盡量使儀器施放時(shí)避開雨勢(shì)最強(qiáng)時(shí)段。探空前要時(shí)刻注意觀察降水強(qiáng)度的變化，抓住雨勢(shì)開始減弱的時(shí)機(jī)施放氣球，從而避免重新探空或者造成探測(cè)數(shù)據(jù)缺測(cè)。春秋季的降水是連續(xù)性或間歇性的，雨勢(shì)一般變化不大，稍作選擇即可放球。

2、強(qiáng)雷暴高空氣象探測(cè)工作

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

3、大風(fēng)天氣高空氣象探測(cè)工作

大風(fēng)天氣探空時(shí)，為確保雷達(dá)成功跟蹤，不僅室外放球人員要具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)室內(nèi)雷達(dá)操作人員必須具備很強(qiáng)的跟蹤技術(shù)。放球前對(duì)地面風(fēng)向、風(fēng)速做到心中有數(shù)，施放后的初始運(yùn)動(dòng)軌跡才能準(zhǔn)確估計(jì)；放球點(diǎn)選擇在天線的下風(fēng)方向，以確保放球后雷達(dá)成功自動(dòng)跟蹤。根據(jù)太原探空站雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)際布局情況，南或西南風(fēng)最易丟球，一旦丟球，室外放球人員要及時(shí)準(zhǔn)確目測(cè)出探空儀所處的仰角、方位角，及時(shí)通知室內(nèi)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(shí)，此時(shí)室內(nèi)跟蹤操作人員根據(jù)地面風(fēng)向風(fēng)速并結(jié)合室外放球人員施放時(shí)目測(cè)到的角度值，然后啟動(dòng)雷達(dá)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(cè)的具體工作過程中，針對(duì)氣球凈舉力大小問題的控制，由于氣球的上升速度是由實(shí)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(shí)做好對(duì)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(shí)踐方面看來，除了凈舉力大小是影響氣球的一個(gè)重要因素之外，影響氣球的因素還包括空氣的實(shí)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(shí)出現(xiàn)"死位"

因?yàn)槔走_(dá)天線長(zhǎng)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(dá)后期自動(dòng)的跟蹤仰角在92°以后卡死或者是在大風(fēng)的情況下放飛氣球，使用手動(dòng)抓住氣球，使得氣球的仰角搖的過低而卡死，最終導(dǎo)致天線的死位，影響到高空氣象探測(cè)工作的數(shù)據(jù)。一旦發(fā)生跟蹤氣球的死位，電機(jī)驅(qū)動(dòng)箱A或者E燈熄滅，就要及時(shí)的對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)箱開關(guān)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉，再次迅速的將其重啟，以此切實(shí)減少氣球放飛過程中探測(cè)資料的誤差。

6、雷達(dá)操作中天線抖動(dòng)問題控制

在高空氣象探測(cè)工作中雷達(dá)天線一般應(yīng)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(dá)的開機(jī)速度太快，就會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)發(fā)生突然的抖動(dòng)現(xiàn)象。而這種抖動(dòng)現(xiàn)象要是長(zhǎng)期的存在就會(huì)造成電纜線的接觸不良，最終導(dǎo)致一些不容易被發(fā)現(xiàn)的故障的產(chǎn)生。對(duì)其主要的解決方法是：在雷達(dá)開機(jī)的時(shí)候要先將雷達(dá)的助劑電源打開，然后再打開示波器等等設(shè)備，最后再打開驅(qū)動(dòng)箱電源。保證驅(qū)動(dòng)電源和主電源在開的時(shí)間方面間隔一段時(shí)間，使其達(dá)到充分的預(yù)熱工作，以此有效保證整體設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

