影響高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素分析

摘 要：氣象探測工作是氣象數(shù)據(jù)信息獲取的有效途徑。在這一工作過程中，高空氣象探測業(yè)務(wù)是關(guān)鍵。在現(xiàn)實(shí)的工作過程中，由于各種因素的影響，高空氣象探測工作開展并不理想。對此為了分析各種影響因素對該項(xiàng)工作的影響程度，有必要對各個(gè)影響因素進(jìn)行分析，從而為提升高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量提供可行的舉措。基于此，本文從探測環(huán)境、雷達(dá)保障能力、低空丟球以及儀器變性等因素上進(jìn)行考慮，最后根據(jù)這些影響因素的整體情況，提出了幾項(xiàng)具體的措施，從而為改善該項(xiàng)工作成效提供參考。

關(guān)鍵詞：氣象探測;影響因素;數(shù)據(jù)質(zhì)量;措施

前言：當(dāng)前隨著我國的空間科學(xué)技術(shù)得到飛速發(fā)展，各項(xiàng)事業(yè)得到顯著提升，尤其是諸如氣象衛(wèi)星等高空氣象探測儀器的質(zhì)量和數(shù)量、功能等豐富，我國的氣象探測工作發(fā)展迅速，取得了長足的進(jìn)步。但是在實(shí)際的工作過程依舊存在各種影響因素對高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量帶來較為嚴(yán)重的因素，尤其是諸如高空障礙物的遮擋、電磁信號干擾等導(dǎo)致探測精度和可靠性受到嚴(yán)重影響，更為嚴(yán)重的是導(dǎo)致部分探測儀器無法正常開展工作，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性難以得到保障。在這一情況下，加強(qiáng)高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量影響因素的分析，尋找二者之間的因果關(guān)聯(lián)程度，從而為制定相應(yīng)的質(zhì)量提升措施提供依據(jù)。本文鑒于此對相關(guān)影響因素進(jìn)行了詳細(xì)分析。

一、影響高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的主要因素

1.探測環(huán)境。高空氣象探測業(yè)務(wù)開展的環(huán)境就是探測環(huán)境，其主要涉及地理環(huán)境和電磁環(huán)境，這些環(huán)境是否符合探測要求同探測數(shù)據(jù)質(zhì)量之間有著密不可分的關(guān)聯(lián)。 對于地理環(huán)境而言，其主要是障礙物遮擋導(dǎo)致探測數(shù)據(jù)失真或者探測器失效。 在雷達(dá)探測的相關(guān)技術(shù)要求中，其規(guī)定雷達(dá)觀測系統(tǒng)對應(yīng)的高空觀測氣象站的探測區(qū)域內(nèi)需要有開闊的視野，而其探測范圍內(nèi)即便存在障礙物，也要求其對探測天線形成的遮擋角度要小于5度。但是在實(shí)際的探測中，由于城市建設(shè)突飛猛進(jìn)，高密度的高層建筑拔地而起，使得這一基本探測條件越來越難以滿足，導(dǎo)致在探測中出現(xiàn)仰角、方位角的跳變，探測信號模糊。此外風(fēng)力、溫濕度等自然氣象也使得這一探測面臨挑戰(zhàn)。對于電磁環(huán)境而言，主要為電磁干擾，隨著電子、通信等行業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，電磁環(huán)境變得越來越復(fù)雜，各種頻率的電磁信號充斥在探測空間中，對雷達(dá)探測造成一定程度的干擾，導(dǎo)致探測目標(biāo)偏移，定位精度下降，造成測量數(shù)據(jù)失真，嚴(yán)重影響測量質(zhì)量。

