高空氣象探測業(yè)務(wù)質(zhì)量提升策略

成 靜 魏雅鵬 王 也

(1.酒泉市氣象局，甘肅 酒泉 735000；2.瓜州縣氣象局，甘肅 酒泉 736100)

1 高空氣象探測業(yè)務(wù)存在的問題

重放球是高空探測業(yè)務(wù)中出現(xiàn)頻率較高的現(xiàn)象，會造成資源浪費(fèi)，影響氣象數(shù)據(jù)的時效性和嚴(yán)謹(jǐn)性。不可抗力的因素有雷達(dá)故障、天氣因素等，人為因素有輸入氣象數(shù)據(jù)錯誤、延遲感知雷達(dá)卡死、放球前未做好周全準(zhǔn)備、未根據(jù)高空探測情況及時調(diào)整頻率等。在露天環(huán)境中，探測雷達(dá)受周圍環(huán)境影響較大。于視野開闊處使用探測雷達(dá)，確保周圍無障礙物，天氣情況平穩(wěn)，在放球場地方圓50 m內(nèi)不能存在高大建筑物或電線。工作人員需要計算風(fēng)向和風(fēng)速后，至少選取2個放球點(diǎn)，其中一個作為備用場地。放球時根據(jù)天氣變化隨機(jī)應(yīng)變。雷達(dá)跟蹤目標(biāo)時，若目標(biāo)在雷達(dá)正上方經(jīng)過且和天線距離較近時，由于仰角活動范圍有限和方位角轉(zhuǎn)動速度的共同作用，雷達(dá)會失去跟蹤目標(biāo)路徑的作用，即便利用機(jī)械性能也難恢復(fù)跟蹤，最終導(dǎo)致丟球。只能再行補(bǔ)放球，但補(bǔ)放球也會受到天氣和人為等因素影響。所以，在高空探測實(shí)際操作中應(yīng)盡量避免過頂丟球。

2 高空氣象探測業(yè)務(wù)質(zhì)量控制對策

2.1 避免丟球

在未進(jìn)行放球之前，利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)估計近地面風(fēng)向和風(fēng)速的演變趨勢，并根據(jù)上一輪放球時的氣象要素記錄，預(yù)判氣球的行進(jìn)路徑，便于工作人員做好后續(xù)應(yīng)對準(zhǔn)備。當(dāng)在夜晚或能見度較低的天氣條件下放球，需要提前將探空儀布設(shè)到距雷達(dá)天線50 m開外的地方，距地面高度保持在2～4 m之間，然后將雷達(dá)天線對準(zhǔn)探空儀，再將天控手/自動開關(guān)、頻率、增益、距離手/自動開關(guān)都設(shè)置為自動狀態(tài)，始終保持4條亮線清楚可見且光色飽和。凹口清晰且位于豎線中間。將天控自動開關(guān)設(shè)置為手動狀態(tài)，搖動雷達(dá)角度使其變小，再將天控手/自動開關(guān)設(shè)置為自動狀態(tài)，便可掌握雷達(dá)的跟蹤情況。若在開機(jī)前有電壓不穩(wěn)或天線控制盒速度較快的現(xiàn)象則天線會強(qiáng)烈顫動，顫動頻率高還會出現(xiàn)接觸不良。雷達(dá)天線在長時間的運(yùn)行過程中極易產(chǎn)生污漬，從而導(dǎo)致在部分角度出現(xiàn)死位的情況，還可能會伴隨著綠燈不顯示、報警燈自啟動的現(xiàn)象，相關(guān)問題一旦發(fā)生，觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性將大打折扣。可利用攝像機(jī)對球影的方位角進(jìn)行觀察，掌握氣球的大致狀況，一旦出現(xiàn)過頂情形，亮線角度會在示波器中顯現(xiàn)，工作人員要抓緊分析。問題處理妥當(dāng)后，重新開啟發(fā)射機(jī)，對雷達(dá)進(jìn)行激活。

