高空氣象探測質(zhì)量的影響因素及提升對策

卡卓 多布杰

摘? 要：本文對高空氣象探測質(zhì)量的影響因素進行了深入分析，并結(jié)合實際案例深入研究了高空氣象探測質(zhì)量的提升策略。文章指出，消除人為因素影響，減小非人為因素干擾是提高高空氣象探測質(zhì)量的關(guān)鍵所在。文章具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：高空氣象;探測質(zhì)量;影響因素;提升策略

中圖分類號：P412.1? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）07-0043-02

Abstract：In this paper，the factors affecting the quality of high-altitude meteorological detection are analyzed in depth，and the strategies for improving the quality of high-altitude meteorological detection are studied in combination with practical cases. It is pointed out that eliminating the influence of human factors and reducing the interference of non-human factors are the key to improve the quality of air image detection. The article has certain reference value.

Keywords：high-altitude meteorology;detection quality;influencing factors;upgrading strategy

0? 引? 言

氣象部門主要是通過對高空大氣進行探測來獲取天氣變化的相關(guān)資料的。高空氣象探測已經(jīng)成為氣象科學發(fā)展的重要途徑，氣象部門獲取天氣變化資料的基本手段是高空大氣探測，它是發(fā)展氣象科學的重要基礎(chǔ)，而大氣探測系統(tǒng)中的重要組成部分是常規(guī)高空探測?，F(xiàn)階段，高空氣象探測雷達的業(yè)務(wù)質(zhì)量優(yōu)、探測精度高，同之前的高空氣象探測系統(tǒng)相比探測數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤的概率大幅度降低，但是在多方面因素的共同影響下錯誤還是不能夠避免。因此，有必要高度關(guān)注影響高空氣象探測質(zhì)量的原因所在，并針對性地給出提高高空氣象探測質(zhì)量的措施。

1? 高空氣象探測質(zhì)量的影響因素

1.1? 重放球

在進行高空氣象的探測過程中，經(jīng)常會因為某些人為原因以及一些非人為因素出現(xiàn)重放球的現(xiàn)象。這種情況不僅會在一定程度上造成人力與財力的浪費，而且還會給氣象探測數(shù)據(jù)的質(zhì)量以及記錄的時效性帶來負面影響。在常規(guī)高空氣象探測過程中，受非人為因素而出現(xiàn)的重放球現(xiàn)象較為普遍，這些非人為因素通常有：天氣影響（如大風、強降雨、暴風雪等）、探測設(shè)備故障（包括雷達和計算機故障、傳感器變性等）、儀器遭到雷擊等。

1.2? 丟球

氣球施放以后，倘若其在極短的時間內(nèi)就發(fā)生氣球過頂現(xiàn)象，那么就極容易出現(xiàn)丟球現(xiàn)象，一旦氣球過頂丟球，就可能會造成重放球現(xiàn)象的發(fā)生，同時也可能引起部分測風記錄出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象雖然可以通過補放小球的方法加以彌補，但若在補放小球的時候存在天氣等外界條件的影響，那么整個記錄的準確性和完整性都必然會受到影響?；谝陨戏治隹梢园l(fā)現(xiàn)，避免氣球過頂丟球現(xiàn)象的出現(xiàn)對于保證高空氣象探測的質(zhì)量十分重要。

1.3? 環(huán)境因素

雷達所處的觀測場四周探測環(huán)境的好壞也在一定程度上影響高空氣象探測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。一般來說，按照規(guī)范要求高空氣象探測站四周應(yīng)當開闊，即便是存在個別障礙物，障礙物對觀測系統(tǒng)天線形成的遮擋仰角不得高于5°。對于探測站盛行風下風方向等特殊情況，必須保證在障礙物120°范圍內(nèi)，雷達天線遮擋仰角不得高于2°。除此之外，在氣球施放場地半徑50米范圍內(nèi)要求平坦空曠，無架空電線、建筑、林木等障礙物。

