不同天氣工況下的高空氣象探測

楊曉禹 薛斌彬

摘要：大自然中充斥著無數的變動因子，并深刻影響著人們的生產生活，對氣象信息的準確性提出了較高要求。作為氣象部門的重要工作構成部分，高空氣象探測對氣象監測、天氣預報、人工影響氣候等發揮了十分關鍵的作用，在實際工作踐行中，其質量受到復雜天氣工況的影響。本文分別就雷暴天氣、大風天氣、雨雪天氣、大霧天氣、強降雨天氣等不同工況對高空氣象探測的影響進行了分析，并針對性地就其相應的解決策略展開了探究，力求更好地服務人們生產生活。

關鍵詞：高空氣象探測;天氣工況影響;策略

引言：作為氣象科學發展的關鍵一環，高空氣象探測旨在獲取地球大氣立體結構，并了解和掌握其演變規律的工作。近年來，隨著人類科技文明發展，諸如高空圖像探測設備、數字無線電控空儀等研發與應用，為高空氣象探測提供了更為便利的操作條件，并呈現出高度自動化的趨勢。實際工作中，高空氣象探測伴存著大量的影響因子，尤其是不同天氣工況的影響明顯，可能會發生重放球、丟球等現象，繼而降低了高空氣象探測工作質量，相關方面的課題探究備受關注。

一、雷暴天氣

雷暴天氣條件下時常會伴有一定的閃電雷擊和短時強降水現象，具有高電壓、大電流伏值、強破壞性等特點，不僅會造成地面儀器損壞，還會干擾無線電控空儀信號。因此，高空氣象探測中，如若已然發現雷暴或探測到其運動軌跡即將達到探測高空區域，應當及時停止相關操作，避免造成損害后果。在此過程中，即使已經達到了高空氣象探測所所規定的放球時間，但仍需禁止施放氣球，直至雷暴強度趨于弱化或向相反的風速方向轉移才可繼續進行。同時，值得指出的是，在未有雷暴天氣情況下，施放球應當盡量靠近氣象臺，以此來保證有效的高空風及其速度探測效果。除此之外，相關工作人員還可借助探測儀，相對精準地預測積云雨與高空風的運動變化情況，包括速度、方向等要素，善于發現其中蘊含的規律。一般情況下，伴隨著閃電產生的電磁干擾，無線電探空儀會發生間斷性的信號消失現象，工作人員需適當延長觀測時間，確保其良好的信號接收狀態，一旦連續四分鐘無法得到有效的數據信息反饋，應進行重放球處理。

二、大風天氣

當施放氣球位于大風上位，而雷達處于大風下位時，可能會影響雷達跟蹤效果，從而降低高空氣象探測的精準性。對此，工作人員應當科學判別大風天氣的變化情況，并采取科學的放球方法。實施踐行中，面對較大風勢的天氣，首先要對風向進行判斷，盡量避開雷達的上風位置放球，當遇到毫無弱減或停止趨勢時，即使借助大風放球器仍舊無法順利展開高空氣象探測工作，則需搶占較小風速的瞬間施放氣球。同時，強風暴環境下，很容易發生氣球下沉現象，工作人員應實時掌握氣壓的動態變化，一旦測算數值低于500mbar時，則需考慮重放球。另外，事前的檢查和準備工作亦是相當重要。簡單來講，仔細觀察大風放球器的染線板是否出現裂紋現象，檢驗儀器掛架與繞線板放球線繩之間的牢靠度，并緊握空中的鋼球，防止發生脫落。對于裝設好的減速環，從控空儀盒的鋁吊片孔內掛入儀器，牢固系好氣球嘴，保證手握環形繩的最短距離，繼而根據指令朝上釋放氣球。夜間操作時，還需掛燈籠，且牽引線不宜過長。