2.2 提高業(yè)務(wù)探測能力

組織對觀測人員進(jìn)行定期業(yè)務(wù)技術(shù)培訓(xùn)，灌輸先進(jìn)的探測技術(shù)，講解最新儀器的使用方法。既可請有經(jīng)驗(yàn)的業(yè)務(wù)骨干傳授工作經(jīng)驗(yàn)，又可邀請專家學(xué)者進(jìn)行遠(yuǎn)程技術(shù)講座。根據(jù)本地高空氣象探測實(shí)際，制定一系列高空氣象探測和地面人工操作的規(guī)范，不時進(jìn)行專業(yè)知識競賽和實(shí)操演練，對于活動中表現(xiàn)優(yōu)異者予以獎勵。當(dāng)出現(xiàn)意外情況時，工作人員需保持鎮(zhèn)定，快速準(zhǔn)確地處理相關(guān)異常數(shù)據(jù)。在重放球出現(xiàn)干擾因素時，要保持放球軟件狀態(tài)不變，處于原始狀態(tài)。有些探測人員極易將放球軟件“地面參數(shù)” 里的“數(shù)據(jù)處理方式”選擇為推薦模式，這會造成數(shù)據(jù)超出感知范圍后會通過擬合值予以替代。所以應(yīng)選擇“保留接收到的原始數(shù)據(jù)不做任何處理”。由于放球軟件自動處理的功能限制，一旦出現(xiàn)飛點(diǎn)和非碼等復(fù)雜現(xiàn)象時，其很難智能判斷信號真假，若借助于程序自動擬合曲線會有較大誤差，容易造成丟球。出現(xiàn)少量飛點(diǎn)時，也有工作人員利用“自動修改溫、壓、濕曲線”時期的平滑曲線來解決問題，其實(shí)這種方法也會造成誤差，所以應(yīng)手動刪除。

2.3 統(tǒng)一探測結(jié)果形式

氣象臺站需要利用自動程序?qū)Φ玫降母呖諗?shù)據(jù)加以規(guī)范，收集數(shù)據(jù)之后的處理方式會因要素類型的不同應(yīng)用到多種處理方法，方法不同探測結(jié)果有時無法匹配對應(yīng)。因此，各臺站要根據(jù)實(shí)際情況完善數(shù)據(jù)庫資料，保障數(shù)據(jù)質(zhì)量。由于現(xiàn)階段的觀測過程中，探空記錄一般是借助于計算機(jī)和人為方式完成數(shù)據(jù)處理。在人為處理過程中，操作員個人氣象專業(yè)知識的水平和細(xì)心程度都會影響最終記錄的探測結(jié)果。因此，數(shù)據(jù)的復(fù)合十分重要，一旦出現(xiàn)不相匹配的情況，需要及時找出原因。

高空氣象探測數(shù)據(jù)處理中常會因性能差異出現(xiàn)誤差，所以需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。計算位勢高度時，注意區(qū)分總高度和層間厚度，前者依據(jù)各層間厚度疊加計算，后者則依據(jù)等壓面計算。計算幾何高度時盡可能統(tǒng)一風(fēng)速風(fēng)向的數(shù)量單位，由于在實(shí)際測算中當(dāng)?shù)睾Ｆ矫娴闹亓铀俣入y以直接獲得，所以需通過計算公式獲得。計算高空風(fēng)時采取水平投影法，分別測得氣球方位角、仰角斜距。進(jìn)而判斷氣球水平位移、風(fēng)速和風(fēng)向。誤差處理分析需要在測量精度實(shí)驗(yàn)中，利用同一氣球懸掛角反射體和探空儀來實(shí)現(xiàn)。

2.4 復(fù)雜情況的處置

高空氣象探測常遇見復(fù)雜天氣導(dǎo)致數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性大打折扣。所以遇到雷雨氣候需要先保證氣球能夠正常升空，工作人員可增加氫氣促使氣球高升。若氫氣含量上升后仍無法升空則需停止放球操作，待雷雨稍加緩和再行施放。若氣球施放后無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)高度則要當(dāng)機(jī)立斷進(jìn)行重新放球。還有軟件故障會產(chǎn)生多米諾骨牌效應(yīng)，致使探測設(shè)備無法正常工作，為預(yù)防軟件癱瘓需要在出現(xiàn)突發(fā)事件時，利用備用設(shè)備進(jìn)行放球，將故障設(shè)備回收。若設(shè)備的電源突然被切斷，則需立即啟用備用電源。電源等備用裝置需要工作人員定期進(jìn)行檢查，保證其隨時處于可用狀態(tài)。

3 結(jié)語

提升業(yè)務(wù)質(zhì)量是每個高空氣象探測人員的努力方向，在工作中除具備踏實(shí)肯干和勤奮細(xì)致的工作態(tài)度外，必須嚴(yán)格遵守相關(guān)場地和儀器維護(hù)制度，正確使用儀器，愛護(hù)氣象財產(chǎn)，定期做好清潔和保修。日常值班密切關(guān)注探測儀的行進(jìn)動向，及時發(fā)現(xiàn)故障并冷靜應(yīng)對。