浅谈L波段高空气象探测系统测风资料失测原因分析

浅谈L波段高空气象探测系统测风资料
失测原因分析
西藏那曲市气象局业务发展科，西藏 8520002
摘要：
本文结合那曲高空气象探测站使用L波段探测系统获取高空气象观测记录为例，对失测的高空风资料进行分析，总结了常规高空气象探测业务工作中高空风
失测的主要类型及其原因，包括：雷达故障，放球后丢球以及放球前的准备工作
和放球过程中的注意事项等进行全面分析，并针对各种失测类型提出了相应的措
施和方法。

为了获得更好更准确的高空气象探测资料，更是以获取准确可靠的高
空气象探测第一手资料来制作精准的天气预报为地方百姓服务，因此，今后的观
测过程中对L波段高空气象探测系统的设备和软件运行稳定方面也提出了更高的
要求。

关键词：L波段雷达；测风资料；失测原因；
前言：高空天气对空中交通的安全和效率至关重要，准确可靠的高空气象探
测数据是准确可靠的预报及预测高空天气的重要保障。

在这一领域，许多研究人
员总结了大量的检测经验。

而L波段雷达探测系统是目前我国高空气象探测站最
常用设备之一，而如何避免L波段雷达丢球造成数据缺失是我们重点研究的对象。

因此，在日常工作中业务人员熟练掌握设备的各种操作，出现问题能够及时排除，确保每次获得更高更准确的高空气象资料，这样的探测资料才具有代表性、准确
性和可比性。

一、研究意义
目前，高风气象探测是气象部门基础业务之一，获取高空气象探测有两种探
测方法，分别为：L波段雷达综合观测和雷达单独测风（即为单测风）。

然而L
波段雷达探测系统与数字探空仪相组合的综合探测系统，能够探测高空的气压、
温度、湿度、风向、风速等气象要素。

高空气象观测资料主要用于数值天气预报、防灾减灾救灾以及气候变化分析研究和气候资源开发利用等项目，是唯一一个可
以精确观测高空各项气象要素的观测手段。

L波段雷达探测系统所观测的数据在
研究气象学、水文学和其他领域广泛使用。

一方面，他们可以用它们来量化降雨
的水平分布和累积情况。

数据同化技术可以为预测天气的数字模型提供广泛的湿
度和高分辨率的风场数据，从而提高数值天气预报预测的准确性。

L波段雷达探
测系统是能够准确监测高空天气状况的系统,能够准确描述在对流降水现象规模,
充分利用雷达探测数据提取和利用重大气象信息至关重要，预警预测和灾难性天
气以及主要来源的参考数据来预测近似。

雷达数据的准确性和可靠性尤其重要，
因为它们的价值很高。

然而，雷达获取的数据不可避免地会被恶类天气、电磁波
和地面干扰所影响，如何避免和应对出现问题来进一步提高雷达数据质量是这项
研究的关键。

二、L波段雷达测风资料失测原因分析
1.L波段雷达出现故障
L 波段雷达探测系统是观测高空的温、压、湿及仰角、方位、距离、风向、
风速、等气象要素的主要方法，而雷达出现故障往往影响探测数据。

出现L 波段
雷达故障有很多原因，很难预测在出现故障之前需要多长时间来解决故障问题，
也无法确定故障会造成多少探测记录缺失，因此，L波段雷达故障是高空风向、
风速等测风观测数据失测的主要原因。

在分析其故障原因时，应首先考虑跟踪和
修复其故障原因。

当出现故障时必须从简单到复杂，从小故障开始，从外部和内
部相结合的方法寻找故障的根源。

在测试过程中，业务人员必须很好地记录观察
数据，并建立一个通用和反馈记录机制来检测工作后期的故障。

在实际监测和解
决故障中及时应对外部信号干扰。

与此同时，我们必须灵活应用施放气球之前在“放球软件”界面上的“频率”、“增益”手/自动切换功能，以保持接收探测
信号时传输稳定和防止干扰造成丢球。

当雷达天线出现异常转动、探测信号微弱
和出现其他故障时，操作人员可探测到前端高性能电缆插座、从源修复故障;当
雷达电源出现故障时，会出现L波段雷达设备失灵或自动关闭，这样造成雷达终
止观测高空的温、压、湿等要素和风向、风速、斜距等测风资料，甚至造成各项
高空观测数据突然丢失的情况。

为了避免出现上述情况，上班人员在L波段雷达
开机后对雷达电源和设备运行情况进行认真查看，出现问题及时查找原因并及时
更换相关备件。

2.L波段雷达丢球
在进行L波段雷达探测时，经常会出现雷达丢球现象，而丢球一般出现两种：过顶丢球和近地层丢球。

丢球往往导致高空观测风数据的错误，或造成不完整的
记录，其根本原因是：一是值班人员在放球之前没有对雷达设备和软件进行认真
检查和有效调整雷达的增益和频率，遇到高仰角时L 波段雷达过顶丢球，造成旁
瓣抓球的现象;二是观测人员在放球之前没有对当时的天气状况进行科学和有效
的监测，在选择施放气球的地点时，操作员没有掌握好当时的风向和风速将气球
放置在正确放球位置上，（选择放球点错误）导致放球后近地层跟踪失败，因为
此时气球距L波段雷达天线很近，仰角、方位变化巨大而导致雷达跟踪不上气球，出现丢球时需要室外副班指挥协同抓球，如果前几分钟因雷达原因跟踪不了气球
导致测风数据缺测，在天气条件允许的情况下需要补放小球进行补测
前
面缺测部分。

3、放球前的准备工作
为了避免L波段雷达放球后出现丢球造成测风数据缺测，我们在施放气球之
前对雷达接收机的频率和增益及跟踪状态进行认真调整和检查，具体操作如下：
施放气球之前应将探空仪放到距雷达天线50米外，高度距地1-4米之处；
将雷达天线对准探空仪。

增益、频率、距离手/自动开关都置于自动状态，示波
器显示方式为角度方式，四条亮线清晰、平齐；打开小发射机，示波器显示方式
为距离方式，此时距离处于自动跟踪状态（凹口清晰并保持在竖线“‖”中间）；按距离手/自动开关为自动时，距离应能自动回到目标距离；随着探空仪的移动，雷达天线始终自动跟踪目标物，并且探空仪始终保持在摄像机画面中央，温、压、湿译码正确，期各值应和地面仪表值相符，并三值保持不变的状态。

4、放球过程中的注意事项
施放探空气球后观测人员随时注意雷达工作状态：报警灯状态、雷达故障报警、回波缺口跟踪情况以及高度和气高差值情况等。

当“放球软件”上的报警红
灯亮时，可能出现雷达故障、跟踪遇到旁瓣、回波缺口漂移、高度与气高差值过大、出现乱码等现象。

为了不影响高空风数据缺测或出现不完整记录，此时值班
人员根据具体情况进行认真分析和具体查找原因，并采取有效措施，保证高空风
资料的完整性，准确性和代表性。

三、结束语
南京大桥机械有限责任公司研制的L 波段雷达探测系统在全国高空气象观测
台站广泛使用，但随着气象现代化不断向高质量发展和精准数据的要求越来越高，对基层业务人员提出了跟高的要求，因此，业务人员必须掌握L波段雷达探测的
各项技术及常规操作，以熟练的操作获取更高更准确的高空探测资料，为气象预
报及防灾减灾提供科学依据。

参考文献：
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[3] 李伟，常规高空气象观测业务手册气象出版社，2012（02）
[4] 姚振东，余勇，王福增等高空气象探测原理与方法，科学出版社，2019（07）。