L波段雷達重放球的原因及應對措施

那子鑫

摘 要：L波段雷達探測系統是我國氣象觀測技術發展的又一個新階段，但是，在其運行過程中經常會出現各種丟球現象，影響系統正常運行和觀測的準確性。本文就L波段雷達重放球現象的各種原因進行分析并提出減少或避免重放球應采取的措施，為各高空氣象臺站提高探測資料的代表性、準確性和比較性提供參考。

關鍵詞：L波段雷達；重放球；原因；措施

1 引言

高空氣象觀測分為綜合觀測和雷達單獨測風兩種，本文重點介紹高空氣象綜合觀測重放球（即探空重放球）。

《常規高空氣象觀測業務規范》中明確指出，應當重放球的情況有四種，即：當觀測獲取的可用數據未達500 hPa，應在規定時間（正點放球后75 min）內重放球；觀測獲取的可用數據已達500 hPa，但時間不足10 min，應在規定時間（正點放球后75 min）內重放球；遇有壓、溫、濕數據連續缺測或可信度差的時間超過規定要求的，應在規定時間內重放球；遇有近地層高空風失測（海拔高度≤5500 m），應在正點放球后75 min 內用經緯儀測風（小球）的方法補測，確因天氣原因無法補測的，按失測處理。

同時，《高空氣象觀測業務質量考核辦法》中也指出，重放球的達標標準是全年重放球次數≤6次，即重放球率≤8.3‰。

重放球不僅浪費人力物力，更重要的是不能及時提供準確可靠的氣象情報，影響探測資料的代表性和準確性。

2 探空重放球的原因

引發探空重放球的原因有很多種，高空氣象觀測中主要分人為重放球和非人為重放球。因臺風過境、大風（風速14 m/s 或以上）、暴雨、暴風雪、無法及時恢復的雷達故障、傳感器變性、雷擊等原因造成的重放球為非人為重放球；其他原因造成的重放球為人為重放球。

2.1 常見的人為重放球的原因

（1）因工作疏忽大意，施放了基測不合格的探空儀；調入的探空儀參數文件與廠家配發的紙質參數不一致，或參數文件探空儀序列號與探空儀上號碼不符合的探空儀。

（2）地面風比較大，氣球施放時由于操作或放繩器使用不當，致使儀器碰地或撞掛障礙物而損壞。

（3）施放的氣球球嘴沒有扎緊，或系球繩子不結實，或球皮漏氣，或氫所充氣量不足的氣球，導致自500 hPa等壓面開始至觀測終止氣球平均升速<150 m/min。

（4）在準備探空儀專用電池時，由于浸泡電池的時間，鹽水的濃度或溫度沒有嚴格遵循廠家使用說明，電池電壓達不到規定要求或電池電量過高。這樣的電池裝配儀器使用后，引起觀測未達500 hPa，探空信號突失。

（5）探空儀基值測定合格后裝配時不小心損壞了溫度或濕度傳感器；發射機接觸不好等都會造成某一氣象要素變性、缺測或探空信號突失。

（6）人為操作不規范，如儀器施放時沒有按放球鍵、丟球、雷達傳輸錯誤，計算機軟件操作失誤等。

2.2 非人為重放球的可能情況

（1）臺風過境、大風（v≥ 14 m/s）、雷擊、暴雨、暴風雪、Cb云等天氣原因造成氣球下沉至地面、球炸裂、信號突失等，觀測終止于500 hPa等壓面或氣象要素變性。

（2）因產品質量問題，探測未達到500hPa高度時，系球繩子斷開、氣球低空爆裂、探空儀智能轉換器或發射機燒壞、探空儀的3個氣象要素元件出現變性，造成記錄反常等.

（3）觀測高度<500 hPa等壓面時，突然遇到雷達故障、外部無線電信號干擾、停電、電腦故障或病毒等意外事故，記錄連續缺測或可疑5min以上。

3 減少重放球的措施

（1）設置備份放球場

遇到特殊天氣，如雷雨大風、臺風過境等，可能出現施放氣球瞬間過頂的現象。針對這一情況就需要有備份的放球場地。備份放球場地的選擇應考慮避免特殊風向時氣球施放瞬間的過頂，如為避免西南風過頂則備份放球場最好設在東北向，但要根據測站的實際環境決定。比如福州高空氣象觀測站，就設了兩個放球場，分別位于雷達的東面及北面。

（2）放球前的準備工作

首先，探空儀的準備一定要認真仔細，檢查各接頭有無脫焊、虛焊現象，如有要及早處理或更換探空儀；探空儀接上電源后在頻率和增益調節至合適位置后要注意探空訊號是否正常，有無長時間的中斷或譯碼錯誤，以便及時發現并更換，避免儀器升空后造成重放球。其次是電池的準備，電池電壓的高低直接影響到升空儀器的工作狀態，因此一定要認真準備，一般在施放前25 min 開始浸泡。

（3）及時進行手動抓球

施放后，如果出現特殊情況雷達不能自動跟蹤，又是雨雪的特殊天氣，這時雷達操作人員也應保持鎮定，快速將“天控”切換到手動狀態，根據地面風向判斷氣球的大致運行軌跡，確定大致方位，然后跟蹤上斜距。

（4）施放后密切關注雷達的工作狀態

施放后即便雷達跟蹤正常，也應密切關注其工作狀態，要集中精力，及時發現并排除故障，避免因數據采集的連續錯誤而造成重放球。同時，也要不斷總結工作經驗，不斷提高應對特殊情況的能力。另外，雷達要及時維護，保持良好的工作狀態。

4 結束語

L波段雷達應用在高空氣象觀測系統，進一步提高了氣象探測工作的質量，在觀測信息的空間與時間密度上，實現了觀測數據采集、監測和集成的自動化，在天氣預報、氣候預測以及人工影響天氣等方面發揮著重要的作用。防止L波段雷達觀測系統的丟球發生，維護清潔工作必須要做到位，對零部件進行認真檢查和維護，在做好硬件準備的同時不斷提高業務技能，充分發揮雷達的性能，延長雷達的使用壽命，才可以從根本上避免重放球事件的發生。

參考文獻

[1]常規高空氣象觀測業務手冊.氣象出版社

[2]新一代高空氣象探測中重放球的原因.戴麗瓊，黃祖輝.廣東氣象

[3]減少L波段雷達觀測系統重放球的方法.潘志平，葉永松，許兵甲.現代農業科技

（作者單位：福建省氣象臺）