7、高空氣象探測(cè)業(yè)務(wù)常見問題與處置方式

7.1、應(yīng)對(duì)復(fù)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(shí)間應(yīng)被延遲；探測(cè)時(shí)，雷擊等因素在沒有達(dá)到500hPa 高空時(shí)，就嚴(yán)重影響了探空儀，那么必須重新展開放球操作。相關(guān)工作人員在有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜天氣對(duì)高空氣象探測(cè)業(yè)務(wù)的影響時(shí)，必須做好充足的天氣預(yù)測(cè)工作，并有針對(duì)性地對(duì)各種應(yīng)急措施進(jìn)行制定，為提升高空氣象探測(cè)業(yè)務(wù)的效率和質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。如果軟件癱瘓現(xiàn)象在實(shí)際探測(cè)過程中產(chǎn)生，那么將中斷供電，從而導(dǎo)致一系列故障在探測(cè)設(shè)備中產(chǎn)生。要想預(yù)防這一問題，工作人員必須制定各種應(yīng)急措施，在預(yù)防突發(fā)事件時(shí)，工作人員可以對(duì)備用的設(shè)備放球進(jìn)行應(yīng)用；如果電能突然中斷，可以對(duì)備用電源進(jìn)行啟動(dòng)，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(shè)備的性能和質(zhì)量，確保其長(zhǎng)期處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)下，可以隨時(shí)運(yùn)行，確保穩(wěn)定性在高空探測(cè)業(yè)務(wù)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(dāng)過定現(xiàn)象產(chǎn)生于氣球中時(shí)，應(yīng)對(duì)等位高在4 條亮線中的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，在對(duì)中間球影角度以及地點(diǎn)進(jìn)行觀察的過程中，應(yīng)對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)充分掌握氣球仰角位置、驅(qū)動(dòng)箱電源等因素。釋放氣球以后，對(duì)氣球仰角位置進(jìn)行觀察，如果存在過定現(xiàn)象，4 條亮線角度跟蹤應(yīng)在示波器中顯示出來，此時(shí)關(guān)注的重點(diǎn)方位亮線位于右側(cè)。如果跟蹤職能無法在雷達(dá)中體現(xiàn)，那么應(yīng)通過手動(dòng)的方式對(duì)天控開關(guān)進(jìn)行調(diào)整。控制手柄在內(nèi)控盒天線中，通過操作促使平齊的現(xiàn)象產(chǎn)生于右側(cè)兩條方位亮線中，當(dāng)氣球可以在攝像機(jī)屏幕中進(jìn)行觀察以后，在系統(tǒng)向自動(dòng)操作的方式進(jìn)行調(diào)整。如果氣球無法在攝像機(jī)屏幕中進(jìn)行觀察，運(yùn)動(dòng)軌跡在氣球中要想得到有效的觀測(cè)，應(yīng)對(duì)測(cè)風(fēng)坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的應(yīng)用，如果此時(shí)產(chǎn)生了失敗的抓球、丟球現(xiàn)象，可以進(jìn)行手動(dòng)抓球，此時(shí)應(yīng)對(duì)仰角和方位角進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

總而言之，由于高空探測(cè)過程中會(huì)出現(xiàn)一系列復(fù)雜天氣：大風(fēng)、雷暴雨、沙塵暴、大雪、臺(tái)風(fēng)等，且會(huì)有突發(fā)事件：停電、通信故障、探測(cè)設(shè)備出現(xiàn)故障、業(yè)務(wù)軟件癱瘓等外界環(huán)干擾等突發(fā)事件。當(dāng)遇到這些問題，工作人員無法處理，必須在最短時(shí)間內(nèi)通知臺(tái)站領(lǐng)導(dǎo)，申請(qǐng)指示，組織和各項(xiàng)工作的應(yīng)急處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔燦. 測(cè)風(fēng)雷達(dá)遭雷擊故障的檢修與防雷措施[J]. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2015，（03）：152-153.

[2]朱彩霞. L波段高空氣象探測(cè)業(yè)務(wù)特殊情況應(yīng)急處理[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2015，35（04）：191.

[3]張麗萍. 淺析高空氣象探測(cè)特殊記錄的處理[J]. 農(nóng)家顧問，2015，（04）：43.

[4]吳興洋，潘徐燕，周處強(qiáng)，周成霞，柯利平. 高空全月觀測(cè)數(shù)據(jù)文件質(zhì)控技術(shù)[J]. 氣象科技，2015，43（01）：43-48.

作者簡(jiǎn)介：

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