提高高空探測質量的方法探討

王緒文 王亞寧

摘要：高空探測質量的控制，是提高探測精度，提高探測質量的一個重要方面。本文通過定期對雷達的維護標定，優化接收系統，創造良好的探測環境，從而確保雷達的探測精度；保證探空儀在出廠前的精確度，在施放前的老化和正確的基值測定，以及對基測箱精度的控制，確保探空儀測量的準確性；正確的處理常規的探測記錄和特殊記錄；臺站對探測資料的嚴格預審等諸多方的質量控制方法，闡明了高空探測質量控制的重要性和必要性。更好地為天氣預報，氣候資料提供準確、及時的高空探測資料。

關鍵詞：探測精度；質量控制；方法；

引言：

恩施L波段雷達自2006年運行以來，以其自動化程度高，測量精度高，采樣速度快使用方便，探測精度大大提高，錯情率明顯減少，提高了探測質量，減少了值班人員的工作強度。高空探測質量的控制，是提高探測精度，提高探測質量的一個重要方面。探測質量的控制，就在于探測設備的不斷更新，探空儀生產廠家在出廠時的質量控制，還有高空臺站對雷達的維護標定，施放前對探空儀的老化和基值測定，記錄整理過程中的正確地操作，探測記錄的臺站預審等諸多方面的。正確使用L波段雷達，獲取精確的高空探測資料，對正確預報災害性天氣起著重要的作用。

1 確保雷達的探測精度，是高空探測質量控制的根本措施

1.1定期對雷達的維護、標定

每月對L波段雷達進行檢查標定，嚴格按規范規定的檢查項目進行，對不合格的項目要及時進行標定處理。恩施站自2006年以來，每年對雷達都是進行了日維護，月維護和年度維護。月維護最為重要，主要進行天線水平的檢查、仰角零度標定和方位角標定、光電軸一致性檢查、距離零點的標定。定期進行雷達與經緯度儀的對比觀測，三軸一致性檢查可半年進行一次。月、年度的維護情況和發生故障及處理情況要及時填寫維護登記表。

1.2優化雷達接收處理系統，提高探測數據的可靠性

L波段雷達有足夠的系統帶寬，有良好的接收靈敏度和頻率特性，保證了探測資料壓、溫、濕數據的準確接收和處理，使接收過程中的飛點、誤點的錯誤數據盡量減少。但雷達接收受天氣季節和干擾有所影響，在使用過程中，要隨時注意頻率的變化，保證雷達處于最佳的工作狀態。

2保證探空儀測量的準確性，是提高探測質量的關鍵

2.1 確保探空儀出廠的精確度

數字探空儀確保出廠有較高的測量準確度，主要從穩定性、溫度特性、允許的偏差抗干擾能力等方面精選電子元器件，保證了高空探測資料的準確性和精確性。但不同的生產廠家由于感應元器件有所差異，質量探制有一定的難度，存在一定的誤差。出廠的探空儀應由氣象部門的專業機構進行檢驗合格后使用，以提高探空儀測量的準確度和精確度。有的站在使用過程中就出現過高度偏差較大的現象。

2.2確保基測箱測量的準確性和精確度

基測箱作為在施放前對探空儀進行基值測定的設備，其性能和穩定性決定了基測時的精確度。基測箱的各項技術指標應長期保持穩定的精確度，定期對基測箱進行檢定，維護，避免測量的溫度濕度失真，影響高空探測質量，確保基測合格的準確性。并要有備份的基測箱，保證出現故障時的及時更換。

3記錄整理過程中的質量控制，是保證探測質量的核心

3.1 施放前探空儀的老化和基值測定

探空儀在施放前對探空儀感應元件的老化和基值測定非常重要，數據的正確與否關系到整份記錄的質量控制，這就要求一方面確保基測箱的測量的準確性，另一方面要保證讀數的正確性。由于目前均采用人工進行基測，讀數的時間和數據誤差較大，多個濕度片不合格時，存在人為造成合格的現象，應向自動化方面轉變，減少人為的誤差。

