影響高空氣象探測數據質量的因素分析

摘 要：氣象探測工作是氣象數據信息獲取的有效途徑。在這一工作過程中，高空氣象探測業務是關鍵。在現實的工作過程中，由于各種因素的影響，高空氣象探測工作開展并不理想。對此為了分析各種影響因素對該項工作的影響程度，有必要對各個影響因素進行分析，從而為提升高空氣象探測數據質量提供可行的舉措。基于此，本文從探測環境、雷達保障能力、低空丟球以及儀器變性等因素上進行考慮，最后根據這些影響因素的整體情況，提出了幾項具體的措施，從而為改善該項工作成效提供參考。

關鍵詞：氣象探測;影響因素;數據質量;措施

前言：當前隨著我國的空間科學技術得到飛速發展，各項事業得到顯著提升，尤其是諸如氣象衛星等高空氣象探測儀器的質量和數量、功能等豐富，我國的氣象探測工作發展迅速，取得了長足的進步。但是在實際的工作過程依舊存在各種影響因素對高空氣象探測數據質量帶來較為嚴重的因素，尤其是諸如高空障礙物的遮擋、電磁信號干擾等導致探測精度和可靠性受到嚴重影響，更為嚴重的是導致部分探測儀器無法正常開展工作，導致數據的完整性和準確性難以得到保障。在這一情況下，加強高空氣象探測數據質量影響因素的分析，尋找二者之間的因果關聯程度，從而為制定相應的質量提升措施提供依據。本文鑒于此對相關影響因素進行了詳細分析。

一、影響高空氣象探測數據質量的主要因素

1.探測環境。高空氣象探測業務開展的環境就是探測環境，其主要涉及地理環境和電磁環境，這些環境是否符合探測要求同探測數據質量之間有著密不可分的關聯。 對于地理環境而言，其主要是障礙物遮擋導致探測數據失真或者探測器失效。 在雷達探測的相關技術要求中，其規定雷達觀測系統對應的高空觀測氣象站的探測區域內需要有開闊的視野，而其探測范圍內即便存在障礙物，也要求其對探測天線形成的遮擋角度要小于5度。但是在實際的探測中，由于城市建設突飛猛進，高密度的高層建筑拔地而起，使得這一基本探測條件越來越難以滿足，導致在探測中出現仰角、方位角的跳變，探測信號模糊。此外風力、溫濕度等自然氣象也使得這一探測面臨挑戰。對于電磁環境而言，主要為電磁干擾，隨著電子、通信等行業和技術的發展，電磁環境變得越來越復雜，各種頻率的電磁信號充斥在探測空間中，對雷達探測造成一定程度的干擾，導致探測目標偏移，定位精度下降，造成測量數據失真，嚴重影響測量質量。

2.雷達保障能力。雷達探測系統是高空氣象探測的關鍵探測設備系統，這一系統的工作狀態是否優良對探測的數據資料的完整性、可靠性有著最為關鍵的影響。對此要求在日常工作中要定期進行雷達系統的維護，確保其能夠正常工作。對于保障而言，首先是備件保障，雷達由于突發故障導致測量故障，此時就需要采用備件進行觀測，從而以保障整體測量的可靠性。其次是技術保障，當雷達發生故障后，在采取上述措施后，則需要對故障雷達進行維修，強大的技術保障，能夠迅速恢復雷達性能，從而以確保測量工作得以很好的接入。上述兩個方面的保障整體強度對于雷達的整體工作狀態有著直接影響，而這一影響則和氣象數據測量的整體質量有著密切聯系，因此這一因素也是一個非常關鍵的影響因素。

3.低空丟球。低空丟球是當前氣象探測中的易發事故。目前對于高空探測而言，主要通過L波段雷達進行觀測，其最大的優勢就是能夠實現測角、測距和目標跟蹤的自動化，但是其也存在很多缺陷，比如高仰角過頂卡死、大風環境下低仰角雷達自動跟蹤丟失等情況。此外其采對應波瓣寬度較窄，人工抓球難度大，低空丟球概率相對較高，一旦出現丟球，而由于技術限制導致在在丟球后觀測數據缺失，造成數據可信度降低。因此低空丟球是一個高概率發生，解決難度較大，影響程度高的因素，因此在實際的工作需要對這一因素加以控制，由此以保障整體工作成效。

