高空氣象探測中的常見故障及處理應對

摘要：本文主要根據我國高空氣象探測業務實際，重點對高空氣象探測中的常見故障問題以及相應的處理應對方法進行研究探討，最后還探索出幾點提升高空氣象探測水平的建議對策，以供參考。

關鍵詞：高空氣象探測;常見故障;資料異常;處理應對

1 .L波段高空氣象探測雷達故障及處理應對

1.1光電軸偏離忽然變大，雷達四亮線無法兩兩對齊

在高空氣象探測業務過程中，L波段氣象探測雷達的天線控制大多數是借助于手動信號、獲取的角誤差與和差環等去實現。假如觀察到雷達四亮線發生無法兩兩對齊的狀況，而雷達自動跟蹤系統卻能夠穩定運行，在天空沒有云的時候，利用天線瞄準鏡加以觀察，校正好的光電軸偏離忽然變大，通過示波器檢測天控板的程序方波，發現方波幅度出現極大的偏差。出現此類狀況是因為雨水順著天線座或差箱縫隙滲入箱內，導致其開關管外敷的二極管（Vk105）接觸不良的故障問題，這個時候可及時將天線座以及差箱打開，借助于吹風機等器具吹干和差箱的器件，重新校正光電軸，這樣便能夠及時處理好故障問題。

1.2發射機電流表沒有指示故障

在L波段氣象探測雷達運行中，若點擊“高壓”，發射機的電流表沒有任何指示，亦或是電流表指示不穩定，并且自檢警示過壓短路。那么通常這個時候需要對此類致使發射機高壓無法加上電的原因進行深入剖析，一是應認真觀察測距板（11-3）是否有發射脈發脈沖存在;二是應該認真查看發射/顯示板（11-2）是否可以穩定運行;三是應該認真觀察終端板（11-4）是否具備對發射高壓指令加以傳輸的能力;可結合故障過壓短路警示以及所產生故障的原因，并且依據11-2板單元電路圖對示波器逐漸進行優化調整，憑借示波器測壞的11-2板2XP第12腳是低電平方波，之后結合電路原理測量集成塊，獲悉D6第18腳、第2腳均屬于低電平;由于D3B是與非門電路，依據與非門電路的原理，其D3B第4腳、第3腳卻屬于高電平，集成塊D4第13腳屬于高電平，而集成塊D4第13腳與第12腳都屬于一致的低電平，綜合可以判斷為集成塊D4損壞，一般這個時候只需要及時換取新的集成塊便能夠有效排除該故障。

1.3雷達天線“死位”的故障

因為雷達天線一般在室外裸露安裝，致使在L波段高空探測業務中時常會出現雷達天線方位以及仰角“死位”等故障。一旦出現此類故障，那么電機驅動箱中至少會有一個燈不亮，一般這個時候應該在將其關閉后接著迅速對驅動箱進行重新啟動。假如“放球軟件”界面仰角或者方位角的數據不動，但是雷達的天始終在轉動，那么應該關掉發射機的開關，之后把天控開關調換為手動，接著按照規定的關機程序關機操作，在全部的步驟完成之后，應該重復上述相反步驟對各個開關進行開啟，即先要將天控開關調換為手動，接著打開發射機，對雷達和通訊傳遞進行激活操作，如此便能夠恢復正常。

1.4低仰角丟球且反復出現故障

在L波段高空氣象探測業務中，假如在放球中期，仰角沒有超過80°，四根亮線出現瞬間跳變的狀況，之后沒有辦法進行恢復，天線隨機朝別處轉，高差報警探空數據比較混亂，導致出現丟球現象。憑借手動抓球以后便能恢復到正常狀態，但在短期還會再次因上述狀況丟球。一般發生此類故障問題時往往會致使丟球時間段的測風與探空數據發生丟失的狀況。綜合分析，故障產生的原因是與朝向和高頻旋轉關節相連接的WT8線纜接觸不良。這時工作人員先拆開WT8線的管套，把接頭點打開，假如觀察獲悉屏蔽層銅絲大多數存在斷裂現象，芯線和屏蔽層之間存在顯著的打火跡象，則應該將WT8線頭取掉，把屏蔽層銅線朝下進行拓展，摒棄較多的介質層，把中心銅導線剪短，同時把它插進WT8線纜頭部，并固定操作，隨后把屏蔽層的銅絲在壓片的周邊均勻進行分布，之后把WT8的接口裝設好。在對接口點進行制作時應該注意介質層和中心銅制導線截取的長度，應該確保接口位置始終處在緊密連接的狀態，如此就能夠較好的防止該類故障的發生。

