內(nèi)蒙古地區(qū)特殊天氣提高高空氣象觀測質(zhì)量的方法

張凱霞

(錫林浩特國家氣候觀象臺，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000)

1 做好氣球施放前探空儀及充灌氣球的準(zhǔn)備工作

1.1 氣球施放前探空儀的準(zhǔn)備

從2020年1月1日開始，內(nèi)蒙古自治區(qū)的高空站使用的都是改進(jìn)型的探空儀和新型基測箱，由于改進(jìn)型探空儀的溫濕度傳感器較舊型探空儀更為“細(xì)小、精致”，所以工作人員在操作探空儀時更需加倍“呵護(hù)”，防止損壞溫濕度傳感器，影響探空儀的正常施放。使用溫水將鹽溶化后，再將電池浸泡在鹽水中5min左右，使電池電壓保持在18～20V左右，防止電池電壓過高將探空儀擊穿，導(dǎo)致儀器無信號。根據(jù)地面風(fēng)向選擇合適的放球點(diǎn)，調(diào)整放球軟件上雷達(dá)天線增益和頻率在合適的位置，避免出現(xiàn)旁瓣跟蹤氣球的現(xiàn)象。

1.2 氣球施放前充灌氣球的準(zhǔn)備

目前本區(qū)各高空觀測站大多使用的是750g探空氣球，無論何種天氣都要保持氣球的平均升速在400m/min左右。憑各站的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，晴天灌球凈舉力可小些，雨天為避免出現(xiàn)氣球下沉現(xiàn)象，使其呈上升走勢，需要增加氣球的凈舉力。

2 大風(fēng)天氣高空氣象觀測的有效措施和方法

2.1 室外放球人員

(1)選擇準(zhǔn)確的放球地點(diǎn)。室外放球人員在放球前要依據(jù)風(fēng)的來向，提前確定手動放球的大致放球地點(diǎn)，一般為雷達(dá)的下風(fēng)方，確保氣球施放后，不要由于風(fēng)速過大，氣球快速從雷達(dá)頂部移過，導(dǎo)致雷達(dá)不能自動跟蹤探空儀的情況發(fā)生。

(2)抓住有利時機(jī)，成功施放氣球。室外放球人員要時刻觀察風(fēng)速的變化，選擇好施放地點(diǎn)后，一旦發(fā)現(xiàn)風(fēng)速有所減小時，應(yīng)立即抓住有利時機(jī)，順風(fēng)隨氣球方向助跑，盡量讓氣球升起來，防止大風(fēng)將氣球及探空儀拍打到地面，導(dǎo)致氣球破裂或探空儀摔壞，使其順風(fēng)而行，掌握好有利時機(jī)迅速施放氣球。

(3)正確判斷，準(zhǔn)確指揮。室外放球人員要熟練掌握本站的能見度目標(biāo)物方位，成功施放氣球后，根據(jù)目測到的氣球的位置用對講機(jī)向室內(nèi)雷達(dá)操作人員報(bào)出氣球的仰角、方位角，使其盡快抓住氣球，一旦有丟球情況發(fā)生，更需要室外放球人員時刻目測跟蹤好氣球，將氣球的大致方位角和仰角報(bào)告給室內(nèi)雷達(dá)操作人員。

2.2 室內(nèi)雷達(dá)操作人員

(1)選擇結(jié)實(shí)的大風(fēng)放球器。在大風(fēng)天氣狀況下，更有利于施放氣球的工具是大風(fēng)放球器。大風(fēng)放球器是塑料制品，風(fēng)力較大時，有的大風(fēng)放球器會被風(fēng)帶著氣球刮斷，所以在風(fēng)力較大時要選擇韌性好、比較結(jié)實(shí)的大風(fēng)放球器。

大風(fēng)放球器的細(xì)繩較光滑，在連接探空儀時要多拴幾個疙瘩，避免探空儀與氣球脫離，導(dǎo)致施放失敗。

(2)掛上小燈泡。如果是19時15分的放球時次或能見度較低時遇上大風(fēng)天氣，室內(nèi)雷達(dá)操作人員最好提前用鹽水浸泡一個專用的小燈泡電池，懸掛在探空儀下面，方便室外放球人員目測跟蹤氣球，也有利于室內(nèi)操作人員在雷達(dá)攝像頭中更清晰地看到探空儀，以便盡快抓到氣球。