3.2 施放前瞬間記錄的讀數處理

施放前后五分鐘瞬間記錄的讀數，以前采用人工觀測，存在一定的人為誤差。如氣壓、干球濕球的讀數，時間前后的不一致，也會有一定的誤差。讀數的誤差將給整份記錄質量控制造成影響。2011年3月20日19時記錄因瞬間氣壓讀錯10Hpa，影響高度幾十米，后校對發現更正。目前基值測定和施放瞬間地面氣象要素已使用自動站數據記錄，減少人為因素的誤差。

4探測記錄的嚴格預審也是質量控制的一個重要方面

4.1 對值班記錄的預審

對高空氣象探測記錄表（高表—13、高表—14、高表—16）進行審核，包括對基測、瞬間記錄的檢查校對，特殊記錄的處理，都應嚴格按規范規定進行檢查。審查高空氣象探測記錄表（高表—14）所獲取的規定等壓面、特性層、零度層、對流層頂、最大風層等數據資料是否正確，是否有異常情況。如有，查高空氣象探測系統原始記錄并結合當時天氣系統加以判斷。探空曲線是否異常、是否有明顯錯誤的飛點未處理，以及探空接收是否正常等。

4.2對月數據G文件進行審核

（1）檢查月數據G文件的經度、緯度、拔海高度是否正確。

（2）月數據G文件各層數值與紙質打印記錄核對是否一致。

（3）檢查每月G文件中日期、時次的記錄有無缺、漏現象，如有應重新進行G文件處理。

4.3 用L波段雷達處理系統對資料進行審核

打開處理軟件后，點擊圖形顯示。查看探空曲線、氣球高度飛行軌跡、氣球升速曲線、雷達和氣壓高度誤差曲線、處理前后探空曲線對比圖、處理前后球坐標（整分）曲線對比圖、球坐標（秒數據）曲線。

5 L波段探測系統有待進一步完善

5.1抗干擾能力差

L波段雷達抗干擾能力較差，磁場的影響和天氣的變化有時前幾分鐘的斜距跟不上，只好用探空高度來代替。有雷電時，接收的壓溫濕飛點相當多，有時無法處理，只能重放球。通訊基站電磁波的干擾，也是目前探空信號差的一個重要方面，不過廠家生產的濾波器加上后，可解決干擾問題。

5.2氣球升速問題

規范規定從某一層開始到記錄終止，如果升速均小于150米/分或均大于600米/分時，則以后的記錄不再整理，而L波段探測系統對氣球升速不做要求。后面的規范也沒明確，人為不好處理，有時也影響施放高度。

5.3溫度曲線的異常處理

59-701高空探測系統對溫度超絕熱要做可疑記錄處理，而L波段探測系統出現溫度超絕熱機率多，特別在雨天，溫度變化大，超絕熱有時很嚴重，但系統沒要求做可疑記錄處理。對記錄的審核質量控制難度加大，不好把握。

5.4探空儀質量問題

探空儀生產廠家有幾家，但感應元件有一定的差異，相應的探測質量就有一定的差異，特別是高度誤差較大，濕度感應元件有時誤差較大表現在500hpa以上的高空出現陡峭的變化，濕度從70℅以上可以突然變為2℅（2℅還是程序控制的的最小數），這不符合流體力學原理，也不合大氣運動規律，濕度片還有待改進。2019年探空儀的改進，相對濕度將更加準確，更具有代表性。

結語：

綜合近幾年來恩施L波段雷達的使用和維護，得出如下結論：雷達探測系統的精確度，探空儀測量的準確度，基測設備的精確度，數據處理系統的嚴謹性是質量控制的各個方面，是提高探測質量的主要要素。質量控制好壞還要決定探空值班人員的素質，雷達機務的保障，還有探測設備和探測儀器的不斷更新。

參考文獻：

[1]李偉、李柏等《常規高空氣象探測業務手冊》氣象出版社

[2]中國氣象局監測網絡司：《L波段高空氣象探測系統維護維修手冊》；2004年10月

[3]中國氣象局監測網絡司：《59-701高空氣象探測系統手冊》；1999年4月