浅谈高空气象探测工作中的常见问题分析

摘要：高空气象观测又称高空观察系统，是综合气象观测系统的重要组成部分，是我国气象业务现代化建设的主要任务之一。主要是指对大气各高度上的风向、风速、温度、湿度、气压的测定为主，还有一些对大气成分、臭氧、辐射的探测等特殊项目。我国目前普遍使用的常规高空探测方法是气球携带探空仪升空探测。但在高空探测过程中由于受到环境或者人为因素等原因产生故障，影响探测数据的质量，本文主要分析了一些常见主要问题以及应对的措施等。

关键词：高空；气象探测；工作中；常见问题；对策

中图分类号：P412 文献标识码：A

1、大雨天气高空气象探测工作

夏季的降雨一般都是雷阵雨，降雨之前或初期往往伴随雷暴、大风，使高空探测工作受到影响。此时做好探空前的准备工作是非常必要的。根据雷阵雨天气雨势的强度变化决定施放时间，尽量使仪器施放时避开雨势最强时段。探空前要时刻注意观察降水强度的变化，抓住雨势开始减弱的时机施放气球，从而避免重新探空或者造成探测数据缺测。春秋季的降水是连续性或间歇性的，雨势一般变化不大，稍作选择即可放球。

2、强雷暴高空气象探测工作

雷暴具有很强的破坏性，不但可能会损坏地面设备，还会击穿应答器，使探空仪失去信号，所以在强雷暴当空或雷暴即将移到当空时禁止施放。即使施放时间已到，也应适当等待雷暴减弱后或移向本站高空风的相反方向再施放。还可以借助积雨云的走向及高空风来向判定雷暴的移动方向，比如本测站雷暴天气时高空为西南风，故西南方向的积雨云一般会移到测站上空来，所以在探空前要密切关注该方向雷暴的发展趋势，避免探空仪施放后进入强雷暴区，遭遇雷击，导致重新放球。L波段雷达系统有防雷设计，是全天候高空气象探测系统，只需考虑人身安全即可。

3、大风天气高空气象探测工作

大风天气探空时，为确保雷达成功跟踪，不仅室外放球人员要具有丰富的实践经验，同时室内雷达操作人员必须具备很强的跟踪技术。放球前对地面风向、风速做到心中有数，施放后的初始运动轨迹才能准确估计；放球点选择在天线的下风方向，以确保放球后雷达成功自动跟踪。根据太原探空站雷达系统的实际布局情况，南或西南风最易丢球，一旦丢球，室外放球人员要及时准确目测出探空仪所处的仰角、方位角，及时通知室内跟踪操作人员；若能见度低，看不见球影无法靠放球人员指挥来获取气球位置时，此时室内跟踪操作人员根据地面风向风速并结合室外放球人员施放时目测到的角度值，然后启动雷达扇扫功能，排除假定向，防止旁瓣跟踪。

4、气球净举力大小问题控制

在高空气象探测的具体工作过程中，针对气球净举力大小问题的控制，由于气球的上升速度是由实际净举力决定的。气球一般为每分钟400m的上升速度，并且要控制好人为因素的影响，以此切实做好对净举力大小的有效控制。所以，只有有效控制好气球净举力大小问题才可以更近一步的增加气球的施放高度。在工作实践方面看来，除了净举力大小是影响气球的一个重要因素之外，影响气球的因素还包括空气的实际密度以及附加物的重量、气球具体形状等等。

5、跟踪气球时出现"死位"

因为雷达天线长年的暴漏在外面，所以很容易发生汇流环的变脏，如果气球在过顶雷达后期自动的跟踪仰角在92°以后卡死或者是在大风的情况下放飞气球，使用手动抓住气球，使得气球的仰角摇的过低而卡死，最终导致天线的死位，影响到高空气象探测工作的数据。一旦发生跟踪气球的死位，电机驱动箱A或者E灯熄灭，就要及时的对电机驱动箱开关实现关闭，再次迅速的将其重启，以此切實减少气球放飞过程中探测资料的误差。

6、雷达操作中天线抖动问题控制

在高空气象探测工作中雷达天线一般应用的是相控电扫微带平板的天线装置。如果电压不稳定或者雷达的开机速度太快，就会导致雷达发生突然的抖动现象。而这种抖动现象要是长期的存在就会造成电缆线的接触不良，最终导致一些不容易被发现的故障的产生。对其主要的解决方法是：在雷达开机的时候要先将雷达的助剂电源打开，然后再打开示波器等等设备，最后再打开驱动箱电源。保证驱动电源和主电源在开的时间方面间隔一段时间，使其达到充分的预热工作，以此有效保证整体设备的安全稳定运行。

7、高空气象探测业务常见问题与处置方式

7.1、应对复杂天气和突发事件问题与处置方式

在雷暴、降雨等气候条件下，升速在气球中将受到影响，要想促使其正常升空，可以促使氢气量在气球中增加，如果仍然无法正常升空，那么放球的时间应被延迟；探测时，雷击等因素在没有达到500hPa 高空时，就严重影响了探空仪，那么必须重新展开放球操作。相关工作人员在有效应对复杂天气对高空气象探测业务的影响时，必须做好充足的天气预测工作，并有针对性地对各种应急措施进行制定，为提升高空气象探测业务的效率和质量奠定良好的基础。如果软件瘫痪现象在实际探测过程中产生，那么将中断供电，从而导致一系列故障在探测设备中产生。要想预防这一问题，工作人员必须制定各种应急措施，在预防突发事件时，工作人员可以对备用的设备放球进行应用；如果电能突然中断，可以对备用电源进行启动，所以工作人员在日常工作中，必须定期检查备用电源以及设备的性能和质量，确保其长期处于稳定的运行状态下，可以随时运行，确保稳定性在高空探测业务开展中得以充分的体现。

7.2、地面和高空丢球问题与处置方式

当过定现象产生于气球中时，应对等位高在4 条亮线中的位置进行实时观察，在对中间球影角度以及地点进行观察的过程中，应对摄像机进行应用，同时充分掌握气球仰角位置、驱动箱电源等因素。释放气球以后，对气球仰角位置进行观察，如果存在过定现象，4 条亮线角度跟踪应在示波器中显示出来，此时关注的重点方位亮线位于右侧。如果跟踪职能无法在雷达中体现，那么应通过手动的方式对天控开关进行调整。控制手柄在内控盒天线中，通过操作促使平齐的现象产生于右侧两条方位亮线中，当气球可以在摄像机屏幕中进行观察以后，在系统向自动操作的方式进行调整。如果气球无法在摄像机屏幕中进行观察，运动轨迹在气球中要想得到有效的观测，应对测风坐标数据进行充分的应用，如果此时产生了失败的抓球、丢球现象，可以进行手动抓球，此时应对仰角和方位角进行适当调整。

总而言之，由于高空探测过程中会出现一系列复杂天气：大风、雷暴雨、沙尘暴、大雪、台风等，且会有突发事件：停电、通信故障、探测设备出现故障、业务软件瘫痪等外界环干扰等突发事件。当遇到这些问题，工作人员无法处理，必须在最短时间内通知台站领导，申请指示，组织和各项工作的应急处理。

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作者简介：

刘军 （1981.11.05 ）男，汉，山西五台人本科 山西省气象信息中心工程师。研究方向：气象探测自动化endprint