強對流天氣對高空氣象探測的影響及應對處理

張耀春

（內蒙古錫林浩特國家氣候觀象臺；內蒙古 錫林浩特 026000）

強對流天氣是一種常見的惡劣天氣，通常存在于對流云或單對流云中。它是一個中小型氣象系統。強對流天氣具有突發性、持續時間短、發展快、破壞性強等特點。當雷暴發生時，被釋放的儀器信號會突然消失或元件傳感器退化。如遇強降雨，氣球將下沉或收到異常記錄。然而，強風很容易使儀器與地面或地下的障礙物相撞。遇有強對流的天氣，工作人員此時應密切保持高度關注，冷靜的處理。工作人員可以適當的縮放緩放高空氣球的時間。如果高空氣球的上升高度還沒有完全達到500hpa，此時氣象探測器又可能受到了雷擊的損壞或傳感器異常，這就需要在規定的時間內工作人員進行高空氣球緩放和復飛的操作，以有效地保證高空氣象探測的正常工作和運行。

1 強風和對流氣象天氣對高空地區氣象條件探測的應用重要性及其影響

由于這種天氣短期內可能會有強對流雷雨、冰雹、強對流降雨和龍卷風等，強對流的天氣又可以稱為短期災害性強對流天氣。同時，強對流的天氣具有風力水平尺度小、沖擊強度大、發生時間周期短的基本特點。例如當雷雨、雷電等自然災害現象在高空發生時，會直接導致高空氣象傳感器的變性；或者當高空強降水現象發生時，會直接導致傳感器接收高空氣象記錄的異常現象；或者當強風現象發生時，很容易導致使高空氣象探測儀器與風向上的障礙物發生相撞。

目前，為了大大提高探空儀的探測工作精度和數據的采樣率，減輕了儀器的壓力和重量，儀器的制造商在對儀器的設計上盡量地采用了數字化、模塊化和儀器電子化，對于雷暴和其他雷電的反應非常敏感。當探空儀在觀測的過程中周圍出現強對流的天氣時，儀器釋放后在溫度上升的過程中可能會進入一片積雨較大的云（cb云），此時傳感器等電子元件一旦遇到了雷雨、雷電反應所釋放的強烈回波電流，極易嚴重損壞傳感器電子元件，使得信號轉換板消失或導致傳感器電子元件損壞，使得氣象要素的觀測價值發生跳躍，失去其準確性和客觀的真實性。因此，當探空儀球準時放置時，可能會使周圍出現強烈的雷雨和閃電，在球準時儀器釋放和準備的過程中，值班人員和氣象站可以通過及時調整氣象測量站周圍觀測天氣的雷達回波的強度和路線圖，根據雷達回波的強度和雷達回波移動的速度對探空儀球準時的雷電反應天氣也進行了預測，如果周圍有強對流雷暴且雷暴的面積不大，在氣象站中選擇球準時放置探空儀球的時間，值班人員應盡量選擇避開雷暴較大的地區。

2 強對流天氣下高空氣象探測的處理方式

2.1 雷暴天氣下高空氣象監測的處理方式

雷暴天氣是一種在自然界中可以同時伴隨閃電和短時強降水的一種天氣。由于雷暴天氣是一種具有高壓、能量釋放的時間短、破壞性強的天氣等特點。雷雨不僅可能會給氣象臺和地面的儀器和設備帶來不同程度的損壞，還可能會嚴重損壞無線電應答器，使得無線電探測器暫時失去信號。因此，如果天上已經有了雷雨或即將在無線電探測器的所在區域上空進行快速移動，嚴禁進行高空探測；即使已有雷雨達到氣象臺規定的高空風速度和探測能量釋放的時間，也要適應將球放在等待雷雨的強度逐漸減弱或向高空移動的和風速度相反的方向進行快速移動的氣象臺或者放得太遠的球前。在沒有雷雨的條件下，球應盡量不要氣象臺放得太遠，以免嚴重影響高空風和風探測的速度和效果。此外，探測器還甚至可以通過觀測積雨云和高空風的變化及其運動速度和規律來幫助確定和預測雷暴在高空運動的速度和方向。例如，如果該站有雷雨和西北風，西北部的積雨云可能會移動到氣象觀測站上方的區域。觀測者必須密切監視雷暴的動態趨勢，防止氣球釋放后進入強雷暴區被雷電擊中，使氣球需要再次釋放。當然，L波段探空雷達基本上采用了防雷裝置。雷擊對探空儀造成損害的概率一般較小，但應充分考慮工作人員的安全。

2.2 強降雨天氣下高空氣象監測的處理方式

大風、強降雨天氣常對高空天氣探測產生不利影響。此時，要認真落實高空氣象探測前的準備工作。一般來說，強降雨持續時間不長，因此有必要結合強降雨強度變化確定氣球的部署時間，盡量不要在強降雨期間釋放氣球。探空前要仔細觀察降水強度的變化趨勢，抓住降雨逐漸減弱的時間，放飛氣球，防止再次探空或資料丟失。但要注意的是，如果發現氣球發射區降水量過大，有必要重新選擇部署氣球的地點和時間。此外，要科學控制雨天的凈升力。在高空氣象探測業務中，如果天氣晴朗，凈提升力一般為1.3kg，高度相對較高；如果天氣多云或小雨，凈提升力一般為1.4kg，一旦天氣大雨，凈提升力應保持在1.6kg左右。

2.3 大風天氣下的應對處理策略

一般來說，在高空氣象的探測中，遇到強風時，觀測工作人員對探空儀應及時采取有效的措施。首先，要認真學習掌握高空氣象探測使用大風放球裝置的準備和正確放球方法及裝置與探空儀的有效連接放球技巧。準備使用探空儀大風快速釋放氣球裝置前，注意仔細觀察探空儀卷板邊緣有無明顯裂紋，儀器的掛鉤與探空儀卷板上的放球線以及鋼絲繩的連接裝置是否牢固，同時緊緊握住釋放在空中的鋼球，握住上端的繞線板和下端的放球線，防止氣球繞線板的脫落。觀測人員接到用于快速釋放氣球的探空儀指令后，將釋放的氣球向上快速釋放。遇到大風的天氣，用修長的雙手緊緊握住釋放氣球的下端充氣口，握住氣球放線上端，避免因在風中的擺動而脫落造成氣球放線中斷。當收到氣球釋放命令時，兩只手都要被風吹起來。夜間作業時要掛燈籠，掛燈籠的線不宜過長。二是科學控制探空時間。在高空氣象探測中，如果出現大風天氣，觀測者可以在風速變小的縫隙中釋放球。

4 結語

高空地區氣象觀測技術是高空地區氣象作業的重要技術基礎之一，它為高空地區氣象預報、氣候現象的分析、科學技術研究、航空航天和氣象國際交流合作提供及時、準確的高空地區氣象信息和資料。但是，強對流天氣直接引起的雷雨、雷電容易直接使攜帶探測儀器的信號快速消失，強降雨容易直接使攜帶探測儀器的回放氣球快速下沉；強風容易直接使攜帶探測儀器與地面障礙物相撞下風形成障礙物等是一種直接造成清遠站回放球的檢測高度低、嚴重地影響回放球檢測儀器氣象記錄的質量和其及時性的主要環境影響因素。工作人員根據當時的天氣情況及時采取了相應的天氣應對控制措施，適當地控制凈升力和氣球大風釋放的時間，有效地減少了強對流天氣的不利影響，重現的次數逐年增加和減少，大大提高了高空氣象觀測的質量。