(3)熟練操作雷達(dá)，準(zhǔn)確跟蹤探空儀。放球前室內(nèi)雷達(dá)操作人員應(yīng)對地面風(fēng)向、風(fēng)速做到心中有數(shù)，對施放后氣球的移動位置要做到準(zhǔn)確估計(jì)，室外人員成功施放氣球后，在雷達(dá)“手動”狀態(tài)下熟練搖動方位和仰角，在雷達(dá)攝像頭屏幕能看到的情況下，將探空儀迅速移到攝像頭屏幕的正中央后按下“自動”鍵，使其自動跟蹤。

3 靜風(fēng)和大霧及低能見度天氣高空氣象觀測的有效措施和方法

3.1 靜風(fēng)天氣高空氣象觀測

在靜風(fēng)天氣放球時，施放氣球后，氣球垂直向上升起，飄不遠(yuǎn)，導(dǎo)致雷達(dá)自動跟蹤探空儀仰角達(dá)到或接近90°時限位，導(dǎo)致丟球問題發(fā)生。

大霧天氣時，一般無風(fēng)，且濕度接近100%，能見度低于1km，攝像頭的屏幕上看不清楚氣球，雷達(dá)也易出現(xiàn)高仰角限位，導(dǎo)致丟球的問題發(fā)生。防止丟球的有效措施是：在施放氣球后，室外放球人員目測發(fā)現(xiàn)雷達(dá)如果沒有準(zhǔn)確對準(zhǔn)探空儀，應(yīng)及時通過對講機(jī)告知室內(nèi)雷達(dá)操作人員手動將雷達(dá)搖到氣球移動的正確位置。雷達(dá)處在仰角大于90°過頂時，也極易發(fā)生雷達(dá)機(jī)械故障，遇到這種情況，可以先迅速關(guān)閉雷達(dá)電源，再依次重新打開各個開關(guān)，以激活雷達(dá)，盡快找回探空儀信號，避免缺測情況的發(fā)生。

3.2 低能見度天氣高空氣象觀測

當(dāng)出現(xiàn)由于沙塵、煙、霾、降水等導(dǎo)致的低能見度天氣現(xiàn)象時，在攝像頭屏幕上不能清楚地看到氣球和探空儀，容易發(fā)生雷達(dá)旁瓣跟蹤探空儀的問題。如果沒有及時發(fā)現(xiàn)，會造成部分?jǐn)?shù)據(jù)缺測問題的發(fā)生。所以，雷達(dá)操作人員此時要更加關(guān)注4條亮線及高差的大小，及時發(fā)現(xiàn)旁瓣問題，及時糾正，防止數(shù)據(jù)缺測。

4 雷陣雨、強(qiáng)雷暴天氣高空氣象觀測時的有效措施和方法

4.1 雷陣雨降水天氣

夏季的降水一般都是雷陣雨偏多，根據(jù)雨勢的強(qiáng)度變化，盡量使儀器施放時避開雨勢最強(qiáng)時段，抓住雨勢開始減弱的有利時機(jī)施放氣球，從而避免重放或造成觀測數(shù)據(jù)缺測。同時要做好探空儀的防雨措施，可以在探空儀盒蓋與盒身的連接處用透明膠帶封閉，防止和避免探空儀的電路板進(jìn)水導(dǎo)致儀器信號突失。

4.2 強(qiáng)雷暴天氣

雷暴具有極強(qiáng)的破壞性，為防止雷電擊穿探空儀的應(yīng)答器導(dǎo)致信號突失或?qū)馇驌羝?，?dǎo)致放球失敗情況的發(fā)生，在放球時如果遇有強(qiáng)雷暴移至放球點(diǎn)上空，應(yīng)稍等幾分鐘，等強(qiáng)雷暴移出測站上空時再施放氣球，同時也要注意考慮人身安全。

5 結(jié)語

內(nèi)蒙古地區(qū)在大風(fēng)、靜風(fēng)和大霧及低能見度、雷陣雨、強(qiáng)雷暴等特殊天氣條件下，進(jìn)行高空氣象觀測工作時會出現(xiàn)各種影響高空觀測質(zhì)量的異常情況，我們需要從施放前探空儀和充灌氣球的準(zhǔn)備方面著手，采取有效的措施和方法，有助于防止探空氣球及探空儀的損壞，避免出現(xiàn)影響高空觀測記錄及時性、完整性的情況發(fā)生，以提高高空觀測質(zhì)量，更好地為天氣預(yù)報(bào)、氣候分析、科學(xué)研究和國際交換，提供及時準(zhǔn)確的高空氣象資料。