探空儀換型平行觀測數據對比分析

周鐵樁

(呼倫貝爾市海拉爾區氣象局，內蒙古 呼倫貝爾 026000)

為進一步提升我國高空氣象觀測水平，中國氣象局觀測司擬組織開展探空儀換型工作，內蒙古全區各高空氣象觀測站于2020年1月1日08時(北京時)起使用新型探空儀開展工作。為便于觀測數據的評估分析，對不同型號探空儀平行觀測時間順序予以統一規定，呼倫貝爾市海拉爾國家高空氣象觀測站為GCOS站，釋放1 600g大球。筆者將對該站2020年1月份平行觀測期間不同型號探空儀質量和施放探空高度進行統計分析[1,2]，對各探空儀生產廠家的探空儀質量進行初步探討。

1 探空儀質量

表1 探空儀質量統計

平行觀測期間每日07時和19時各施放一次新型探空儀，2020年1月1日～10日施放南京大橋廠GTS11型新型探空儀、11日～20日施放上海長望廠GTS12型新型探空儀、21日～31日施放太原無線電一廠GTS13型新型探空儀，GTS1-2型探空儀(原型號)1月份每日07時和19時交替施放一次。由表1可以看出GTS1-2型探空儀共施放31次、GTS11型探空儀共施放20次、GTS12型探空儀共施放21次、GTS13型探空儀共施放22次，南京大橋廠兩種型號傳感器溫、壓、濕均多次發生變性[3]，其中GTS1-2型探空儀故障率25.8%、GTS11型探空儀故障率35%，而上海長望廠和太原無線電一廠平行觀測期間探空儀故障率為0。

通過對南京大橋廠探空儀質量問題的原因進行統計(見表2)，可以發現當放球仰角較低時，南京大橋廠傳感器壓、溫、濕跳變嚴重，其信號較差，解碼解不出來，導致后期數據不能用，只能提前終止觀測(見圖1)。例如2020年1月4日07時南京大橋廠GTS11型探空儀第41min探空終止時，仰角12.37°，斜距64 535m，放球高度僅15 018m；而2020年1月22日07時太原廠GTS13型探空儀第97min探空終止時，仰角10.54°，斜距189 442m，放球高度38 380m，GTS13型探空儀在仰角更低時雖然數據也有跳變，但仍然能夠正常解碼，不影響正常觀測。

圖1 2020年1月4日07時GTS11型探空儀低仰角時數據跳變嚴重

表2 探空儀質量問題的原因

2 探空高度

對海拉爾站平行觀測期間不同型號探空儀的探空高度進行統計，從圖2可以看出GTS1-2型(原型號)平均高度最低，只有31 479m，主要由于04日和16日07時兩次施放的探空儀信號突失導致探空高度不足2萬米所致；GTS13型探空儀平均高度最高，達到34 318m。

圖2 不同型號探空儀探空平均高度

圖3 3種新型探空儀探空高度對比

圖3對3種新型探空儀平行觀測期間的探空高度進行了統計，可以看出GTS13型探空儀施放高度較為一致，基本都在3萬米以上，只有一次低于2萬米；GTS11型和GTS12型分別有3次和2次低于2萬米。

3 結論

通過對海拉爾探空站平行觀測期間一個月的探空高度數據和探空儀質量分析可以得到如下幾條結論：①南京大橋廠生產的GTS1-2型和GTS11型探空儀整體質量較差，冬季極寒條件下，仰角較低時，探空儀傳感器抗干擾性較差，溫、壓、濕容易變性，導致信號突失。②南京大橋廠生產的GTS1-2型(原型號)探空儀探空平均高度最低，GTS13型探空儀探空平均高度最高且穩定度較好。

該站在此次平行觀測之前冬季施放GTS1-2型(原型號)探空儀時一直存在溫、壓、濕變性導致探空高度偏低的情況，通過此次平行觀測不同廠家型號的探測儀進行對比觀測過程中也反映了這一情況，希望能夠引起相關部門的重視，盡快改進或者替換該型號探空儀，避免影響高空觀測數據