复杂天气条件对高空气象探测质量的影响分析

复杂天气条件对高空气象探测质量的影响分析

摘要：复杂天气出现的过程中经常会对高空气象观测工作产生影响，本文结合

沱沱河站高空气象探测的实际，分析了复杂天气条件下对高空气象探测质量的影

响和防范对策，以确保高空气象观测数据的完整性和准确性水平。

关键词：复杂天气高空气象探测影响防范

引言

高空气象探测是气象部门获取地球大气立体结构和演变的常规观测业务，同

时也是发展气象科学的重要基础，而常规高空探测则是大气探测系统中的重要组

成部分。高空气象探测设备和仪器的更新、数字探空仪的开发研究、L波段雷达

的使用以及电子计算机的广泛应用，使得高空大气探测设备的自动化程度越来越高，高空气象探测基本迈入了现代化探测技术行列，为增强高空气象探测质量奠

定了一定的基础。沱沱河流域深居青藏高原腹地，地势高耸、空气稀薄、南北均

有高山、地形封闭受海洋性风系影响微弱，属高空西风带控制区。气候干寒，多

风少雨，天气多变，终年低温，没有明显的四季，仅有干湿二季的区别。高空气

象探测技术是一项具有随机性、偶然性以及不确定性的气象探测行为，特别是天气、气候的变化以及复杂天气的出现，例如暴雨、大风、沙尘暴、大雾等很容易

使高空气象探测中出现迟放球、重放球、丢球的记录缺失现象，复杂天气的出现

严重影响着高空气象探测质量。为了确保沱沱河气象站高空气象探测工作可以顺

利开展，本文重点分析复杂天气下的高空气象探测工作。

1、复杂天气条件对高空气象探测质量的影响

1.1雨雪天气对高空气象探测质量的影响

通常情况下，强降雨出现时的突发性特征较为明显，且有天气变化十分剧烈，往往伴随有大风、雷暴等复杂天气现象，自身的破坏力极强。①雨雪天气出现时，在气温、气压和冷空气的共同作用下，气球上升阻力增加，对高空气象探测数据

和探测质量产生影响。②雨雪天气会影响气球投放高度，阴雨天的出现会增加云层厚度和气球升空阻力，若出现密集的降水会使气球上升阻力增加，甚至是同降

水结晶体碰撞而损坏，降低了投放高度。③雨雪天气影响气球受压，雨雪天气的出现会使高空气球沾水，当气球突破0℃层后会有结晶产生，增加气球压力，一

旦该压力高出气球自身的净举力后就会缓慢下降，下降到0℃层以下，会增加气

球结冰的压力，此时下降时间较短，但会有两次快速上升的情况，在突破到0℃

层后就会停止不动，此时也会影响高空气象探测质量。④雨雪天气对气球升速的影响，雨雪天气会改变气流和气象变化情况，在影响气球上升速度的同时，还会

改变原有的上升路线，尤其是密集型的降雨天气会集合下沉气流和阻力减小气球

的上升速度，气球爆炸时的高度减小。另外，雨雪天气会增加气球表面的质量，

上升速度减小，一旦操作不当很容易影响气象探测质量。⑤雨雪天气对气压传感器的影响，若在气球上升的过程中遇到雨雪天气，雨水会降落到气球上，进而打

湿绳子并沿着绳子进入到探空仪上，因探空仪在上升过程中会来回摆动，部分雨

水会沿着纸盒缝隙、纸盒上放置的温湿度感应器开口进入到纸盒内部，进而淹没

纸盒底部3mm左右的空盒下部；一旦探空仪器上升到0℃层后，因温度降低，纸盒底部会受冻结冰，空盒下部也会冻住，在上升的过程中需要借助于空盒上半部

分的体积膨胀，上升速度不断减缓，气压符号发生变化，当空盒内的膨胀力达到

最小时，空盒下部因结冰而阻碍其的运动。

1.2大风天气对高空气象探测质量的影响

在高空气象探测过程中，一旦遇到大风天气，且大风的上风向是气球的施放点，下风向是探测雷达的位置，在气球释放完成后会在极短的时间内移动和飘过

雷达上空，进而造成雷达不能正常跟踪，气球过顶，降低了高空气象探测质量。

1.3大雾天气对高空气象探测质量的影响

虽然沱沱河很少有大雾出现，但是一旦出现将是措手不及。大雾天气的出现

往往伴随有静风，此时的能见度会下降，在一定程度上增加了工作人员抓球的难度，例如静风天气的出现，气球升空后的角度会发生剧烈变化，很容易增加雷达

跟踪的失败率，不利于高空气象探测工作的顺利开展。

2、复杂天气条件下高空气象探测的防范

2.1雨雪天气的防范

在雨雪天气出现的过程中，主要是采取有针对性的措施来增强高空气象探测

的有效性，除了适当增加值班人员数量的同时，一是要正确把握净举力，根据实

践经验表明，晴天下的探空气球净举力小于雨天下的净举力，通常在 1.5kg左右，而气球的平均升速则在350~400m/min之间，一旦遇到强降雨天气，应根据当时

的天气情况和云量的分布，通过灌球的方式适当增加净举力。在降水量不大的情

况下若可以借助于风向判断气球的飞行方向的话，可以适当提升净举力；若降水

量较大，且天空云层较厚，为了确保气球上升过程中不会下沉，应确保气球的净

举力在3~3.5kg之间；二是做好雨雪进入到探测仪器的方法。若雨雪天气的强度

过大，对于已经升空的气球来说，需要承受的重量会增加，此时的探测仪器信号

会降低或者是直接失去信号。为了尽快解决该问题，可以重新安装探测仪，并使

用透明的胶带在盒子缝隙处紧紧缠绕几圈；三是正确把握施放气球的时间，强降

雨天气主要在夏季较为集中，此时会伴随有雷暴天气，在复杂多变的天气条件下，正确把握放球时机是高空气象探测的关键所在。雨雪天气下的放球，应尽量避免

在雨雪天气出现的时间放球，还要结合雨雪量和云层的变化，例如放球的时间段

可以选择在雨雪强度减小或者是雨雪天气结束后；做好雷暴天气下的放球，雷电

天气的出现很容易干扰地面上部分电子设备信号，禁止在雷电天气下当空放球，

在放球之前需要时刻关注天空积云的走向，在雷暴远离观测站上空后再进行放球

操作。

2.2大风天气防范

大风天气下的放球操作应注意以下几点：若在放球时的风速较大，在放球的

位置应尽量避免在雷达上风向进行，结合当时的风向情况选择合适的大风放球器；若大风天气持续时间相对较长，即使选择大风放球器也很难确保放球工作的顺利

开展，此时应认真判断风的阵性情况，抓住有利时机选择合适的放球点和当时的

风向；若有飓风或者是强对流大风天气出现，因持续时间较短，可以在飓风过境

后选择放球。大风天气下的放球应结合放球点的位置，找出最佳的角度，防止因

探测误差影响高空气象探测质量。

2.3大雾天气的防范

大雾天气下的方法应做好以下几点：在大雾和静风天气出现时，需提前做好

分工和抓球前的准备工作，一旦探空气球不能被雷达跟踪或者是跟踪失败需要雷

达操作人员及时更改跟踪方式，可优先选择人工抓球的方式；雷达操作室的工作

人员应密切关注雷达回波情况，一旦出现意外情况应第一时间告知室外的操作人员，及时解决异常情况，确保高空气象探测工作的顺利开展。

3结论

复杂天气条件的高空气象探测会有各种异常情况出现，对于探测人员来说应