L波段高空氣象探測數據資料常見問題處理方法

張 云,張銀廷,譚炳全,吳紅宇

(重慶市沙坪壩區氣象局,重慶 沙坪壩 400030)

L波段高空氣象探測數據資料常見問題處理方法

張 云,張銀廷,譚炳全,吳紅宇

(重慶市沙坪壩區氣象局,重慶 沙坪壩 400030)

針對在日常工作中L波段高空氣象探測中數據資料出現的問題,如基測、地面瞬間觀測數據和探空儀參數錯誤、探空記錄飛點、亂碼、以及測風數據突跳等,分析問題出現的原因,提出正確讀數、認真校對、仔細檢查、熟悉探測系統業務手冊等處理意見和方法。

L波段高空氣象探測系統;高空氣象探測;探測數據

1 引言

L波段(1型)高空氣象探測系統是 GFE(L)型雷達—GTS1型數字式電子探空儀高空氣象探測系統的簡稱。新型的探測系統基本實現了探測數據采集、監測和集成的自動化,提高了高空氣象資料的質量和精度,減少了錯情的發生,大大提高了高空氣象探測質量。雖然系統的自動化程度提高了,但還是有錯誤情況的出現。本文通過分析在數據處理及資料預審過程中遇到的比較常見的問題,提出對這些問題具體的處理意見和方法。

2 氣球施放前應重視的問題

2.1 探空儀參數及基測數據

探空儀參數、基測和瞬間作為高空氣象探測資料的獲取至關重要。如果在放球前探空儀參數、基測數據輸入錯誤,在放球后發現,作為一種補救措施可在放球軟件或數據處理軟件中修改基測、探空儀參數數據,但修改后會影響觀測記錄,需要對觀測數據進行重新整理。放球后探空儀參數、修改基測數據,可能會造成儀器不合格,以至于造成重放球。因此,在放球前應認真校對,避免因人為因素造成儀器不合格、重放球等責任性事故。

2.2 地面瞬間數據

地面瞬間各氣象數據由地面標準儀器獲取,要求觀測結果能真正反映施放氣球瞬間的氣象要素情況,所以瞬間數據的讀取,必須在施放前后 5m內完成,切不可提前或延后。觀測數據的正確與否,對資料整理有系統性影響,如某次瞬間氣壓值1 008.0hPa,值班員誤讀為 100.8hPa,由于未及時發現,結果以后接收的氣壓數據都為 100.8hPa,地面氣壓值的錯誤,造成整份記錄高度值計算的系統性錯誤。遇到這種情況,可以分兩步處理:①將瞬間氣壓改回正確值(1 008.0),隨后接收的氣壓值將會恢復正常;②將之前不正常的氣壓數據用“段選”的功能選中,選“恢復為修改前的數據”即可,見圖 1。由此可見,值班員要特別注意氣壓表讀數、氣壓表附溫、干球溫度、濕球溫度的正確讀數,并正確輸入,發現錯誤及時處理,避免因觀測或輸入的錯誤,造成整份記錄的系統性錯誤。

3 探空測風記錄處理

3.1 探空曲線飛點

由于數字式探空儀數據探測精度和采樣率的提高,整份記錄采集到的數據密集、量大,出現“飛點”的可能性也就比較大。如果氣壓、溫度、濕度三要素的“飛點”沒處理好,會影響到記錄特性層的選擇,若“飛點”恰好在規定等壓面或對流層頂,對資料數據的正確性影響更大。由于重慶常年相對濕度大,濕度出現“飛點”的可能性較高,特別是在降雨過程中或遇到強對流天氣時情況更糟糕,訊號甚至亂到無法判斷變化的趨勢,給值班員整理記錄帶來極大的麻煩,需要十分認真、仔細地處理記錄,否則很容易出錯。如探空曲線上可看到明顯的氣壓、溫度“飛點”,再查高表—14特性層記錄 (表 1),在第 24～26層次,氣壓值增大,溫度出現正值。因值班人員當時的疏忽,沒有及時發現和處理,造成記錄的錯誤。

圖 1 恢復數據界面

表 1 高表 -14特性層記錄

3.2 測風數據突跳問題

如某站測風記錄,在球坐標曲線上發現第25min的方位角坐標點不規律,再查高表—13測風記錄,方位角數據與前后數據變化不規律,進一步查秒數據,在 25min1s處數據出現了突跳(表 2)。因為L波段系統的球坐標仰角、方位角、斜距計算的分鐘數據,是以整分鐘及其上、下各 2s的數據之和的平均值,來獲得該分鐘數據的,所以導致了該分鐘數據計算的異常。這將影響量得風層的計算,進而影響規定高度和規定等壓面風的計算,影響發報和報表制作。出現這種情況可采取以下的方法處理:①將這分鐘數據做失測處理;②如果是其中有1s的數據突跳,可用其余 4s數據來計算此分鐘的數據平均值;③如果是斜距,可考慮用高度代替,如果只代替其中的 1min,出現數據差值比較大的情況,可以多代替幾分鐘的斜距數據。

表 2 某站測風記錄秒數據

3.3 值班員誤操作

由于值班員操作失誤等因素造成記錄處理出錯。如某次測風記錄,因操作失誤造成高表—13上第 6min數據全部為 0,并且參與了量得風層的計算。查詢球坐標數據,這分鐘數據為正常數據,再查球坐標秒數據,第 5min58s～6min3s做了刪除處理,但是在“手動修改球坐標曲線”下的整分鐘數據沒有刪除,實際上這分鐘數據沒有處理,在量得風層計算過程中就被當成正常數據參與了計算,導致量得風層計算錯誤。在“手動修改球坐標曲線”下刪除此分鐘數據,才能將數據處理到位。

3.4 信號亂

由于L波段系統的抗干擾性較差,而我國的高空探測目前還處于世界相對較弱的水平,特別是溫度感應元件還不能達到實際探測的需要,加之重慶多對流天氣,遇到這樣的天氣,接收到的信號很亂,甚至根本無法判斷信號變化的趨勢。此時,建議臺站將資料結合探測規范的壓、溫、濕數據連續缺測或可信度差處理之規定,在適當的時間內,刪除信號較亂無法判斷的記錄,將資料做失測處理。

4 結語

值班人員在熟悉探測系統業務操作手冊后,值班時一定要認真校對值班日記記錄的數據與計算機輸入的數據是否一致,利用放球軟件和數據處理軟件對輸出的圖形、曲線、高表 -13及高表 -14進行認真、仔細的檢查,很多問題可以及時發現,避免錯誤的發生。由于現在探測的數據密集、數據量大,僅靠審核員對資料的審核來把質量關,難度很大。因此,每一位觀測員都要加強業務理論知識的學習和實踐,提高自身的業務素質,盡最大努力提高探測資料的質量。預審員也要加強預審工作,確保記錄、報表出站前的質量。

P406

B

2010-09-10

張云(1966-),男,工程師,主要從事高空氣象探測工作。

1003-6598(2010)增刊 -0206-02