高空氣象探測業務質量提升策略

成 靜 魏雅鵬 王 也

(1.酒泉市氣象局，甘肅 酒泉 735000；2.瓜州縣氣象局，甘肅 酒泉 736100)

1 高空氣象探測業務存在的問題

重放球是高空探測業務中出現頻率較高的現象，會造成資源浪費，影響氣象數據的時效性和嚴謹性。不可抗力的因素有雷達故障、天氣因素等，人為因素有輸入氣象數據錯誤、延遲感知雷達卡死、放球前未做好周全準備、未根據高空探測情況及時調整頻率等。在露天環境中，探測雷達受周圍環境影響較大。于視野開闊處使用探測雷達，確保周圍無障礙物，天氣情況平穩，在放球場地方圓50 m內不能存在高大建筑物或電線。工作人員需要計算風向和風速后，至少選取2個放球點，其中一個作為備用場地。放球時根據天氣變化隨機應變。雷達跟蹤目標時，若目標在雷達正上方經過且和天線距離較近時，由于仰角活動范圍有限和方位角轉動速度的共同作用，雷達會失去跟蹤目標路徑的作用，即便利用機械性能也難恢復跟蹤，最終導致丟球。只能再行補放球，但補放球也會受到天氣和人為等因素影響。所以，在高空探測實際操作中應盡量避免過頂丟球。

2 高空氣象探測業務質量控制對策

2.1 避免丟球

在未進行放球之前，利用現有數據估計近地面風向和風速的演變趨勢，并根據上一輪放球時的氣象要素記錄，預判氣球的行進路徑，便于工作人員做好后續應對準備。當在夜晚或能見度較低的天氣條件下放球，需要提前將探空儀布設到距雷達天線50 m開外的地方，距地面高度保持在2～4 m之間，然后將雷達天線對準探空儀，再將天控手/自動開關、頻率、增益、距離手/自動開關都設置為自動狀態，始終保持4條亮線清楚可見且光色飽和。凹口清晰且位于豎線中間。將天控自動開關設置為手動狀態，搖動雷達角度使其變小，再將天控手/自動開關設置為自動狀態，便可掌握雷達的跟蹤情況。若在開機前有電壓不穩或天線控制盒速度較快的現象則天線會強烈顫動，顫動頻率高還會出現接觸不良。雷達天線在長時間的運行過程中極易產生污漬，從而導致在部分角度出現死位的情況，還可能會伴隨著綠燈不顯示、報警燈自啟動的現象，相關問題一旦發生，觀測數據的準確性將大打折扣。可利用攝像機對球影的方位角進行觀察，掌握氣球的大致狀況，一旦出現過頂情形，亮線角度會在示波器中顯現，工作人員要抓緊分析。問題處理妥當后，重新開啟發射機，對雷達進行激活。

2.2 提高業務探測能力

組織對觀測人員進行定期業務技術培訓，灌輸先進的探測技術，講解最新儀器的使用方法。既可請有經驗的業務骨干傳授工作經驗，又可邀請專家學者進行遠程技術講座。根據本地高空氣象探測實際，制定一系列高空氣象探測和地面人工操作的規范，不時進行專業知識競賽和實操演練，對于活動中表現優異者予以獎勵。當出現意外情況時，工作人員需保持鎮定，快速準確地處理相關異常數據。在重放球出現干擾因素時，要保持放球軟件狀態不變，處于原始狀態。有些探測人員極易將放球軟件“地面參數” 里的“數據處理方式”選擇為推薦模式，這會造成數據超出感知范圍后會通過擬合值予以替代。所以應選擇“保留接收到的原始數據不做任何處理”。由于放球軟件自動處理的功能限制，一旦出現飛點和非碼等復雜現象時，其很難智能判斷信號真假，若借助于程序自動擬合曲線會有較大誤差，容易造成丟球。出現少量飛點時，也有工作人員利用“自動修改溫、壓、濕曲線”時期的平滑曲線來解決問題，其實這種方法也會造成誤差，所以應手動刪除。

2.3 統一探測結果形式

氣象臺站需要利用自動程序對得到的高空數據加以規范，收集數據之后的處理方式會因要素類型的不同應用到多種處理方法，方法不同探測結果有時無法匹配對應。因此，各臺站要根據實際情況完善數據庫資料，保障數據質量。由于現階段的觀測過程中，探空記錄一般是借助于計算機和人為方式完成數據處理。在人為處理過程中，操作員個人氣象專業知識的水平和細心程度都會影響最終記錄的探測結果。因此，數據的復合十分重要，一旦出現不相匹配的情況，需要及時找出原因。

高空氣象探測數據處理中常會因性能差異出現誤差，所以需要對數據進行預處理。計算位勢高度時，注意區分總高度和層間厚度，前者依據各層間厚度疊加計算，后者則依據等壓面計算。計算幾何高度時盡可能統一風速風向的數量單位，由于在實際測算中當地海平面的重力加速度難以直接獲得，所以需通過計算公式獲得。計算高空風時采取水平投影法，分別測得氣球方位角、仰角斜距。進而判斷氣球水平位移、風速和風向。誤差處理分析需要在測量精度實驗中，利用同一氣球懸掛角反射體和探空儀來實現。

2.4 復雜情況的處置

高空氣象探測常遇見復雜天氣導致數據準確性大打折扣。所以遇到雷雨氣候需要先保證氣球能夠正常升空，工作人員可增加氫氣促使氣球高升。若氫氣含量上升后仍無法升空則需停止放球操作，待雷雨稍加緩和再行施放。若氣球施放后無法達到標準高度則要當機立斷進行重新放球。還有軟件故障會產生多米諾骨牌效應，致使探測設備無法正常工作，為預防軟件癱瘓需要在出現突發事件時，利用備用設備進行放球，將故障設備回收。若設備的電源突然被切斷，則需立即啟用備用電源。電源等備用裝置需要工作人員定期進行檢查，保證其隨時處于可用狀態。

3 結語

提升業務質量是每個高空氣象探測人員的努力方向，在工作中除具備踏實肯干和勤奮細致的工作態度外，必須嚴格遵守相關場地和儀器維護制度，正確使用儀器，愛護氣象財產，定期做好清潔和保修。日常值班密切關注探測儀的行進動向，及時發現故障并冷靜應對。