影响高空探测气球探测高度的因素及改进策略

影响高空探测气球探测高度的因素及改进策略
发布时间：2021-09-07T09:24:06.208Z 来源：《探索科学》2021年7月下14期作者：唐燕兰[导读] 高空天气图被天气预报员广泛应用，它是天气预报时需要的重要资料之一。

因此高空探测搜集记资料就显得格外重要。

高空探测仪器探测高度与高空气象信息收集的数量直接相连，高度越高，资料搜集越多，有助于为天气预报提供有利依据。

本文针对影响高空探测气球探测高度的影响因素的进行分析，并提出几点改进策略，供参考。

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摘要：高空天气图被天气预报员广泛应用，它是天气预报时需要的重要资料之一。

因此高空探测搜集记资料就显得格外重要。

高空探测仪器探测高度与高空气象信息收集的数量直接相连，高度越高，资料搜集越多，有助于为天气预报提供有利依据。

本文针对影响高空探测气球探测高度的影响因素的进行分析，并提出几点改进策略，供参考。

关键词：高空探测气球、探测高度、影响因素、改进策略引言
高空气象探测是气象综合观测的主要组成部分之一，为开展气象预报，气候预测，气象服务，科学实验和相关行业工作提供气象信息和资料。

目前，中国主要由气象单位利用气球携带电探测器探测高空气象信息，实现探测高空温度，气压，风向，风速，湿度等气象资料，由气象人员对这些信息进行分析来进行天气预报工作。

因此高空气象探测对研究高空物理过程，天气预报分析等气象服务十分重要。

本文通过对影响气球升高因素的分析和对实际工作经验的论述，希望能给广大空间探索工作人员的参考提供启发和帮助。

1.影响高空探测气球探测高度的因素 1.1天气变化的影响
而且气象条件是探空气球升降速和气球标准高度产生影响的主要因素。

一般通常在晴朗的日子或者只有少量一层厚薄的云层情况下,观测站位于较高压地带,气球上升速度会随之加快,探测到的高度也相对较高。

在多云和寒冷的天气,较低层保持静态,一个稳定的探空气体系统并不会直接影响到气球上升速度和高度。

即使会产生一点下雨和一点雪,所以有时候这个气球可能还是会在高空发生爆炸,导致探空气球在高空释放出高度稍微略低的现象;当雨夹雪时,气压相对较低,探空气球上升缓慢,在其上升过程中会使其遭受到大量雨夹雪的危害,当其上升到一定的温度时,会导致其内部结晶。