1.4? 人為因素

在高空氣象探測過程中業(yè)務(wù)人員的操作起決定性作用，由于業(yè)務(wù)人員粗心大意，施放不合格探空儀導(dǎo)致重放球，地面風速較大，不規(guī)范的施放操作造成儀器碰地或撞墻造成的重放球，施放前對儀器參數(shù)和各項地面觀測數(shù)據(jù)沒有進行認真校對，施放氣球后所接收到的溫度、氣壓、濕度等數(shù)據(jù)沒有進行認真查看導(dǎo)致某項數(shù)據(jù)錯誤都會直接影響探測質(zhì)量。為了避免人為原因而影響探測質(zhì)量，在進行高空氣象探測時主班和副班應(yīng)相互配合，認真校對施放前的地面觀測要素和施放后所接收到的各個氣象要素，保證探測記錄的準確性和完整性。

2? 高空氣象探測質(zhì)量的提升策略

2.1? 提升業(yè)務(wù)能力

高空氣象探測人員的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)技能應(yīng)當受到高度重視，自探空、地面業(yè)務(wù)實行一體化后，業(yè)務(wù)人員的技術(shù)水平參差不齊，許多地面測報專業(yè)出身的業(yè)務(wù)人員對高空氣象探測業(yè)務(wù)方面能力非常有限，而且他們沒有進行專業(yè)的、系統(tǒng)的培訓(xùn)，跟班幾個月后直接獨立當班，日常上班過程中就會出現(xiàn)這樣那樣的問題。因此，需要對有關(guān)探測人員的專業(yè)技能與職業(yè)素質(zhì)進行培訓(xùn)，從而全面提升業(yè)務(wù)人員的綜合能力。例如：適時開展高空氣象探測相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)，可以定期進行專題交流。同時，有關(guān)部門可以不定期地開展有獎競賽，組織技能考試，想方設(shè)法為高空氣象探測人員提供提升業(yè)務(wù)能力的平臺和機會，從而減少人為因素對高空氣象探測質(zhì)量的影響。

2.2? 調(diào)整雷達增益和頻率

為了避免丟球，放球前首先要根據(jù)探空儀信號對雷達的接收機增益和頻率進行認真調(diào)整，這將直接影響到雷達天線跟蹤和氣象數(shù)據(jù)接收的好壞。當班人員應(yīng)及時打開攝像機畫面，將“天控手/自動”開關(guān)設(shè)置為手動，示波器顯示方式為角度方式，將“增益”設(shè)置為手動，調(diào)整增益使四條亮線變小至2～3格，將“頻率”設(shè)為手動，調(diào)整頻率使四條亮線變大，再調(diào)整增益使四條亮線變小，反復(fù)調(diào)整使頻率達到最佳狀態(tài)，此時增益達到30～50之間，頻率應(yīng)在1675MHz左右。而后“天空手/自動”開關(guān)設(shè)置為自動，此時雷達天線應(yīng)自動跟蹤目標，探空儀位置始終在攝像機畫面中間位置，探空儀發(fā)射機的回波“缺口”應(yīng)清晰可見，其深度在1/3～2/3為宜。儀器拿到室外放球點后再次觀察探空儀信號以及雷達的增益、頻率和回波缺口是否正常，隨著探空儀的移動，雷達天線是否始終自動跟蹤目標，探空儀位置是否處于攝像機畫面中間位置，如果上述檢查處于正常，說明此時接收機頻率調(diào)整正確，雷達天線自動跟蹤情況良好，反之，需要重新調(diào)整雷達的增益和頻率。

2.3? 保證雷達精度

眾所周知，L波段雷達被廣泛應(yīng)用于氣象部門的高空探測工作。利用氣象測風技術(shù)，雷達不但可以獲得高空大氣壓值、環(huán)境溫度以及空氣濕度等氣象數(shù)據(jù)，并且，其還可以實現(xiàn)氫氣球位置的追蹤。基于以上分析不難發(fā)現(xiàn)，雷達獲取數(shù)據(jù)的精確程度將直接決定得到的高空氣象探測數(shù)據(jù)的準確性。當然，除了設(shè)備以外，雷達相關(guān)工作人員的業(yè)務(wù)技能和專業(yè)素質(zhì)也會在一定程度上影響探測的結(jié)果。想要保證雷達的精度，想要獲取準確的高空氣象數(shù)據(jù)，可以做好以下幾方面工作。

