高空氣象探測中的常見故障及處理應(yīng)對(duì)

摘要：本文主要根據(jù)我國高空氣象探測業(yè)務(wù)實(shí)際，重點(diǎn)對(duì)高空氣象探測中的常見故障問題以及相應(yīng)的處理應(yīng)對(duì)方法進(jìn)行研究探討，最后還探索出幾點(diǎn)提升高空氣象探測水平的建議對(duì)策，以供參考。

關(guān)鍵詞：高空氣象探測;常見故障;資料異常;處理應(yīng)對(duì)

1 .L波段高空氣象探測雷達(dá)故障及處理應(yīng)對(duì)

1.1光電軸偏離忽然變大，雷達(dá)四亮線無法兩兩對(duì)齊

在高空氣象探測業(yè)務(wù)過程中，L波段氣象探測雷達(dá)的天線控制大多數(shù)是借助于手動(dòng)信號(hào)、獲取的角誤差與和差環(huán)等去實(shí)現(xiàn)。假如觀察到雷達(dá)四亮線發(fā)生無法兩兩對(duì)齊的狀況，而雷達(dá)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)卻能夠穩(wěn)定運(yùn)行，在天空沒有云的時(shí)候，利用天線瞄準(zhǔn)鏡加以觀察，校正好的光電軸偏離忽然變大，通過示波器檢測天控板的程序方波，發(fā)現(xiàn)方波幅度出現(xiàn)極大的偏差。出現(xiàn)此類狀況是因?yàn)橛晁樦炀€座或差箱縫隙滲入箱內(nèi)，導(dǎo)致其開關(guān)管外敷的二極管（Vk105）接觸不良的故障問題，這個(gè)時(shí)候可及時(shí)將天線座以及差箱打開，借助于吹風(fēng)機(jī)等器具吹干和差箱的器件，重新校正光電軸，這樣便能夠及時(shí)處理好故障問題。

1.2發(fā)射機(jī)電流表沒有指示故障

在L波段氣象探測雷達(dá)運(yùn)行中，若點(diǎn)擊“高壓”，發(fā)射機(jī)的電流表沒有任何指示，亦或是電流表指示不穩(wěn)定，并且自檢警示過壓短路。那么通常這個(gè)時(shí)候需要對(duì)此類致使發(fā)射機(jī)高壓無法加上電的原因進(jìn)行深入剖析，一是應(yīng)認(rèn)真觀察測距板（11-3）是否有發(fā)射脈發(fā)脈沖存在;二是應(yīng)該認(rèn)真查看發(fā)射/顯示板（11-2）是否可以穩(wěn)定運(yùn)行;三是應(yīng)該認(rèn)真觀察終端板（11-4）是否具備對(duì)發(fā)射高壓指令加以傳輸?shù)哪芰?可結(jié)合故障過壓短路警示以及所產(chǎn)生故障的原因，并且依據(jù)11-2板單元電路圖對(duì)示波器逐漸進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，憑借示波器測壞的11-2板2XP第12腳是低電平方波，之后結(jié)合電路原理測量集成塊，獲悉D6第18腳、第2腳均屬于低電平;由于D3B是與非門電路，依據(jù)與非門電路的原理，其D3B第4腳、第3腳卻屬于高電平，集成塊D4第13腳屬于高電平，而集成塊D4第13腳與第12腳都屬于一致的低電平，綜合可以判斷為集成塊D4損壞，一般這個(gè)時(shí)候只需要及時(shí)換取新的集成塊便能夠有效排除該故障。

1.3雷達(dá)天線“死位”的故障

因?yàn)槔走_(dá)天線一般在室外裸露安裝，致使在L波段高空探測業(yè)務(wù)中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)雷達(dá)天線方位以及仰角“死位”等故障。一旦出現(xiàn)此類故障，那么電機(jī)驅(qū)動(dòng)箱中至少會(huì)有一個(gè)燈不亮，一般這個(gè)時(shí)候應(yīng)該在將其關(guān)閉后接著迅速對(duì)驅(qū)動(dòng)箱進(jìn)行重新啟動(dòng)。假如“放球軟件”界面仰角或者方位角的數(shù)據(jù)不動(dòng)，但是雷達(dá)的天始終在轉(zhuǎn)動(dòng)，那么應(yīng)該關(guān)掉發(fā)射機(jī)的開關(guān)，之后把天控開關(guān)調(diào)換為手動(dòng)，接著按照規(guī)定的關(guān)機(jī)程序關(guān)機(jī)操作，在全部的步驟完成之后，應(yīng)該重復(fù)上述相反步驟對(duì)各個(gè)開關(guān)進(jìn)行開啟，即先要將天控開關(guān)調(diào)換為手動(dòng)，接著打開發(fā)射機(jī)，對(duì)雷達(dá)和通訊傳遞進(jìn)行激活操作，如此便能夠恢復(fù)正常。