冰粒之间的碰撞和相互摩擦,一般而言,在实践中我们需要积累经验,科学有效地处理各种天气下落球。

当天气多云,多雨,多雪时,需要比正常的天气状况多添加5%~10%的氢气。

它必须增加净举力1600克。

当对探测气球进行氢气充灌时，探测气球就会产生上浮，产生净举力，捕获并释放有利的天气,保证能够在限制的时间和天气范围内提高对探测气球的检查精确性。

1.2探测气球的存储
高空探空气球气象观测是人类研究平流层的重要工具，它在气象学的发展和天气预报工作中起着重要的作用，因此保管起来也很重要。

一般来说，出货时间较长的气球性能可能较差，因此尽可能根据生产日期的优先顺序来使用。

气球应存放至干燥，干燥，通风的地方，避免接触火，水源等。

应把气球放在距离地面20公分的位置，以防通风不畅，老鼠啃咬。

堆放不宜拥挤过大，距离不适当，禁止与碱，酸，油或者其他对橡胶有害的物质堆放在一起。

保存时间以不超过24个月为宜，时间过长会导致外皮老化，硬化程度严重，影响气球爆破高度。

这是为了最大限度地发挥气球的性能，提高探测度。

1.3正确充气
充气室地板应保持清洁。

在地面光滑或有橡胶的垫子充气时，应戴上胶皮手套，在充气前，应观察皮球上是否有凹痕，划伤或厚度没有明显均匀。

注意不要随意拉皮球、受压或揉搓皮球。

皮球要避免接触表面粗糙、锋利、有棱角的物体，不要暴露在强烈的阳光下。

在充气前要对气球进行检查。

小心放在地板上，将球皮放在垫子上，挤出球内空气，将球口牢牢地固定在充气口上，慢慢地注入氢气。

气球直立的时候，不要充气，要仔细检查有无沙眼等漏气的地方，然后继续注入必要的净举力。

气球在充气时要慢些。

空气量要根据天气情况而定。

天气晴朗时，气量不能太大。

当有降水气球表面结冰时，可以大量充气以调节标准升速内。

大风时不能充过多的气，大风时气球很难被他人控制，容易发生球着地或被物体破坏等意外事故。

1.4大气环境对高空气象探测气球高度的影响
由于气球在升空后,受到了大气环境的干扰,气球的上升速度和其运动轨迹很容易发生变化。

通常来说,大气暖流和空气温度是两个最为主要影响因素。

气体和大气流是由于在气球的运行中形成一种垂直的力,对气球造成影响。

大气中的暖流和与气象标准高度的风速密切相关,障碍物的电流阻力和大气中暖流速度成正比。

大气暖流和温度,垂直稳定性等各种影响因素之间都有着紧密的联系。

大气暖流的强度越高,相应的阻力就越低,高空检测到的地方就越多。

大气中的对流还会给探测标准高度带来严重的影响。

对流运动是比较有规律的，主要是靠温差的变化推动气流的上升或下降。

大气对流与气球受到的阻力之间也有密切关系。

它是通过阻力变化来探测气球的上升高度，大气对流越强，其上升高度就越大。

2.提高探空气球探测高度和质量的策略
2.1气球的存放与运输
高空探测气球是用天然乳胶或合成橡胶材料制成,制造企业在其制造工艺方法中应加入了防老化剂、抗寒性溶剂等,球皮制造后尽快运送到探空站。

运输过程中的包装盒和箱子要做到密封遮盖,禁止风雨日晒。

摆好的球箱要把它们放置在通风,阴凉,干燥的仓库中,仓储的温度可以控制在10℃~28℃,相对湿度可以控制在70%以下。

皮球箱子必须要堆放在距离地面20厘米以上的搁板上,不能随意堆放,其中的堆垛之间必须保持5厘米以上的距离,禁止和酸、碱、油等有毒或者腐蚀性的物质一同存放,与照明灯、温控器等发热的物体必须相距1米以上,每隔3个月进行翻转一次。

2.2合理的充灌气球
高空探测气球使用的氢气是气体中比重最轻的气体，对纯度要求也比较高。

充气前，先要进行外观检查，气球无大褶皱，补丁且厚度均匀，可保持高度。

如果拉伸，皮球会变得柔软而松弛说明它质量好，若弹性较差，就说明质量就差。

球底离球洞的距离越大，其高度就越高。

冬天，充气前要将气球置于10℃以下的房间内24小时以上。

夏天不能暴露在强烈的阳光下。

对气动高度比较分析结果显示，充空气的速度和充气量对气球升空高度起着决定性的作用。

充气速度快并且充气量多的话，气球升空后易发生爆炸，降低探测高度缩短探测时间。

因此，在向气球充气时，首先要将气球平铺在地面上，慢慢打开阀门，保持气槽均匀。

当氢气膨胀球体后，减缓充气速度使球皮慢慢膨胀大，以保证球皮受力均匀；充灌过程中要暂停一会，仔细检查气球有无砂眼造成漏气现象。

2.3气球质量
1)用于携带高空探测一起的能够膨胀的气球叫做探空气球，探空气球必须有足够的尺寸和质量，并保证可携带负载，测量元件必须有良好的升速(最高可达30公里)。

2)气球的重量(g)表示分类,气球的实际重量和规格重量误差应该在≤10%,最好在5%内,气球膨胀后,形状为球形或梨型，是原来的4倍以上,要5 ~ 6倍以上,这种状态要保持至少1小时以上。

3)球皮质量的好坏直接决定探测的高度。

探空气球基本采用乳白色勘探专用球皮。

经过生产企业多年改进，平均勘探高度目前已达28000米，最高达35000米，但对10毫巴高纬度的勘探没有保障，勘探高度起伏较大，探空仪器的质量和工艺有待进一步改进。

3.结语
高空探测就是利用了解高空气象的方法，不断进行探索和分析，这对气象部门来说是很重要的。

高空探测高度会因多种因素导致准确性大大。

在实际探测中，要根据准确的数据不断积累，整理提高高空探测高度的方法，以便总结全面收集整理高空数据信息，从而进行准确的天气预测。

参考文献：
[1]梁雪莲,王燕玲,张靖彬,梁艳芳,孙晓文,段树海.复杂天气对高空探测的影响与防范对策探究[J].科技创新与应用,2019(1).
[2]夏明,刘月新,杨忠全,彭勃.雨雪天提高高空探测气球施放高度的方法与研究[J].科技与创新,2018(9).
作者简介：唐燕兰（1968.01），女，汉族，湖南省湘潭市人，本科，工程师，从事气象技术装备保障工作。