高空氣象資料特殊記錄分析與處理

索倫國家基準氣候站 內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137709

引言

高空氣象資料是我國天氣氣候監(jiān)測網(wǎng)收集的最重要的氣象觀測資料之一[1]，臺站上報高空氣象資料包括實時資料和歷史資料兩大類，其中每天實時上傳數(shù)據(jù)文件(簡稱“S”文件)，其內(nèi)容涵蓋了每時次觀測的探空(高表-14)、測風(高表-13)全部觀測數(shù)據(jù)。本文利用內(nèi)蒙古自治區(qū)12個探空站資料，分析高空探測數(shù)據(jù)文件S文件數(shù)據(jù)分析及處理方法。

1 旁瓣抓球記錄分析與處理

1.1 放球瞬間丟球 放球時雷達天線不能自動跟蹤探空儀(探空儀跑出攝像機監(jiān)視畫面)，因氣球距天線很近，仰角、方位角變化很大，需要人工指揮抓球。室外操作員應立即根據(jù)氣球位置告知室內(nèi)微機操作員，并通過雷達天線瞄準鏡隨時監(jiān)視；室內(nèi)微機操作員應將天控開關置為手動，示波器顯示方式為角度方式，使天線對準氣球(四條亮線平齊)，并調(diào)節(jié)頻率，使之為最佳狀態(tài)。此時將天控開關轉為自動，探空儀保持在攝像機畫面中央，并在示波器顯示方式為距離方式下調(diào)整距離按鈕，使凹口回到豎線“‖”中間。

1.2 放球過程中遇到旁瓣 雷達在放球瞬間跟蹤準確，之后一般不會出現(xiàn)旁瓣現(xiàn)象，遇可疑現(xiàn)象應謹慎判斷。如確定是旁瓣(四條亮線長短不一；凹口飄移且紅燈閃動)，應根據(jù)最后一組正確“方位、仰角”數(shù)據(jù)，搖動天線在附近區(qū)域搜索，直到四條亮線平齊(示波器顯示方式為角度方式)，調(diào)整距離按鈕，使凹口回到豎線“‖”中間(示波器顯示方式為距離方式)，并將天控開關轉為自動，直至正常。另一種方法是可根據(jù)情況按一下“扇掃”按鈕，雷達天線將在一定范圍內(nèi)自動搜索，盡力追回主瓣。

記錄處理方法：從球坐標秒數(shù)據(jù)曲線(圖1)中可看出測風記錄從地面開始到28分鐘，仰角、方位角、斜距三條曲線線性不好，28分鐘以后三條曲線線性有規(guī)律變化，雷達能自動跟蹤探空儀，主瓣抓球，仰角、方位角、斜距數(shù)據(jù)正常，記錄恢復正常。從測風高表13也可知，仰角、方位角及斜距均無規(guī)律變化，量得風層數(shù)據(jù)(風向、風速)無規(guī)律變化。處理方法是刪除1至28分鐘測風數(shù)據(jù)，觀測結束前補放小球。小球測風數(shù)據(jù)在放球軟件關閉前，在放球軟件里，在“地面參數(shù)”下—“補放小球”里，輸入補放小球測風數(shù)據(jù)；球炸后的補放小球測風在數(shù)據(jù)處理軟件下—“探空數(shù)據(jù)處理”—“補放小球、雷達測風數(shù)據(jù)、經(jīng)緯儀數(shù)據(jù)錄入”下輸入補放小球的測風數(shù)據(jù)，編發(fā)報文時測風缺測數(shù)據(jù)自動到小球測風數(shù)據(jù)中的去讀取，自動編發(fā)報文。

圖1 球坐標秒數(shù)據(jù)曲線

2 任意終止探空和測風記錄

綜合探測，確定探空終止時間要在探空曲線放大狀態(tài)下進行，主要根據(jù)氣壓、溫度、濕度點的變化綜合判斷。根據(jù)溫度趨勢的逆變和濕度的跳變情況，即球坐標仰角變化和高度變化進行綜合判斷。

在數(shù)據(jù)處理軟件下，探空數(shù)據(jù)查詢從氣壓變化趨勢可看出，探空終止時間選擇錯誤，實際探空終止時間是72：35氣壓23.0百帕，值班員誤選70：52氣壓23.1百帕。測風數(shù)據(jù)終止時間確定有誤，應是72分鐘值班員誤終止70分鐘。從手動修改球坐標曲線恢復所有測風數(shù)據(jù)查看，71、72分鐘數(shù)據(jù)可用(圖2)。

圖2 手動修改球坐標曲線

圖3 球坐標(秒數(shù)據(jù))曲線

3 綜合探測測風數(shù)據(jù)斜距部分用高度代替和無斜距測風記錄

L波段雷達高空氣象探測系統(tǒng)業(yè)務操作手冊中規(guī)定：綜合探測時次，因某種原因，部分或全部測風分鐘數(shù)據(jù)無斜距時，軟件采用無斜距方式，計算量得風層的風向、風速。

3.1 部分斜距錯誤用高度代替 從球坐標曲線(圖3)看測風1-28分鐘斜距是一條直線，斜距未自動跟蹤上，1-28分鐘斜距需用高度代替，而值班員整份記錄斜距均用高度代替。

3.2 放球時雷達故障 采用經(jīng)緯儀跟蹤大球時，斜距全部用高度代替(因為經(jīng)緯儀只能觀測仰角、方位角)。方法是：數(shù)據(jù)處理軟件下—“探空數(shù)據(jù)處理”菜單中“文件屬性”，選擇測風方式為“無斜距測風”后按“確定”鍵，此時高表-13(表4)中測風工作方式即改為“無斜距測風”。高表13中斜距部分顯示高度。