2.雷達(dá)保障能力。雷達(dá)探測系統(tǒng)是高空氣象探測的關(guān)鍵探測設(shè)備系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的工作狀態(tài)是否優(yōu)良對探測的數(shù)據(jù)資料的完整性、可靠性有著最為關(guān)鍵的影響。對此要求在日常工作中要定期進(jìn)行雷達(dá)系統(tǒng)的維護(hù)，確保其能夠正常工作。對于保障而言，首先是備件保障，雷達(dá)由于突發(fā)故障導(dǎo)致測量故障，此時(shí)就需要采用備件進(jìn)行觀測，從而以保障整體測量的可靠性。其次是技術(shù)保障，當(dāng)雷達(dá)發(fā)生故障后，在采取上述措施后，則需要對故障雷達(dá)進(jìn)行維修，強(qiáng)大的技術(shù)保障，能夠迅速恢復(fù)雷達(dá)性能，從而以確保測量工作得以很好的接入。上述兩個(gè)方面的保障整體強(qiáng)度對于雷達(dá)的整體工作狀態(tài)有著直接影響，而這一影響則和氣象數(shù)據(jù)測量的整體質(zhì)量有著密切聯(lián)系，因此這一因素也是一個(gè)非常關(guān)鍵的影響因素。

3.低空丟球。低空丟球是當(dāng)前氣象探測中的易發(fā)事故。目前對于高空探測而言，主要通過L波段雷達(dá)進(jìn)行觀測，其最大的優(yōu)勢就是能夠?qū)崿F(xiàn)測角、測距和目標(biāo)跟蹤的自動(dòng)化，但是其也存在很多缺陷，比如高仰角過頂卡死、大風(fēng)環(huán)境下低仰角雷達(dá)自動(dòng)跟蹤丟失等情況。此外其采對應(yīng)波瓣寬度較窄，人工抓球難度大，低空丟球概率相對較高，一旦出現(xiàn)丟球，而由于技術(shù)限制導(dǎo)致在在丟球后觀測數(shù)據(jù)缺失，造成數(shù)據(jù)可信度降低。因此低空丟球是一個(gè)高概率發(fā)生，解決難度較大，影響程度高的因素，因此在實(shí)際的工作需要對這一因素加以控制，由此以保障整體工作成效。

4.儀器變性。對于高空探測而言，其對應(yīng)的探測設(shè)備所處的環(huán)境是非常惡劣的，這些環(huán)境因素諸如溫度、濕度等因素有可能改變部分設(shè)備器件的性質(zhì)，導(dǎo)致整個(gè)探測設(shè)備系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)失真。對此最為典型的案例就是溫度、濕度傳感器變性，導(dǎo)致獲取的數(shù)據(jù)顯著跳變，如在一秒的時(shí)間內(nèi)，測量溫度可能從零下幾十度上升到零下十幾度，這種數(shù)以倍記的變化導(dǎo)致測量結(jié)果無法被確定具有可靠性，此外當(dāng)出現(xiàn)這一情況后，相當(dāng)于數(shù)據(jù)缺失，由此導(dǎo)致觀測數(shù)據(jù)信息不完整，這對于氣象預(yù)報(bào)帶來嚴(yán)重影響。此外還有強(qiáng)對流天氣的出現(xiàn)，導(dǎo)致環(huán)境條件的劇烈變化，這種變化導(dǎo)致部分抗變性能不佳的設(shè)備器件出現(xiàn)問題，導(dǎo)致測量傳感器變性。

5.氣壓變性。氣壓變性是影響高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要因素。這種影響主要是對氣象探測氣球的影響。當(dāng)氣壓出現(xiàn)大的變動(dòng)，氣象探測氣球相應(yīng)的物理參數(shù)發(fā)生變化，由此導(dǎo)致探測結(jié)果出現(xiàn)偏差。此外，氣壓的變化也會(huì)影響氣象探測氣球的回收率，導(dǎo)致獲取的數(shù)據(jù)不夠完善，使得對應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。

二、高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量改善措施

1.科學(xué)操作，抑制低空丟球。科學(xué)操作，抑制低空丟球是提升探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要措施。對此要求在放氣球前要做好低空風(fēng)向、風(fēng)速的探測，并獲取這些數(shù)據(jù)規(guī)律，需要跟人確定放球后的運(yùn)行路徑。當(dāng)處在能見度較低的環(huán)境中時(shí)，放球前應(yīng)該事先把探空儀安放至距離雷達(dá)天線50m以外、與地面相距1～4m的區(qū)域，把雷達(dá)天線與探空儀對準(zhǔn)，隨后把天控手自動(dòng)開關(guān)、增益、頻率以及距離手動(dòng)或自動(dòng)開關(guān)等均設(shè)定為自動(dòng)的狀態(tài)。同時(shí)保證這些亮線具有足夠的清晰度，從而為雷達(dá)跟蹤提供好顯著可見的標(biāo)識，從而以降低跟蹤丟失的概率，以此來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資料的有效獲取。通過這一方式可以顯著降低低空丟球的概率，由此能夠提升高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量，為進(jìn)一步的氣象分析和預(yù)測工作提供可靠的依據(jù)。