4.儀器變性。對于高空探測而言，其對應的探測設備所處的環境是非常惡劣的，這些環境因素諸如溫度、濕度等因素有可能改變部分設備器件的性質，導致整個探測設備系統獲取的數據失真。對此最為典型的案例就是溫度、濕度傳感器變性，導致獲取的數據顯著跳變，如在一秒的時間內，測量溫度可能從零下幾十度上升到零下十幾度，這種數以倍記的變化導致測量結果無法被確定具有可靠性，此外當出現這一情況后，相當于數據缺失，由此導致觀測數據信息不完整，這對于氣象預報帶來嚴重影響。此外還有強對流天氣的出現，導致環境條件的劇烈變化，這種變化導致部分抗變性能不佳的設備器件出現問題，導致測量傳感器變性。

5.氣壓變性。氣壓變性是影響高空氣象探測數據質量的重要因素。這種影響主要是對氣象探測氣球的影響。當氣壓出現大的變動，氣象探測氣球相應的物理參數發生變化，由此導致探測結果出現偏差。此外，氣壓的變化也會影響氣象探測氣球的回收率，導致獲取的數據不夠完善，使得對應的氣象數據質量受到嚴重影響。

二、高空氣象探測數據質量改善措施

1.科學操作，抑制低空丟球。科學操作，抑制低空丟球是提升探測數據質量的重要措施。對此要求在放氣球前要做好低空風向、風速的探測，并獲取這些數據規律，需要跟人確定放球后的運行路徑。當處在能見度較低的環境中時，放球前應該事先把探空儀安放至距離雷達天線50m以外、與地面相距1～4m的區域，把雷達天線與探空儀對準，隨后把天控手自動開關、增益、頻率以及距離手動或自動開關等均設定為自動的狀態。同時保證這些亮線具有足夠的清晰度，從而為雷達跟蹤提供好顯著可見的標識，從而以降低跟蹤丟失的概率，以此來實現數據資料的有效獲取。通過這一方式可以顯著降低低空丟球的概率，由此能夠提升高空氣象探測數據質量，為進一步的氣象分析和預測工作提供可靠的依據。

2.做好數據記錄及處理工作。做好相關的數據資料的記錄和處理工作是另一個非常重要的措施。在重新放球過程中，其容易對先前的放球產生干擾，對此首先要求保障放球軟件的狀態不變。而在很多情況下，探測人員容易將放棄軟件中的數據處理方法設置為默認方式，導致非點以及非碼的情況經常發生，造成的主要影響就是信號和干擾常常難以辨識，因而導致在模擬數據信息所對應的的規律時出現重大偏差。對于這一情況，要求探測人員不要過于依賴軟件模擬操作，而要經常采用人工手動方式進行處理，做好數據的記錄，并進行科學處理，從而提出計算機擬合中不好的數據信息，以此實現對擬合結果的修正，提升擬合可靠度，從而提升觀測數據質量。

3.加強探測儀器的維護。對于高空氣象探測而言，其關鍵在于探測設備的可靠性，這就要求做好探測儀器設備的維護。探測設備作為高尖端設備，質量較差、專業性不強的維護過程，不僅不能夠很好地解決氣象探測中出現的問題，同時還容易造成儀器設備的附加損壞，對此首先要求參與維護的工作人員要具備較高的專業素養和維護技能，維護的設備具有清晰的認識，并熟練掌握其工作原理，從而以實現專業化的維護過程。L波段雷達是這一探測系統中的關鍵設備，在對其維護過程中，要掌握其正常工作下的發射機頻率、磁控管電流以及接收機的增益等相關參數，從而能夠根據參數的異常變化來及時確定問題出現部位，從而能夠迅速解決問題，保障其同正常運行，從而提供可靠的探測數據，實現探測工作質量提升。

三、結語

氣象工作是一項關鍵性的工作，其對于指導生產、人們的衣食住行有著直接的引導作用。對于氣象工作而言，高空氣象探測成為獲取氣象數據信息的有效途徑。但是在實際的工作中，由于有各種因素的干擾，導致實際上工作效果和理想效果之間有著懸殊的差距。對此本文將影響高空氣象探測數據質量的因素作為研究的切入點，重點探究了探測環境、雷達保障能力、低空丟球以及儀器變性等因素的影響情況。在此基礎上，就這些因素的具體影響情況，提出了科學操作，抑制低空丟球、做好數據記錄及處理工作、加強探測儀器的維護等三個具體性措施，以為改善當前高空氣象探測數據質量提供參考。

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作者簡介：郭婕（1969年-），女，漢族，本科，工程師，從事綜合氣象觀測工作.