L波段雷達(dá)探測資料質(zhì)量控制方法探討

張穎梅，張聰娥

(1. 西安市大氣探測中心，西安 710016；2. 陜西省氣象信息中心，西安 710014)

L波段雷達(dá)探測資料質(zhì)量控制方法探討

張穎梅1，張聰娥2

(1. 西安市大氣探測中心，西安 710016；2. 陜西省氣象信息中心，西安 710014)

目前各探空站L波段雷達(dá)—電子探空儀系統(tǒng)的投入使用實(shí)現(xiàn)了角度自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)測距、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理功能，在減少人為失誤的同時(shí)大幅度提高了工作效率。但是常因復(fù)雜天氣、探空儀器性能不夠穩(wěn)定等因素造成探測記錄出現(xiàn)異常，為此結(jié)合基層探空站值班和報(bào)表預(yù)審中常見問題，總結(jié)高空資料質(zhì)量控制的思路和流程，確保探空資料的完整性、準(zhǔn)確性和代表性，為天氣預(yù)報(bào)、氣候分析、科學(xué)研究和國際交換，提供及時(shí)、準(zhǔn)確的高空氣象探測資料。

1 施放前的要點(diǎn)

1.1 探空儀序列號、參數(shù)檢查

首先進(jìn)行計(jì)算機(jī)對時(shí)，再檢查探空儀序列號是否輸入正確，校對錄入的各參數(shù)是否與廠家配發(fā)的紙質(zhì)參數(shù)一致，尤其注意校對探空儀參數(shù)中dD0～dD5值(上海長望氣象科技有限公司生產(chǎn)的探空儀)。然后檢查基測瓶內(nèi)溫度T0和元件阻值R0值是否有誤，R0的合格范圍應(yīng)為8.0 kΩ≤R0≤20.0 kΩ。萬一在儀器基測完畢后才發(fā)現(xiàn)輸入錯(cuò)誤，一定要在放球前進(jìn)行參數(shù)校對更改并重新基測。切勿放球后在放球軟件中校對探空儀參數(shù)，否則軟件會(huì)把探空儀感應(yīng)高空某一時(shí)刻的要素值作為基測值采樣錄入，而將已有的正確數(shù)據(jù)替換造成儀器不合格。雖然放球前儀器合格，氣球施放后也正常，但是誤操作會(huì)造成高表-14顯示基測不合格，影響整份觀測記錄，造成無法更改的錯(cuò)誤。

1.2 基值測定及瞬間數(shù)據(jù)輸入

1.2.1 基值測定要合格 在基值測定時(shí)，校對基測箱標(biāo)準(zhǔn)值與儀器值的差值是否都在合格范圍之內(nèi)，(溫度ΔT≤︱0.4 ℃︱；相對濕度ΔU≤|5%|；氣壓ΔP≤︱2.0 hPa︱)，若施放不合格的儀器會(huì)直接影響整份觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.2.2 瞬間、基值測定觀測數(shù)據(jù)讀取要準(zhǔn)確 云、能見度、天氣現(xiàn)象目測項(xiàng)目一定要嚴(yán)謹(jǐn)，否則容易出現(xiàn)矛盾記錄。從2014年1月1日起，地面和高空同址的臺(tái)站，探空基測、瞬間要素值采用地面自動(dòng)站數(shù)據(jù)，氣象要素要抄錄準(zhǔn)確，格式符合高空瞬間觀測要素輸入要求。正常情況下，基測和瞬間氣壓的讀取之間相差半小時(shí)，氣壓值比較接近，如果相差很大，最好復(fù)讀，否則誤讀可能會(huì)導(dǎo)致儀器不合格或引起記錄系統(tǒng)性錯(cuò)誤。

1.3 放球點(diǎn)的選擇

通常每個(gè)探空站都會(huì)設(shè)置幾個(gè)放球點(diǎn)，值班員要根據(jù)放球時(shí)的風(fēng)向、風(fēng)速選擇放球點(diǎn)，最好選在雷達(dá)下風(fēng)方，防止氣球通過雷達(dá)頂部造成雷達(dá)卡死，氣球丟失，導(dǎo)致記錄不完整或重放球。

2 施放后數(shù)據(jù)的采集審核

2.1 放球點(diǎn)參數(shù)的檢查

氣球施放后，值班員校對記錄時(shí)，要從測風(fēng)第一秒數(shù)據(jù)查看放球點(diǎn)參數(shù)是否正確。從歷史觀測資料得出，正常情況下，第一秒仰角與地面相差lt;6°，第一秒方位與地面相差lt;10°比較合理，如果超出此范圍，說明放球點(diǎn)參數(shù)漏改，這樣會(huì)造成測風(fēng)數(shù)據(jù)0.5 min量得風(fēng)層疑誤。