2.做好數(shù)據(jù)記錄及處理工作。做好相關(guān)的數(shù)據(jù)資料的記錄和處理工作是另一個(gè)非常重要的措施。在重新放球過程中，其容易對先前的放球產(chǎn)生干擾，對此首先要求保障放球軟件的狀態(tài)不變。而在很多情況下，探測人員容易將放棄軟件中的數(shù)據(jù)處理方法設(shè)置為默認(rèn)方式，導(dǎo)致非點(diǎn)以及非碼的情況經(jīng)常發(fā)生，造成的主要影響就是信號和干擾常常難以辨識，因而導(dǎo)致在模擬數(shù)據(jù)信息所對應(yīng)的的規(guī)律時(shí)出現(xiàn)重大偏差。對于這一情況，要求探測人員不要過于依賴軟件模擬操作，而要經(jīng)常采用人工手動(dòng)方式進(jìn)行處理，做好數(shù)據(jù)的記錄，并進(jìn)行科學(xué)處理，從而提出計(jì)算機(jī)擬合中不好的數(shù)據(jù)信息，以此實(shí)現(xiàn)對擬合結(jié)果的修正，提升擬合可靠度，從而提升觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3.加強(qiáng)探測儀器的維護(hù)。對于高空氣象探測而言，其關(guān)鍵在于探測設(shè)備的可靠性，這就要求做好探測儀器設(shè)備的維護(hù)。探測設(shè)備作為高尖端設(shè)備，質(zhì)量較差、專業(yè)性不強(qiáng)的維護(hù)過程，不僅不能夠很好地解決氣象探測中出現(xiàn)的問題，同時(shí)還容易造成儀器設(shè)備的附加損壞，對此首先要求參與維護(hù)的工作人員要具備較高的專業(yè)素養(yǎng)和維護(hù)技能，維護(hù)的設(shè)備具有清晰的認(rèn)識，并熟練掌握其工作原理，從而以實(shí)現(xiàn)專業(yè)化的維護(hù)過程。L波段雷達(dá)是這一探測系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，在對其維護(hù)過程中，要掌握其正常工作下的發(fā)射機(jī)頻率、磁控管電流以及接收機(jī)的增益等相關(guān)參數(shù)，從而能夠根據(jù)參數(shù)的異常變化來及時(shí)確定問題出現(xiàn)部位，從而能夠迅速解決問題，保障其同正常運(yùn)行，從而提供可靠的探測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)探測工作質(zhì)量提升。

三、結(jié)語

氣象工作是一項(xiàng)關(guān)鍵性的工作，其對于指導(dǎo)生產(chǎn)、人們的衣食住行有著直接的引導(dǎo)作用。對于氣象工作而言，高空氣象探測成為獲取氣象數(shù)據(jù)信息的有效途徑。但是在實(shí)際的工作中，由于有各種因素的干擾，導(dǎo)致實(shí)際上工作效果和理想效果之間有著懸殊的差距。對此本文將影響高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素作為研究的切入點(diǎn)，重點(diǎn)探究了探測環(huán)境、雷達(dá)保障能力、低空丟球以及儀器變性等因素的影響情況。在此基礎(chǔ)上，就這些因素的具體影響情況，提出了科學(xué)操作，抑制低空丟球、做好數(shù)據(jù)記錄及處理工作、加強(qiáng)探測儀器的維護(hù)等三個(gè)具體性措施，以為改善當(dāng)前高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量提供參考。

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作者簡介：郭婕（1969年-），女，漢族，本科，工程師，從事綜合氣象觀測工作.