L波段雷達(dá)重放球的原因及應(yīng)對(duì)措施

那子鑫

摘 要：L波段雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)是我國(guó)氣象觀測(cè)技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)新階段，但是，在其運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種丟球現(xiàn)象，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行和觀測(cè)的準(zhǔn)確性。本文就L波段雷達(dá)重放球現(xiàn)象的各種原因進(jìn)行分析并提出減少或避免重放球應(yīng)采取的措施，為各高空氣象臺(tái)站提高探測(cè)資料的代表性、準(zhǔn)確性和比較性提供參考。

關(guān)鍵詞：L波段雷達(dá)；重放球；原因；措施

1 引言

高空氣象觀測(cè)分為綜合觀測(cè)和雷達(dá)單獨(dú)測(cè)風(fēng)兩種，本文重點(diǎn)介紹高空氣象綜合觀測(cè)重放球（即探空重放球）。

《常規(guī)高空氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)范》中明確指出，應(yīng)當(dāng)重放球的情況有四種，即：當(dāng)觀測(cè)獲取的可用數(shù)據(jù)未達(dá)500 hPa，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間（正點(diǎn)放球后75 min）內(nèi)重放球；觀測(cè)獲取的可用數(shù)據(jù)已達(dá)500 hPa，但時(shí)間不足10 min，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間（正點(diǎn)放球后75 min）內(nèi)重放球；遇有壓、溫、濕數(shù)據(jù)連續(xù)缺測(cè)或可信度差的時(shí)間超過(guò)規(guī)定要求的，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)重放球；遇有近地層高空風(fēng)失測(cè)（海拔高度≤5500 m），應(yīng)在正點(diǎn)放球后75 min 內(nèi)用經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)（小球）的方法補(bǔ)測(cè)，確因天氣原因無(wú)法補(bǔ)測(cè)的，按失測(cè)處理。

同時(shí)，《高空氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)質(zhì)量考核辦法》中也指出，重放球的達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是全年重放球次數(shù)≤6次，即重放球率≤8.3‰。

重放球不僅浪費(fèi)人力物力，更重要的是不能及時(shí)提供準(zhǔn)確可靠的氣象情報(bào)，影響探測(cè)資料的代表性和準(zhǔn)確性。

2 探空重放球的原因

引發(fā)探空重放球的原因有很多種，高空氣象觀測(cè)中主要分人為重放球和非人為重放球。因臺(tái)風(fēng)過(guò)境、大風(fēng)（風(fēng)速14 m/s 或以上）、暴雨、暴風(fēng)雪、無(wú)法及時(shí)恢復(fù)的雷達(dá)故障、傳感器變性、雷擊等原因造成的重放球?yàn)榉侨藶橹胤徘?；其他原因造成的重放球?yàn)槿藶橹胤徘颉?/p>

2.1 常見的人為重放球的原因

（1）因工作疏忽大意，施放了基測(cè)不合格的探空儀；調(diào)入的探空儀參數(shù)文件與廠家配發(fā)的紙質(zhì)參數(shù)不一致，或參數(shù)文件探空儀序列號(hào)與探空儀上號(hào)碼不符合的探空儀。

（2）地面風(fēng)比較大，氣球施放時(shí)由于操作或放繩器使用不當(dāng)，致使儀器碰地或撞掛障礙物而損壞。

（3）施放的氣球球嘴沒有扎緊，或系球繩子不結(jié)實(shí)，或球皮漏氣，或氫所充氣量不足的氣球，導(dǎo)致自500 hPa等壓面開始至觀測(cè)終止氣球平均升速<150 m/min。

（4）在準(zhǔn)備探空儀專用電池時(shí)，由于浸泡電池的時(shí)間，鹽水的濃度或溫度沒有嚴(yán)格遵循廠家使用說(shuō)明，電池電壓達(dá)不到規(guī)定要求或電池電量過(guò)高。這樣的電池裝配儀器使用后，引起觀測(cè)未達(dá)500 hPa，探空信號(hào)突失。

（5）探空儀基值測(cè)定合格后裝配時(shí)不小心損壞了溫度或濕度傳感器；發(fā)射機(jī)接觸不好等都會(huì)造成某一氣象要素變性、缺測(cè)或探空信號(hào)突失。

（6）人為操作不規(guī)范，如儀器施放時(shí)沒有按放球鍵、丟球、雷達(dá)傳輸錯(cuò)誤，計(jì)算機(jī)軟件操作失誤等。

2.2 非人為重放球的可能情況

（1）臺(tái)風(fēng)過(guò)境、大風(fēng)（v≥ 14 m/s）、雷擊、暴雨、暴風(fēng)雪、Cb云等天氣原因造成氣球下沉至地面、球炸裂、信號(hào)突失等，觀測(cè)終止于500 hPa等壓面或氣象要素變性。

（2）因產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，探測(cè)未達(dá)到500hPa高度時(shí)，系球繩子斷開、氣球低空爆裂、探空儀智能轉(zhuǎn)換器或發(fā)射機(jī)燒壞、探空儀的3個(gè)氣象要素元件出現(xiàn)變性，造成記錄反常等.