2.2 放球時(shí)間的檢查

要認(rèn)真校對記錄放球時(shí)間是否在規(guī)定的時(shí)間之內(nèi)，正常情況下為15～20 min，避免早放現(xiàn)象，萬一遇到特殊情況出現(xiàn)遲放，要注明原因；當(dāng)出現(xiàn)主、副班施放氣球口令不一致，造成放球鍵早按或晚按時(shí)，要正確使用放球時(shí)間訂正功能，確保資料精準(zhǔn)。

2.3 探空數(shù)據(jù)的審核

2.3.1 刪除“飛點(diǎn)”要徹底 值班員要密切監(jiān)視數(shù)據(jù)接收情況，當(dāng)出現(xiàn)“飛點(diǎn)”時(shí)，一定要在放大10倍的情況下，仔細(xì)查看，將“飛點(diǎn)”全部刪除。注意T、U趨勢變化規(guī)律，不要誤刪正常的特性層記錄。

2.3.2 探測數(shù)據(jù)要前后對比 當(dāng)P、T、U探測數(shù)據(jù)出現(xiàn)連續(xù)不變、劇烈跳變或較大轉(zhuǎn)折，要判斷是天氣原因還是儀器變性造成的。當(dāng)探空500 hPa出現(xiàn)后，將各等壓面高度、氣溫等數(shù)據(jù)與前幾個(gè)觀測時(shí)次進(jìn)行對比，若天氣條件相近，各時(shí)次要素相差不應(yīng)太大。如果相差較大，需要認(rèn)真分析，若確認(rèn)為儀器故障，500 hPa以下，缺測或可信度差的時(shí)間大于5 min，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)重放球。500 hPa以上，仍要按照“壓溫濕數(shù)據(jù)連續(xù)缺測或可信度差處理規(guī)定”正確處理[1]。

2.3.3 數(shù)據(jù)選取要人工判斷 如果從某規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)等壓面開始，氣溫低于-60 ℃，之后不再計(jì)算露點(diǎn)溫度。有時(shí)從高表-14中發(fā)現(xiàn)氣溫未達(dá)到-60 ℃，露點(diǎn)溫度已不再計(jì)算或氣溫已達(dá)到-60 ℃仍在計(jì)算露點(diǎn)溫度的情況，此時(shí)需要從探空秒數(shù)據(jù)檢查確認(rèn)，在值班日記或記錄后備注即可。若確認(rèn)有誤，一定要人工干預(yù)。

2.4 測風(fēng)數(shù)據(jù)的審核

2.4.1 測風(fēng)仰角、方位、斜距數(shù)據(jù)的檢查 最新軟件整分鐘的測風(fēng)數(shù)據(jù)可直觀通過查看氣球升速曲線和秒數(shù)據(jù)曲線判斷其變化規(guī)律，當(dāng)發(fā)現(xiàn)跳變時(shí)，可以在放球軟件測風(fēng)秒數(shù)據(jù)中點(diǎn)擊右鍵，將錯(cuò)誤的秒數(shù)據(jù)刪除即可(新軟件增加了此項(xiàng)功能)。

當(dāng)綜合探測發(fā)現(xiàn)斜距分鐘數(shù)據(jù)有誤，仰角、方位數(shù)據(jù)正常，可以用“探空高度代替斜距”訂正；單測風(fēng)觀測發(fā)現(xiàn)仰角、方位分鐘數(shù)據(jù)有誤，可以用“秒數(shù)據(jù)平均”功能進(jìn)行訂正。如果仍不可用，則刪除。

2.4.2 通過查看氣球升速曲線判斷測風(fēng)數(shù)據(jù) 氣球升速曲線極值范圍是150～600 m/min，所以在01時(shí)單獨(dú)測風(fēng)記錄時(shí)，升速曲線有很好的判斷指示作用。如果遇到干擾，氣球的升速變化幅度很大，升速曲線也會(huì)出現(xiàn)明顯的鋸齒狀，這時(shí)可以通過刪除異常分鐘數(shù)據(jù)使氣球升速曲線變化在正常范圍內(nèi)。

3 終止層審核

3.1 正常記錄終止層選取

綜合探測，確定探空終止層要在探空曲線放大10倍狀態(tài)下進(jìn)行，主要根據(jù)P、T、U的變化綜合判斷。首先找到P最小的點(diǎn)，再根據(jù)T和U的跳變情況綜合判斷，測風(fēng)終止層一般也應(yīng)確定在探空終止點(diǎn)對應(yīng)的整分鐘數(shù)據(jù)上。所以預(yù)審員在審核終止層時(shí)，可以根據(jù)此方法判斷。