三、雨雪天氣

雨雪天氣伴隨著氣溫、氣壓等因素變化的影響，在氣球上升的過程中容易發生問題，繼而影響了高空氣象探測的質量。對此，應當認真觀察雨雪天氣的變化情況，根據其運動規律選擇最佳時機施放氣球。當遇到氣球升空區域恰逢雨雪天氣時，則需重置施放球點位，并在強度達到最弱狀態時第一時間施放氣球。根據高空氣象探測相關規范要求，應當精準把握施放球的時機，切勿操作提前，且排除儀器故障、基測失準以及強對流天氣等情況下，亦不能延遲施放氣球。當遇到強降雨天氣時，工作人員應結合實際情況，另擇施放球時間，最大限度地避免雷暴所造成的損害后果，確保高空氣象探測工作正常展開。同時，雨雪天氣還會造成不同程度的氣球施放高度下降，嚴重時可能會發生氣球與降水結晶體碰撞的風險，繼而影響氣球投放高度。據相關實驗測算數據顯示，小雨天氣時氣球中氫的含量將會超過平時水平的10%，而強雨雪天氣下氣球中氫的含量甚至會達到平時水平的1.2倍，因此要合理控制氣球中氫氣的填充量。除卻上述這些，探空氣球對氫氣的質量表現還有著較高的要求，其純度越高則氣球的升空速度越快。雨雪天氣條件下，多重因素影響著氣球的升空路線，并在下沉氣流的作用力下，升速明顯放緩，繼而決定了其爆炸時的高度。對此，高空氣象探測中，建議選用高純度的氫氣進行填充，保證其預期升速的同時，提高操作過程的安全性。

四、大霧天氣

大霧天氣最明顯的特征是能見度低，且會伴有一定的靜風現象，從而導致抓球困難。事實上，靜風條件下，氣球升空的過程中會出現不同程度的角度偏移問題，并且快速的角度變化，使得雷達的跟蹤效能降低，最終導致控空失敗，高空氣象探測工作難以為繼。因此，對于大霧天氣的高空氣象探測，在具體的實踐過程中，應當根據實際天氣條件，科學做好人員分工，預先做好扎實的抓球準備工作。同時，實時動態觀察雷達的運行狀態，當遇到跟蹤失效造成的丟球現象時，相關操作人員則需充分利用既往的工作經驗積累，合理調整雷達的跟蹤方法模式，并將之調整為手動狀態，以此來保證準確、可靠的數據資料反饋。另外，在此過程中，還需進一步加強與室外操作員的動態交互，第一時間分享雷達的運行狀態信息，以便于及時有效地應對各類突發狀況，保證高空氣象探測工作順利進行。

五、強降雨天氣

我國局部地區尤其是在夏季容易出現強降雨天氣，并時常伴隨著雷電、大風等現象，給高空氣象探測工作造成了困擾。一般情況下，強降雨天氣并不會持續太長時間，因此可結合其變化規律找準施放球時間，盡量避開短時強降水。在高空氣象探測時，仔細觀察強降雨天氣的動態變化，掌握其運動趨勢，緊緊抓住減弱的瞬間施放氣球，避免重放球或資料丟失。但是值得重點強調的是，如若施放球區域的降水量過大，則應另擇施放球的地點和時間。同時，高空氣象探測工作中，不同天氣工況下的凈舉力亦存在差異。簡單來講，天氣晴好時，凈舉力一般為1.3kg，并且施放球的高度較高;多云或小雨天氣時，凈舉力一般為1.4kg;而強降雨天氣時，凈舉力則達到了1.6kg。對此，為了保證高空氣象探測工作的順利進行，應當借助調配碼合理調整凈舉力，并由此獲取更為精準的數據資料。

結語：綜上所述，不同天氣工況對高空氣象探測的質量產生了重要影響，作為一項復雜的系統化實施工程，應當結合實際情況，采取對應的科學處置手段，包括重放球、控制凈舉力、選擇施放球時間等等，從而將此類影響降至最低，實現更加精準的數據資料反饋。作者希望學術大家持續關注此類課題研究，結合實際情況，從不同維度視角切入，在全面掌握不同天氣工況對高空氣象探測影響的基礎，針對性地提出更多有效建議及舉措，力求達到最佳的高空氣象探測工作質量，使之更好服務人們的生產生活。

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