高空氣象探測質(zhì)量的影響因素及提升對策

卡卓 多布杰

摘? 要：本文對高空氣象探測質(zhì)量的影響因素進行了深入分析，并結合實際案例深入研究了高空氣象探測質(zhì)量的提升策略。文章指出，消除人為因素影響，減小非人為因素干擾是提高高空氣象探測質(zhì)量的關鍵所在。文章具有一定的參考價值。

關鍵詞：高空氣象;探測質(zhì)量;影響因素;提升策略

中圖分類號：P412.1? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）07-0043-02

Abstract：In this paper，the factors affecting the quality of high-altitude meteorological detection are analyzed in depth，and the strategies for improving the quality of high-altitude meteorological detection are studied in combination with practical cases. It is pointed out that eliminating the influence of human factors and reducing the interference of non-human factors are the key to improve the quality of air image detection. The article has certain reference value.

Keywords：high-altitude meteorology;detection quality;influencing factors;upgrading strategy

0? 引? 言

氣象部門主要是通過對高空大氣進行探測來獲取天氣變化的相關資料的。高空氣象探測已經(jīng)成為氣象科學發(fā)展的重要途徑，氣象部門獲取天氣變化資料的基本手段是高空大氣探測，它是發(fā)展氣象科學的重要基礎，而大氣探測系統(tǒng)中的重要組成部分是常規(guī)高空探測?，F(xiàn)階段，高空氣象探測雷達的業(yè)務質(zhì)量優(yōu)、探測精度高，同之前的高空氣象探測系統(tǒng)相比探測數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤的概率大幅度降低，但是在多方面因素的共同影響下錯誤還是不能夠避免。因此，有必要高度關注影響高空氣象探測質(zhì)量的原因所在，并針對性地給出提高高空氣象探測質(zhì)量的措施。

1? 高空氣象探測質(zhì)量的影響因素

1.1? 重放球

在進行高空氣象的探測過程中，經(jīng)常會因為某些人為原因以及一些非人為因素出現(xiàn)重放球的現(xiàn)象。這種情況不僅會在一定程度上造成人力與財力的浪費，而且還會給氣象探測數(shù)據(jù)的質(zhì)量以及記錄的時效性帶來負面影響。在常規(guī)高空氣象探測過程中，受非人為因素而出現(xiàn)的重放球現(xiàn)象較為普遍，這些非人為因素通常有：天氣影響（如大風、強降雨、暴風雪等）、探測設備故障（包括雷達和計算機故障、傳感器變性等）、儀器遭到雷擊等。

1.2? 丟球

氣球施放以后，倘若其在極短的時間內(nèi)就發(fā)生氣球過頂現(xiàn)象，那么就極容易出現(xiàn)丟球現(xiàn)象，一旦氣球過頂丟球，就可能會造成重放球現(xiàn)象的發(fā)生，同時也可能引起部分測風記錄出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象雖然可以通過補放小球的方法加以彌補，但若在補放小球的時候存在天氣等外界條件的影響，那么整個記錄的準確性和完整性都必然會受到影響?；谝陨戏治隹梢园l(fā)現(xiàn)，避免氣球過頂丟球現(xiàn)象的出現(xiàn)對于保證高空氣象探測的質(zhì)量十分重要。

1.3? 環(huán)境因素

雷達所處的觀測場四周探測環(huán)境的好壞也在一定程度上影響高空氣象探測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。一般來說，按照規(guī)范要求高空氣象探測站四周應當開闊，即便是存在個別障礙物，障礙物對觀測系統(tǒng)天線形成的遮擋仰角不得高于5°。對于探測站盛行風下風方向等特殊情況，必須保證在障礙物120°范圍內(nèi)，雷達天線遮擋仰角不得高于2°。除此之外，在氣球施放場地半徑50米范圍內(nèi)要求平坦空曠，無架空電線、建筑、林木等障礙物。

1.4? 人為因素

在高空氣象探測過程中業(yè)務人員的操作起決定性作用，由于業(yè)務人員粗心大意，施放不合格探空儀導致重放球，地面風速較大，不規(guī)范的施放操作造成儀器碰地或撞墻造成的重放球，施放前對儀器參數(shù)和各項地面觀測數(shù)據(jù)沒有進行認真校對，施放氣球后所接收到的溫度、氣壓、濕度等數(shù)據(jù)沒有進行認真查看導致某項數(shù)據(jù)錯誤都會直接影響探測質(zhì)量。為了避免人為原因而影響探測質(zhì)量，在進行高空氣象探測時主班和副班應相互配合，認真校對施放前的地面觀測要素和施放后所接收到的各個氣象要素，保證探測記錄的準確性和完整性。

2? 高空氣象探測質(zhì)量的提升策略

2.1? 提升業(yè)務能力

高空氣象探測人員的基礎業(yè)務技能應當受到高度重視，自探空、地面業(yè)務實行一體化后，業(yè)務人員的技術水平參差不齊，許多地面測報專業(yè)出身的業(yè)務人員對高空氣象探測業(yè)務方面能力非常有限，而且他們沒有進行專業(yè)的、系統(tǒng)的培訓，跟班幾個月后直接獨立當班，日常上班過程中就會出現(xiàn)這樣那樣的問題。因此，需要對有關探測人員的專業(yè)技能與職業(yè)素質(zhì)進行培訓，從而全面提升業(yè)務人員的綜合能力。例如：適時開展高空氣象探測相關技術培訓，可以定期進行專題交流。同時，有關部門可以不定期地開展有獎競賽，組織技能考試，想方設法為高空氣象探測人員提供提升業(yè)務能力的平臺和機會，從而減少人為因素對高空氣象探測質(zhì)量的影響。