1.4低仰角丟球且反復(fù)出現(xiàn)故障

在L波段高空氣象探測業(yè)務(wù)中，假如在放球中期，仰角沒有超過80°，四根亮線出現(xiàn)瞬間跳變的狀況，之后沒有辦法進(jìn)行恢復(fù)，天線隨機(jī)朝別處轉(zhuǎn)，高差報(bào)警探空數(shù)據(jù)比較混亂，導(dǎo)致出現(xiàn)丟球現(xiàn)象。憑借手動(dòng)抓球以后便能恢復(fù)到正常狀態(tài)，但在短期還會(huì)再次因上述狀況丟球。一般發(fā)生此類故障問題時(shí)往往會(huì)致使丟球時(shí)間段的測風(fēng)與探空數(shù)據(jù)發(fā)生丟失的狀況。綜合分析，故障產(chǎn)生的原因是與朝向和高頻旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)相連接的WT8線纜接觸不良。這時(shí)工作人員先拆開WT8線的管套，把接頭點(diǎn)打開，假如觀察獲悉屏蔽層銅絲大多數(shù)存在斷裂現(xiàn)象，芯線和屏蔽層之間存在顯著的打火跡象，則應(yīng)該將WT8線頭取掉，把屏蔽層銅線朝下進(jìn)行拓展，摒棄較多的介質(zhì)層，把中心銅導(dǎo)線剪短，同時(shí)把它插進(jìn)WT8線纜頭部，并固定操作，隨后把屏蔽層的銅絲在壓片的周邊均勻進(jìn)行分布，之后把WT8的接口裝設(shè)好。在對(duì)接口點(diǎn)進(jìn)行制作時(shí)應(yīng)該注意介質(zhì)層和中心銅制導(dǎo)線截取的長度，應(yīng)該確保接口位置始終處在緊密連接的狀態(tài)，如此就能夠較好的防止該類故障的發(fā)生。

2 ?L波段高空氣象探測資料異常問題分析處理

2.1 探空記錄數(shù)據(jù)異常

在高空氣象探測工作中，通常L波段雷達(dá)探測系統(tǒng)在運(yùn)行中，它的高度也有所上升，那么隨后探測系統(tǒng)測量的高度同實(shí)際空間高度之間會(huì)存在較大的偏差，而發(fā)生該類情況的主要原因是探空儀傳感器上的測量存在誤差的情況，這就導(dǎo)致等壓面高度的計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際空間高度存在較大差異。一般此時(shí)需要借助于地面氣壓基測變量對(duì)探空儀在運(yùn)行中傳感器測量的偏差作出計(jì)算，如此便可以獲取位勢高度和實(shí)際大氣位勢高度差值，由此可知該數(shù)據(jù)隨著壓強(qiáng)的增加而減小。

2.2 測風(fēng)記錄異常

在高空氣象探測業(yè)務(wù)中，因?yàn)長波段高空氣象探測精度以及采樣率的提升，整份記錄采集到的數(shù)據(jù)密集、量大，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)“飛點(diǎn)”的情況，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)測風(fēng)記錄數(shù)據(jù)突跳的狀況^[12]。通常對(duì)于這些異常問題的出現(xiàn)，需要探測工作人員熟練掌握高空氣象探測業(yè)務(wù)的相關(guān)操作規(guī)范及有關(guān)要求，當(dāng)碰到棘手問題能夠及時(shí)進(jìn)行分析判斷與處理。通常應(yīng)該依據(jù)突跳時(shí)間進(jìn)行處理，若某分鐘內(nèi)的風(fēng)記錄數(shù)據(jù)有異常情況，則這時(shí)候需要對(duì)其做缺測處理;若某秒內(nèi)的風(fēng)數(shù)據(jù)存在突跳現(xiàn)象，那么該分鐘數(shù)據(jù)的的平均數(shù)據(jù)就依據(jù)其他4秒的數(shù)據(jù)開展計(jì)算，如此能夠大大降低風(fēng)觀測數(shù)據(jù)的錯(cuò)情率。

2.3 下沉記錄異常

一般來說，在放球軟件運(yùn)行的時(shí)候，若碰到氣球下沉記錄異常的問題，探測人員通常需要及時(shí)依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求對(duì)放球軟件的存盤時(shí)間作出相應(yīng)調(diào)整。若放球軟件內(nèi)所設(shè)置的存盤時(shí)間相對(duì)于處理數(shù)據(jù)的下沉?xí)r間而言較低，那勢必會(huì)造成處理下沉記錄的數(shù)據(jù)存在無效的現(xiàn)象^[13]。此時(shí)，如果要編發(fā)TTAA報(bào)便要及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)加以修正，因?yàn)槌瑫r(shí)而產(chǎn)生的TTAA報(bào)數(shù)據(jù)一般存在異常情況，若不及時(shí)加以修改，便會(huì)導(dǎo)致A報(bào)的編發(fā)存在異常狀況。在對(duì)TTAA報(bào)作出發(fā)送之后，仍然需要對(duì)放球軟件數(shù)據(jù)的存盤時(shí)間進(jìn)行修正，通常會(huì)設(shè)置為系統(tǒng)默認(rèn)值，此外應(yīng)該對(duì)下沉記錄起止時(shí)間進(jìn)行認(rèn)真記錄，確保編發(fā)TTAA報(bào)處理時(shí)的時(shí)間和下沉記錄處理。