3.2 異常記錄終止層選取

遇到因干擾、信號突失、儀器故障等原因，探空或測風(fēng)記錄提前終止的情況，要認(rèn)真判斷記錄的終止原因及終止層的選取。當(dāng)遇到突失時(shí)，不要立即關(guān)閉雷達(dá)，應(yīng)立即啟動(dòng)備份接收機(jī)判斷是雷達(dá)接收故障還是儀器故障，等待至少7 min以上，確定仍無信號方可關(guān)機(jī)；遇到探空變性記錄時(shí)，探空從變性點(diǎn)開始記錄終止，測風(fēng)需觀測至球炸；當(dāng)遇到干擾記錄時(shí)，將探空干擾造成的“飛點(diǎn)”刪除，如果干擾極為嚴(yán)重，無法判斷，應(yīng)該從干擾數(shù)據(jù)異常點(diǎn)開始終止。測風(fēng)干擾應(yīng)查看秒數(shù)據(jù)，原本平滑的曲線變?yōu)槊黠@的鋸齒狀，方可終止。

4 高表預(yù)審

4.1 高表-14(綜合探空數(shù)據(jù))的審查

檢查規(guī)定等壓面要素是否符合規(guī)律，尤其是溫度變化應(yīng)符合大氣變化規(guī)律；特性層氣壓由低空到高空是逐漸減小的，否則記錄可能有問題，或者“飛點(diǎn)”刪除不干凈；零度層選取與瞬間氣溫不能矛盾，瞬間氣溫在零度以下就不能有零度層數(shù)據(jù)；還應(yīng)特別注意對流層頂、零度層選取時(shí)當(dāng)與某規(guī)定等壓面接近時(shí)，高度不能與規(guī)定等壓面矛盾，如果矛盾需要人工干預(yù)修改。

4.2 高表-13(綜合測風(fēng)數(shù)據(jù))的審查

瞬間風(fēng)向、風(fēng)速與第一分鐘風(fēng)向、風(fēng)速基本吻合；但也可能因近地面干擾等原因，斜距分鐘數(shù)據(jù)往往由人工跟蹤，此時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)跟蹤技巧，不要在整分鐘數(shù)據(jù)采樣時(shí)，斜距人工和自動(dòng)跟蹤隨意切換，易造成采樣期間秒數(shù)據(jù)跳變，導(dǎo)致分鐘數(shù)據(jù)出現(xiàn)疑誤；最大風(fēng)層的選擇應(yīng)符合規(guī)范。

4.3 高表-16(01時(shí)單測風(fēng)數(shù)據(jù))的審查

審查時(shí)注意秒數(shù)據(jù)曲線與升速曲線相結(jié)合。另外01時(shí)單測風(fēng)觀測的臺(tái)站，在發(fā)報(bào)時(shí)要特別注意，當(dāng)02時(shí)測風(fēng)高度高于20時(shí)高度時(shí)，一定要將20時(shí)記錄從 adardat文件夾中剪切出去，此時(shí)02時(shí)規(guī)定等壓面高度就會(huì)用前一時(shí)次記錄代替。否則，軟件會(huì)用搜索到20時(shí)的記錄，用20時(shí)代替，造成發(fā)報(bào)錯(cuò)誤[2]。發(fā)報(bào)結(jié)束后，一定要把剪切出去的20時(shí)記錄再拷回 adardat文件夾中，確保資料不丟失。

5 結(jié)語

觀測員要熟練掌握探空規(guī)范和操作手冊，尤其要注意積累特殊記錄的處理方法，有效利用軟件各類圖形顯示功能，對探測數(shù)據(jù)綜合判斷處理，提高探測資料質(zhì)量。

[1] 李偉，李柏，陳永清，等.常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務(wù)手冊[M].北京：氣象出版社，2011：36.

[2] 樊振德，李峰，劉風(fēng)琴，等.L波段高空氣象探測系統(tǒng)常見技術(shù)問題綜合解答[M].北京：氣象出版社，2006：42.

張穎梅，張聰娥.L波段雷達(dá)探測資料質(zhì)量控制方法探討[J].陜西氣象，2014(5)：46-48.

1006-4354(2014)05-0046-03

2014-03-13

張穎梅(1982—)，女，漢族，陜西戶縣人，學(xué)士，工程師，從事高空氣象探測及臺(tái)站報(bào)表預(yù)審。

P415.2

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