2.2? 調(diào)整雷達增益和頻率

為了避免丟球，放球前首先要根據(jù)探空儀信號對雷達的接收機增益和頻率進行認真調(diào)整，這將直接影響到雷達天線跟蹤和氣象數(shù)據(jù)接收的好壞。當班人員應及時打開攝像機畫面，將“天控手/自動”開關設置為手動，示波器顯示方式為角度方式，將“增益”設置為手動，調(diào)整增益使四條亮線變小至2～3格，將“頻率”設為手動，調(diào)整頻率使四條亮線變大，再調(diào)整增益使四條亮線變小，反復調(diào)整使頻率達到最佳狀態(tài)，此時增益達到30～50之間，頻率應在1675MHz左右。而后“天空手/自動”開關設置為自動，此時雷達天線應自動跟蹤目標，探空儀位置始終在攝像機畫面中間位置，探空儀發(fā)射機的回波“缺口”應清晰可見，其深度在1/3～2/3為宜。儀器拿到室外放球點后再次觀察探空儀信號以及雷達的增益、頻率和回波缺口是否正常，隨著探空儀的移動，雷達天線是否始終自動跟蹤目標，探空儀位置是否處于攝像機畫面中間位置，如果上述檢查處于正常，說明此時接收機頻率調(diào)整正確，雷達天線自動跟蹤情況良好，反之，需要重新調(diào)整雷達的增益和頻率。

2.3? 保證雷達精度

眾所周知，L波段雷達被廣泛應用于氣象部門的高空探測工作。利用氣象測風技術，雷達不但可以獲得高空大氣壓值、環(huán)境溫度以及空氣濕度等氣象數(shù)據(jù)，并且，其還可以實現(xiàn)氫氣球位置的追蹤。基于以上分析不難發(fā)現(xiàn)，雷達獲取數(shù)據(jù)的精確程度將直接決定得到的高空氣象探測數(shù)據(jù)的準確性。當然，除了設備以外，雷達相關工作人員的業(yè)務技能和專業(yè)素質(zhì)也會在一定程度上影響探測的結果。想要保證雷達的精度，想要獲取準確的高空氣象數(shù)據(jù)，可以做好以下幾方面工作。

（1）L波段雷達的常規(guī)標定工作一定要做到位。所謂雷達的常規(guī)標定，實際上就是對雷達進行校驗。其主要工作包括天線水平的檢查與校正，仰角零度標定，光、電、機械軸三軸一致性檢查，方位角零度標定等。雷達常規(guī)標定的準確性是消除儀器誤差，減少定位偏差的重要方法。L波段探空雷達系統(tǒng)標定是雷達探測資料的可靠性的重要手段。只有做好雷達常規(guī)標定工作才能充分保證雷達進行溫度、濕度、氣壓、風向、風速等探測工作時能夠獲取相對準確可靠的高空氣象資料。

（2）對L波段雷達進行定期維護。目前全國高空氣象觀測臺站所使用的雷達是南京大橋機械廠生產(chǎn)的GFE（L）1型二次測風雷達，是一種體制較新、自動化程度較高的新型雷達。為了充分發(fā)揮雷達的性能，獲得準確、可靠的高空氣象探測資料，在日常工作中對雷達進行定期維護也是十分重要。對雷達進行維護和清潔是保障雷達性能完好的最好和最重要的途徑，許多情況下，塵垢、腐蝕、生銹和霉變等是造成故障的重要原因，因此，機務人員應做到對雷達進行日常維護、季度維護、年維護等常規(guī)維護工作。

（3）應盡可能使雷達探測在適宜的環(huán)境中進行。雷達進行數(shù)據(jù)探測，其探測效果和接收要素的效果都與探測環(huán)境存在密不可分的關系。雷達只有處于相對理想的電磁環(huán)境以及地理環(huán)境中，其信號強度才能保證足夠的穩(wěn)定。倘若雷達探測在不良的電磁環(huán)境中進行，那么在放球過程中受到外界信號干擾，這勢必會影響高空探測的質(zhì)量。倘若雷達探測在不良的地理環(huán)境中進行，那么就可能造成仰角偏低，從而造成電磁波的折射或者反射等不利現(xiàn)象的出現(xiàn)，這必然會引起雷達定位空間的不準確。所以，雷達探測必須在適宜的環(huán)境中進行，只有這樣才可以避免外界條件的干擾，才能為氣象探測質(zhì)量的提高奠定基礎。

3? 結? 論

提升業(yè)務質(zhì)量是每個高空氣象探測人員的最終目標，在實際的高空氣象探測工作中，除了要具備愛崗敬業(yè)、踏實奉獻的工作精神外，還要嚴格遵守《場地、儀器設備維護制度》中的相關規(guī)定，正確使用各種儀器設備，定期做好觀測儀器設備的清潔和維護工作。不僅要不斷提升高空氣象探測人員的業(yè)務水平，減少人為因素的干擾。同時，要不斷規(guī)范高空氣象探測方法，保證數(shù)據(jù)記錄的準確性和可靠性，盡可能避免丟球現(xiàn)象發(fā)生，想方設法保證雷達探測的精度。

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作者簡介：卡卓（1976-），女，藏族，西藏那曲人，工程師，本科，研究方向：綜合氣象觀測。