2.4 L波段信號(hào)干擾致使數(shù)據(jù)缺失

在L波段雷達(dá)高空氣象探測工作中，假如雷達(dá)所接收到的探空氣球所發(fā)出的信號(hào)過程中發(fā)現(xiàn)有強(qiáng)烈的干擾信號(hào)存在，則此時(shí)L波段探測雷達(dá)時(shí)常會(huì)將探空氣球發(fā)出的信號(hào)屏蔽，致使L波段沒有辦法對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行正常接收，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失。尤其是強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生將會(huì)對(duì)L波段信號(hào)帶來較為嚴(yán)重的干擾，影響到探測人員的分析判別能力。若遭遇信號(hào)干擾問題，探測人員通常需要把實(shí)際觀測到的各氣象要素的操作規(guī)范和干擾狀態(tài)下的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行對(duì)比分析處理，還能夠做缺測處理。

3 提升L波段高空氣象探測水平的對(duì)策

3.1 科學(xué)挑選放球點(diǎn)，保證放球有序開展

在L波段高空氣象探測業(yè)務(wù)中，氣象臺(tái)站應(yīng)該對(duì)地面的風(fēng)向、風(fēng)速等氣象要素進(jìn)行認(rèn)真觀測，并且結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)放球點(diǎn)的位置進(jìn)行科學(xué)挑選。與此同時(shí)，如果碰到復(fù)雜天氣的時(shí)候，需要時(shí)刻保持認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，要對(duì)氣球施放后的運(yùn)行情況正確掌握，以方便在自動(dòng)抓球失敗后能夠及時(shí)采用手動(dòng)的方式去抓球。施放人員在放球操作之后應(yīng)該對(duì)氣球保持跟蹤狀態(tài)，還應(yīng)該依據(jù)有關(guān)操作規(guī)范要求對(duì)其進(jìn)行觀察。

3.2 加強(qiáng)對(duì)業(yè)務(wù)知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高探測人員綜合素質(zhì)

氣象臺(tái)站需要結(jié)合高空氣象探測業(yè)務(wù)實(shí)際，加強(qiáng)對(duì)觀測人員的相關(guān)培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，以提高高空氣象探測人員的綜合素質(zhì)，構(gòu)建復(fù)合型人才隊(duì)伍。需要不斷了解與學(xué)習(xí)地面、高空觀測理論知識(shí)的綜合學(xué)習(xí)。只有工作人員同時(shí)熟練掌握地面與高空觀測兩方面的知識(shí)，并且注重高空氣象他探測業(yè)務(wù)的流程學(xué)習(xí)與實(shí)踐。只有嚴(yán)格依據(jù)觀測流程，才能減少失誤率，獲取更為準(zhǔn)確的觀測結(jié)果。

3.3 加強(qiáng)探測儀器的操作學(xué)習(xí)與維護(hù)管理

觀測人員需要加強(qiáng)對(duì)高空氣象探測儀器的學(xué)習(xí)，掌握L波段氣象探測雷達(dá)的基本原理，這樣維修維護(hù)時(shí)更便于操作;可以熟練記住L波段雷達(dá)在正常運(yùn)行時(shí)發(fā)射機(jī)頻率、接收機(jī)增益以及磁控管電流等各類參數(shù)，一旦某些參數(shù)存在異常，可以及時(shí)找出故障發(fā)生區(qū)域，確保探空儀、探測雷達(dá)、以及氫氣球等設(shè)備保持正常運(yùn)行狀態(tài)，從而能夠正確操作探測儀器對(duì)風(fēng)、氣壓、溫度等氣象要素進(jìn)行觀測。此外，在觀測前，要正確調(diào)整探測儀器，確保高空氣象探測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在探測業(yè)務(wù)完成后，還要對(duì)儀器維護(hù)管理，定期依據(jù)相關(guān)操作規(guī)范要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，儀器故障問題，確保探測儀器能夠長期、高效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]李柏，高空氣象探測系統(tǒng)現(xiàn)狀分析與未來發(fā)展.中國儀器儀表，2009，06.

[2]中國氣象局. ?常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務(wù)手冊[M].北京：氣象出版社，2012.

作者簡介：李洋（1986-），男，漢族，遼寧調(diào)兵山人，本科學(xué)歷，技術(shù)員，從事氣象工作。