內蒙古地區特殊天氣提高高空氣象觀測質量的方法

張凱霞

(錫林浩特國家氣候觀象臺，內蒙古 錫林浩特 026000)

1 做好氣球施放前探空儀及充灌氣球的準備工作

1.1 氣球施放前探空儀的準備

從2020年1月1日開始，內蒙古自治區的高空站使用的都是改進型的探空儀和新型基測箱，由于改進型探空儀的溫濕度傳感器較舊型探空儀更為“細小、精致”，所以工作人員在操作探空儀時更需加倍“呵護”，防止損壞溫濕度傳感器，影響探空儀的正常施放。使用溫水將鹽溶化后，再將電池浸泡在鹽水中5min左右，使電池電壓保持在18～20V左右，防止電池電壓過高將探空儀擊穿，導致儀器無信號。根據地面風向選擇合適的放球點，調整放球軟件上雷達天線增益和頻率在合適的位置，避免出現旁瓣跟蹤氣球的現象。

1.2 氣球施放前充灌氣球的準備

目前本區各高空觀測站大多使用的是750g探空氣球，無論何種天氣都要保持氣球的平均升速在400m/min左右。憑各站的實際工作經驗，晴天灌球凈舉力可小些，雨天為避免出現氣球下沉現象，使其呈上升走勢，需要增加氣球的凈舉力。

2 大風天氣高空氣象觀測的有效措施和方法

2.1 室外放球人員

(1)選擇準確的放球地點。室外放球人員在放球前要依據風的來向，提前確定手動放球的大致放球地點，一般為雷達的下風方，確保氣球施放后，不要由于風速過大，氣球快速從雷達頂部移過，導致雷達不能自動跟蹤探空儀的情況發生。

(2)抓住有利時機，成功施放氣球。室外放球人員要時刻觀察風速的變化，選擇好施放地點后，一旦發現風速有所減小時，應立即抓住有利時機，順風隨氣球方向助跑，盡量讓氣球升起來，防止大風將氣球及探空儀拍打到地面，導致氣球破裂或探空儀摔壞，使其順風而行，掌握好有利時機迅速施放氣球。

(3)正確判斷，準確指揮。室外放球人員要熟練掌握本站的能見度目標物方位，成功施放氣球后，根據目測到的氣球的位置用對講機向室內雷達操作人員報出氣球的仰角、方位角，使其盡快抓住氣球，一旦有丟球情況發生，更需要室外放球人員時刻目測跟蹤好氣球，將氣球的大致方位角和仰角報告給室內雷達操作人員。

2.2 室內雷達操作人員

(1)選擇結實的大風放球器。在大風天氣狀況下，更有利于施放氣球的工具是大風放球器。大風放球器是塑料制品，風力較大時，有的大風放球器會被風帶著氣球刮斷，所以在風力較大時要選擇韌性好、比較結實的大風放球器。

大風放球器的細繩較光滑，在連接探空儀時要多拴幾個疙瘩，避免探空儀與氣球脫離，導致施放失敗。

(2)掛上小燈泡。如果是19時15分的放球時次或能見度較低時遇上大風天氣，室內雷達操作人員最好提前用鹽水浸泡一個專用的小燈泡電池，懸掛在探空儀下面，方便室外放球人員目測跟蹤氣球，也有利于室內操作人員在雷達攝像頭中更清晰地看到探空儀，以便盡快抓到氣球。

(3)熟練操作雷達，準確跟蹤探空儀。放球前室內雷達操作人員應對地面風向、風速做到心中有數，對施放后氣球的移動位置要做到準確估計，室外人員成功施放氣球后，在雷達“手動”狀態下熟練搖動方位和仰角，在雷達攝像頭屏幕能看到的情況下，將探空儀迅速移到攝像頭屏幕的正中央后按下“自動”鍵，使其自動跟蹤。

3 靜風和大霧及低能見度天氣高空氣象觀測的有效措施和方法

3.1 靜風天氣高空氣象觀測

在靜風天氣放球時，施放氣球后，氣球垂直向上升起，飄不遠，導致雷達自動跟蹤探空儀仰角達到或接近90°時限位，導致丟球問題發生。

大霧天氣時，一般無風，且濕度接近100%，能見度低于1km，攝像頭的屏幕上看不清楚氣球，雷達也易出現高仰角限位，導致丟球的問題發生。防止丟球的有效措施是：在施放氣球后，室外放球人員目測發現雷達如果沒有準確對準探空儀，應及時通過對講機告知室內雷達操作人員手動將雷達搖到氣球移動的正確位置。雷達處在仰角大于90°過頂時，也極易發生雷達機械故障，遇到這種情況，可以先迅速關閉雷達電源，再依次重新打開各個開關，以激活雷達，盡快找回探空儀信號，避免缺測情況的發生。

3.2 低能見度天氣高空氣象觀測

當出現由于沙塵、煙、霾、降水等導致的低能見度天氣現象時，在攝像頭屏幕上不能清楚地看到氣球和探空儀，容易發生雷達旁瓣跟蹤探空儀的問題。如果沒有及時發現，會造成部分數據缺測問題的發生。所以，雷達操作人員此時要更加關注4條亮線及高差的大小，及時發現旁瓣問題，及時糾正，防止數據缺測。

4 雷陣雨、強雷暴天氣高空氣象觀測時的有效措施和方法

4.1 雷陣雨降水天氣

夏季的降水一般都是雷陣雨偏多，根據雨勢的強度變化，盡量使儀器施放時避開雨勢最強時段，抓住雨勢開始減弱的有利時機施放氣球，從而避免重放或造成觀測數據缺測。同時要做好探空儀的防雨措施，可以在探空儀盒蓋與盒身的連接處用透明膠帶封閉，防止和避免探空儀的電路板進水導致儀器信號突失。

4.2 強雷暴天氣

雷暴具有極強的破壞性，為防止雷電擊穿探空儀的應答器導致信號突失或將氣球擊破，導致放球失敗情況的發生，在放球時如果遇有強雷暴移至放球點上空，應稍等幾分鐘，等強雷暴移出測站上空時再施放氣球，同時也要注意考慮人身安全。

5 結語

內蒙古地區在大風、靜風和大霧及低能見度、雷陣雨、強雷暴等特殊天氣條件下，進行高空氣象觀測工作時會出現各種影響高空觀測質量的異常情況，我們需要從施放前探空儀和充灌氣球的準備方面著手，采取有效的措施和方法，有助于防止探空氣球及探空儀的損壞，避免出現影響高空觀測記錄及時性、完整性的情況發生，以提高高空觀測質量，更好地為天氣預報、氣候分析、科學研究和國際交換，提供及時準確的高空氣象資料。