（1）L波段雷達的常規(guī)標定工作一定要做到位。所謂雷達的常規(guī)標定，實際上就是對雷達進行校驗。其主要工作包括天線水平的檢查與校正，仰角零度標定，光、電、機械軸三軸一致性檢查，方位角零度標定等。雷達常規(guī)標定的準確性是消除儀器誤差，減少定位偏差的重要方法。L波段探空雷達系統(tǒng)標定是雷達探測資料的可靠性的重要手段。只有做好雷達常規(guī)標定工作才能充分保證雷達進行溫度、濕度、氣壓、風向、風速等探測工作時能夠獲取相對準確可靠的高空氣象資料。

（2）對L波段雷達進行定期維護。目前全國高空氣象觀測臺站所使用的雷達是南京大橋機械廠生產(chǎn)的GFE（L）1型二次測風雷達，是一種體制較新、自動化程度較高的新型雷達。為了充分發(fā)揮雷達的性能，獲得準確、可靠的高空氣象探測資料，在日常工作中對雷達進行定期維護也是十分重要。對雷達進行維護和清潔是保障雷達性能完好的最好和最重要的途徑，許多情況下，塵垢、腐蝕、生銹和霉變等是造成故障的重要原因，因此，機務(wù)人員應(yīng)做到對雷達進行日常維護、季度維護、年維護等常規(guī)維護工作。

（3）應(yīng)盡可能使雷達探測在適宜的環(huán)境中進行。雷達進行數(shù)據(jù)探測，其探測效果和接收要素的效果都與探測環(huán)境存在密不可分的關(guān)系。雷達只有處于相對理想的電磁環(huán)境以及地理環(huán)境中，其信號強度才能保證足夠的穩(wěn)定。倘若雷達探測在不良的電磁環(huán)境中進行，那么在放球過程中受到外界信號干擾，這勢必會影響高空探測的質(zhì)量。倘若雷達探測在不良的地理環(huán)境中進行，那么就可能造成仰角偏低，從而造成電磁波的折射或者反射等不利現(xiàn)象的出現(xiàn)，這必然會引起雷達定位空間的不準確。所以，雷達探測必須在適宜的環(huán)境中進行，只有這樣才可以避免外界條件的干擾，才能為氣象探測質(zhì)量的提高奠定基礎(chǔ)。

3? 結(jié)? 論

提升業(yè)務(wù)質(zhì)量是每個高空氣象探測人員的最終目標，在實際的高空氣象探測工作中，除了要具備愛崗敬業(yè)、踏實奉獻的工作精神外，還要嚴格遵守《場地、儀器設(shè)備維護制度》中的相關(guān)規(guī)定，正確使用各種儀器設(shè)備，定期做好觀測儀器設(shè)備的清潔和維護工作。不僅要不斷提升高空氣象探測人員的業(yè)務(wù)水平，減少人為因素的干擾。同時，要不斷規(guī)范高空氣象探測方法，保證數(shù)據(jù)記錄的準確性和可靠性，盡可能避免丟球現(xiàn)象發(fā)生，想方設(shè)法保證雷達探測的精度。

參考文獻：

[1] 李偉，李柏，陳永清，等.常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務(wù)手冊 [M].北京：氣象出版社，2011.

[2] 中國氣象局.常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務(wù)規(guī)范 [M].北京：氣象出版社，2010.

[3] 中國氣象局.高空氣象觀測業(yè)務(wù)質(zhì)量考核辦法 [M].北京：氣象出版社，2010.

[4] 張紅軍，張娜娜，張潔新.L波段高空氣象探測雷達丟球的原因分析及應(yīng)對 [J].北京農(nóng)業(yè)，2015（25）：147-148.

[5] 劉清芳，喬玉新，孫克敏，等.影響探空氣球探測高度的因素分析 [J].氣象水文海洋儀器，2012，29（1）：28-30+56.

作者簡介：卡卓（1976-），女，藏族，西藏那曲人，工程師，本科，研究方向：綜合氣象觀測。