影响高空探测质量的原因分析

影响高空探测质量的原因分析

摘要：在进行高空气象探测工作中，重放球、丢球造成的测风记录缺测、失测以及台站周围环境因素是影响高空气象探测质量的主要原因。针对台站自身因素问题，采用具体解决方案，营建良好的大气探测环境，熟悉掌握设备性能技术，尽量减少和避免重放球以及丢球概率，是提高高空探测质量的有效措施。

关键词：高空探测；重放球；丢球；有效措施

中图分类号p412.2 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）51-0046-02

0 引言

高空大气探测是气象部门获取天气变化资料的基本手段，是发展气象科学的重要基础，而常规高空探测又是大气探测系统中最重要的组成部分。当前，各台站用于高空气象探测系统为我国自主研制的具有国际先进水平的新一代l波段高空气象探测雷达，喀什站于2005年1月1日正式投入业务运行，该雷达利用假单脉冲二次雷达工作体制实现了角度自动跟踪、自动测距、自动处理数据、近距离抓球和测距的自动化、数字化和集成化，具有探测精度高、业务质量优等特点，较以前使用的59-701探测系统相比探测数据错情大幅减少，但由多方面造成的错情还难以避免。

1 影响高空探测质量的主要原因

1.1 重放球

高空气象探测中，由人为或非人为原因造成的重放球既浪费人力、财力，又严重影响着记录时效和探测工作质量，其中以非人为原因致使的重放球占60%以上，主要为雷达故障（气球过顶雷达卡死造成丢球）、天气因素（如雷雨天气球入cb云信号突然丢失等），而施球前的准备工作未做好、地面要素输入错误、进行观测时未及时调整频率或雷达卡死没能及时发现等造成的重放球现象，也是导致重放球影响探测数据质量的原因之一。

1.2 丢球

气球施放后，如果气球瞬间过顶，很容易出现丢球现象，造成雷达不能顺利自动跟踪，放球过程中出现的气球过顶丢球，可造成过顶丢球重放或测风记录不完整，尽管可补放小球，但有时会因天气等原因而无法进行补放，进而影响到整个记录的准确性和完整性，可见，丢球也是影响高空气象探测质量的主要原因之一，避免气球过顶丢球在高空观测中非常重要。丢球的原因有很多种，如雷达性能、环境因素、人为因素等都可能引起。喀什高空站雷达跟踪状况维护良好，探空组人员通常都会在放球前对频率进行再次检查并调整，使其时刻处于最佳工作状态，放球后会在接收讯号的过程中根据四条亮线的变化及时作出调整频率，因此丢球主要受探测环境影响较大。受地理因素限制，台站放球场地有限，不能因施放球瞬间的风向变化而随意调整施放场地，所以就会出现第一分钟丢球过顶而不能及时跟上造成丢球现象发生。

1.3 环境因素

雷达四周探测环境因素也会对高空探测质量带来一定影响。通常要求天线场地四周开阔，周围障碍物对雷达天线的挡角不得超过5°，尤其在测站盛行风下风方向时120°内的障碍物对天翔形成的遮挡仰角不能高于2°。放球场地宜选择雷达天线近地面盛行风的下风方向，以防出现近地面气球过顶；放球场点与探空系统天线尽可能保持在同一水平线上，且距离不得小于30m；遇特殊情况，雷达天线对放球点的仰角应不低于2°，保证不受障碍物影响；放球场半径50m范围内不宜存在架空电线、高大建筑及树木等障碍物，在当地盛行风下风方向影响下必须具备空旷无阻的放球场地。

2 提高高空气象探测质量的有效措施

2.1 加强培训，提高业务技术能力

不断推出多种技术培训方式和方法，加强探空组人员基础业务技术培训，努力提高本站大气探测业务人员的技术水平和综合素质。通过抓实抓好大气探测地面测报培训基地工作，建立相应运行方案及管理机制，定期组织开展地面观测高空探测新规范学习班及自动气象站技术系列培训班等，并采用网络媒体等开展业务技术专题讲座，利用基础业务技术知识考试、竞赛等，以达到提高探测人员技术水平和综合素质、培养业务骨干的目的，熟练掌握l波段高空气象探测系统业务操作手册，认真执行探空专业技术规定，正确处理高空探测中遇到的问题，从而减少人为因素造成的高空探测数

据缺测，获取全面准确的第一手高空气象探测资料。

2.2 做好放球前准备工作

根据地面风向选择放球点，调整好雷达增益和频率，放球点距离雷达天线不大于25m时，因信号处于饱和状态，所以调整增益不可太过饱和，且频率也需调整，避免出现旁瓣跟踪；以水温35℃左右、含盐3g进行电池浸泡，冬季保持电池电压为20v、夏季保持为18v~19v左右，天线对准探空仪，探空仪接电池时间宜适宜，否则地面作业时间太久会出现探空仪升空后由于电池能量消耗太多而影响到探空仪发射机工作状态。

2.3 减少和避免特殊天气重放球

由于球入cb云信号丢失或因仪器变性致使重放球的比例在非人为重放球的影响中较大，只有掌握必要的技巧和规律，才能减少或避免重放球的概率。逢雨季，施放球时间出现大雨，满天cb云，再加上伴有雷暴现象时，应延迟放球，待雨量变小、雷暴减弱时再进行施放，延迟时间应尽量长，保证能有足够的时间，以防75min 内出现重放球。

2.4 防止过顶丢球

若l波段雷达在进行高空探测时经常出现低空丢球现象，可进行l波段雷达波瓣宽窄度及放球场地是否受限制等原因进行排查。从容面对过顶丢球现象，一旦从摄像头中发现气球，立即注意观察仰角变化，当仰角高于90°时，随时调整摄像头焦距，使气球变小

为可见；调整天空按钮为手动，以确定雷达方位和仰角，始终使气球居于画面最中央，才可以变天空调整为自动，以扇扫时四条亮线无变化来表明球已被抓住。喀什站探空班为3人班制，并由辅助班负责放球瞬间经纬仪配合雷达一起跟踪球影工作，并通过对讲机报告气球在纬仪中的仰角、方位角，协助雷达操作员进行天控与手动之间的转换；雷达处在仰角大于90°时，易发生机械故障，仰角可能会锁死在90°以上，遇此情况，应迅速关掉雷达，然后依次打开各个开关，以激活雷达，尽快找回气球，以免因失测补放小球或重放球。

3 结论

l波段高空气象探测雷达系统用于高空探测，具有较高的探测、测风精确度和自动化程度，但受探测周围环境、丢球、重放球等因素制约，还面临各种不足造成的探测缺测、失测而影响高空气象探测质量，今后要针对台站自身因素问题，提出具体解决方案，营建良好的大气探测环境，熟悉掌握设备性能技术，尽量减少和避免重放球以及丢球概率，以提高高空探测质量。

参考文献

[1]盖晓东，高军，兰朝生.l波段高空探测雷达丢球现象的探讨及应对措施[j].黑龙江科技信息，2010(22).

[2]吴惠芳，李勇华.高空气象探测中避免重放球的若干措施[j].湖北气象，1996，4：40-40.