2 ?L波段高空氣象探測資料異常問題分析處理

2.1 探空記錄數據異常

在高空氣象探測工作中，通常L波段雷達探測系統在運行中，它的高度也有所上升，那么隨后探測系統測量的高度同實際空間高度之間會存在較大的偏差，而發生該類情況的主要原因是探空儀傳感器上的測量存在誤差的情況，這就導致等壓面高度的計算數據與實際空間高度存在較大差異。一般此時需要借助于地面氣壓基測變量對探空儀在運行中傳感器測量的偏差作出計算，如此便可以獲取位勢高度和實際大氣位勢高度差值，由此可知該數據隨著壓強的增加而減小。

2.2 測風記錄異常

在高空氣象探測業務中，因為L波段高空氣象探測精度以及采樣率的提升，整份記錄采集到的數據密集、量大，有時候會出現“飛點”的情況，同時還會出現測風記錄數據突跳的狀況^[12]。通常對于這些異常問題的出現，需要探測工作人員熟練掌握高空氣象探測業務的相關操作規范及有關要求，當碰到棘手問題能夠及時進行分析判斷與處理。通常應該依據突跳時間進行處理，若某分鐘內的風記錄數據有異常情況，則這時候需要對其做缺測處理;若某秒內的風數據存在突跳現象，那么該分鐘數據的的平均數據就依據其他4秒的數據開展計算，如此能夠大大降低風觀測數據的錯情率。

2.3 下沉記錄異常

一般來說，在放球軟件運行的時候，若碰到氣球下沉記錄異常的問題，探測人員通常需要及時依據相關規范要求對放球軟件的存盤時間作出相應調整。若放球軟件內所設置的存盤時間相對于處理數據的下沉時間而言較低，那勢必會造成處理下沉記錄的數據存在無效的現象^[13]。此時，如果要編發TTAA報便要及時對數據加以修正，因為超時而產生的TTAA報數據一般存在異常情況，若不及時加以修改，便會導致A報的編發存在異常狀況。在對TTAA報作出發送之后，仍然需要對放球軟件數據的存盤時間進行修正，通常會設置為系統默認值，此外應該對下沉記錄起止時間進行認真記錄，確保編發TTAA報處理時的時間和下沉記錄處理。

2.4 L波段信號干擾致使數據缺失

在L波段雷達高空氣象探測工作中，假如雷達所接收到的探空氣球所發出的信號過程中發現有強烈的干擾信號存在，則此時L波段探測雷達時常會將探空氣球發出的信號屏蔽，致使L波段沒有辦法對相關信息進行正常接收，進而導致數據缺失。尤其是強對流天氣的發生將會對L波段信號帶來較為嚴重的干擾，影響到探測人員的分析判別能力。若遭遇信號干擾問題，探測人員通常需要把實際觀測到的各氣象要素的操作規范和干擾狀態下的數據資料進行對比分析處理，還能夠做缺測處理。

3 提升L波段高空氣象探測水平的對策

3.1 科學挑選放球點，保證放球有序開展

在L波段高空氣象探測業務中，氣象臺站應該對地面的風向、風速等氣象要素進行認真觀測，并且結合實際情況，對放球點的位置進行科學挑選。與此同時，如果碰到復雜天氣的時候，需要時刻保持認真負責的態度，要對氣球施放后的運行情況正確掌握，以方便在自動抓球失敗后能夠及時采用手動的方式去抓球。施放人員在放球操作之后應該對氣球保持跟蹤狀態，還應該依據有關操作規范要求對其進行觀察。

3.2 加強對業務知識的學習，提高探測人員綜合素質

氣象臺站需要結合高空氣象探測業務實際，加強對觀測人員的相關培訓與學習，以提高高空氣象探測人員的綜合素質，構建復合型人才隊伍。需要不斷了解與學習地面、高空觀測理論知識的綜合學習。只有工作人員同時熟練掌握地面與高空觀測兩方面的知識，并且注重高空氣象他探測業務的流程學習與實踐。只有嚴格依據觀測流程，才能減少失誤率，獲取更為準確的觀測結果。

3.3 加強探測儀器的操作學習與維護管理

觀測人員需要加強對高空氣象探測儀器的學習，掌握L波段氣象探測雷達的基本原理，這樣維修維護時更便于操作;可以熟練記住L波段雷達在正常運行時發射機頻率、接收機增益以及磁控管電流等各類參數，一旦某些參數存在異常，可以及時找出故障發生區域，確保探空儀、探測雷達、以及氫氣球等設備保持正常運行狀態，從而能夠正確操作探測儀器對風、氣壓、溫度等氣象要素進行觀測。此外，在觀測前，要正確調整探測儀器，確保高空氣象探測數據的準確性。在探測業務完成后，還要對儀器維護管理，定期依據相關操作規范要求進行養護，儀器故障問題，確保探測儀器能夠長期、高效運行。

參考文獻

[1]李柏，高空氣象探測系統現狀分析與未來發展.中國儀器儀表，2009，06.

[2]中國氣象局. ?常規高空氣象觀測業務手冊[M].北京：氣象出版社，2012.

作者簡介：李洋（1986-），男，漢族，遼寧調兵山人，本科學歷，技術員，從事氣象工作。