（3）觀測(cè)高度<500 hPa等壓面時(shí)，突然遇到雷達(dá)故障、外部無(wú)線電信號(hào)干擾、停電、電腦故障或病毒等意外事故，記錄連續(xù)缺測(cè)或可疑5min以上。

3 減少重放球的措施

（1）設(shè)置備份放球場(chǎng)

遇到特殊天氣，如雷雨大風(fēng)、臺(tái)風(fēng)過(guò)境等，可能出現(xiàn)施放氣球瞬間過(guò)頂?shù)默F(xiàn)象。針對(duì)這一情況就需要有備份的放球場(chǎng)地。備份放球場(chǎng)地的選擇應(yīng)考慮避免特殊風(fēng)向時(shí)氣球施放瞬間的過(guò)頂，如為避免西南風(fēng)過(guò)頂則備份放球場(chǎng)最好設(shè)在東北向，但要根據(jù)測(cè)站的實(shí)際環(huán)境決定。比如福州高空氣象觀測(cè)站，就設(shè)了兩個(gè)放球場(chǎng)，分別位于雷達(dá)的東面及北面。

（2）放球前的準(zhǔn)備工作

首先，探空儀的準(zhǔn)備一定要認(rèn)真仔細(xì)，檢查各接頭有無(wú)脫焊、虛焊現(xiàn)象，如有要及早處理或更換探空儀；探空儀接上電源后在頻率和增益調(diào)節(jié)至合適位置后要注意探空訊號(hào)是否正常，有無(wú)長(zhǎng)時(shí)間的中斷或譯碼錯(cuò)誤，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更換，避免儀器升空后造成重放球。其次是電池的準(zhǔn)備，電池電壓的高低直接影響到升空儀器的工作狀態(tài)，因此一定要認(rèn)真準(zhǔn)備，一般在施放前25 min 開始浸泡。

（3）及時(shí)進(jìn)行手動(dòng)抓球

施放后，如果出現(xiàn)特殊情況雷達(dá)不能自動(dòng)跟蹤，又是雨雪的特殊天氣，這時(shí)雷達(dá)操作人員也應(yīng)保持鎮(zhèn)定，快速將“天控”切換到手動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)地面風(fēng)向判斷氣球的大致運(yùn)行軌跡，確定大致方位，然后跟蹤上斜距。

（4）施放后密切關(guān)注雷達(dá)的工作狀態(tài)

施放后即便雷達(dá)跟蹤正常，也應(yīng)密切關(guān)注其工作狀態(tài)，要集中精力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障，避免因數(shù)據(jù)采集的連續(xù)錯(cuò)誤而造成重放球。同時(shí)，也要不斷總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，不斷提高應(yīng)對(duì)特殊情況的能力。另外，雷達(dá)要及時(shí)維護(hù)，保持良好的工作狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

L波段雷達(dá)應(yīng)用在高空氣象觀測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了氣象探測(cè)工作的質(zhì)量，在觀測(cè)信息的空間與時(shí)間密度上，實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)和集成的自動(dòng)化，在天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)以及人工影響天氣等方面發(fā)揮著重要的作用。防止L波段雷達(dá)觀測(cè)系統(tǒng)的丟球發(fā)生，維護(hù)清潔工作必須要做到位，對(duì)零部件進(jìn)行認(rèn)真檢查和維護(hù)，在做好硬件準(zhǔn)備的同時(shí)不斷提高業(yè)務(wù)技能，充分發(fā)揮雷達(dá)的性能，延長(zhǎng)雷達(dá)的使用壽命，才可以從根本上避免重放球事件的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]常規(guī)高空氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)手冊(cè).氣象出版社

[2]新一代高空氣象探測(cè)中重放球的原因.戴麗瓊，黃祖輝.廣東氣象

[3]減少L波段雷達(dá)觀測(cè)系統(tǒng)重放球的方法.潘志平，葉永松，許兵甲.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技

（作者單位：福建省氣象臺(tái)）