影響高空氣象探測數(shù)據(jù)質量的因素分析

摘 要：氣象探測工作是氣象數(shù)據(jù)信息獲取的有效途徑。在這一工作過程中，高空氣象探測業(yè)務是關鍵。在現(xiàn)實的工作過程中，由于各種因素的影響，高空氣象探測工作開展并不理想。對此為了分析各種影響因素對該項工作的影響程度，有必要對各個影響因素進行分析，從而為提升高空氣象探測數(shù)據(jù)質量提供可行的舉措?；诖?，本文從探測環(huán)境、雷達保障能力、低空丟球以及儀器變性等因素上進行考慮，最后根據(jù)這些影響因素的整體情況，提出了幾項具體的措施，從而為改善該項工作成效提供參考。

關鍵詞：氣象探測;影響因素;數(shù)據(jù)質量;措施

前言：當前隨著我國的空間科學技術得到飛速發(fā)展，各項事業(yè)得到顯著提升，尤其是諸如氣象衛(wèi)星等高空氣象探測儀器的質量和數(shù)量、功能等豐富，我國的氣象探測工作發(fā)展迅速，取得了長足的進步。但是在實際的工作過程依舊存在各種影響因素對高空氣象探測數(shù)據(jù)質量帶來較為嚴重的因素，尤其是諸如高空障礙物的遮擋、電磁信號干擾等導致探測精度和可靠性受到嚴重影響，更為嚴重的是導致部分探測儀器無法正常開展工作，導致數(shù)據(jù)的完整性和準確性難以得到保障。在這一情況下，加強高空氣象探測數(shù)據(jù)質量影響因素的分析，尋找二者之間的因果關聯(lián)程度，從而為制定相應的質量提升措施提供依據(jù)。本文鑒于此對相關影響因素進行了詳細分析。

一、影響高空氣象探測數(shù)據(jù)質量的主要因素

1.探測環(huán)境。高空氣象探測業(yè)務開展的環(huán)境就是探測環(huán)境，其主要涉及地理環(huán)境和電磁環(huán)境，這些環(huán)境是否符合探測要求同探測數(shù)據(jù)質量之間有著密不可分的關聯(lián)。 對于地理環(huán)境而言，其主要是障礙物遮擋導致探測數(shù)據(jù)失真或者探測器失效。 在雷達探測的相關技術要求中，其規(guī)定雷達觀測系統(tǒng)對應的高空觀測氣象站的探測區(qū)域內需要有開闊的視野，而其探測范圍內即便存在障礙物，也要求其對探測天線形成的遮擋角度要小于5度。但是在實際的探測中，由于城市建設突飛猛進，高密度的高層建筑拔地而起，使得這一基本探測條件越來越難以滿足，導致在探測中出現(xiàn)仰角、方位角的跳變，探測信號模糊。此外風力、溫濕度等自然氣象也使得這一探測面臨挑戰(zhàn)。對于電磁環(huán)境而言，主要為電磁干擾，隨著電子、通信等行業(yè)和技術的發(fā)展，電磁環(huán)境變得越來越復雜，各種頻率的電磁信號充斥在探測空間中，對雷達探測造成一定程度的干擾，導致探測目標偏移，定位精度下降，造成測量數(shù)據(jù)失真，嚴重影響測量質量。

2.雷達保障能力。雷達探測系統(tǒng)是高空氣象探測的關鍵探測設備系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的工作狀態(tài)是否優(yōu)良對探測的數(shù)據(jù)資料的完整性、可靠性有著最為關鍵的影響。對此要求在日常工作中要定期進行雷達系統(tǒng)的維護，確保其能夠正常工作。對于保障而言，首先是備件保障，雷達由于突發(fā)故障導致測量故障，此時就需要采用備件進行觀測，從而以保障整體測量的可靠性。其次是技術保障，當雷達發(fā)生故障后，在采取上述措施后，則需要對故障雷達進行維修，強大的技術保障，能夠迅速恢復雷達性能，從而以確保測量工作得以很好的接入。上述兩個方面的保障整體強度對于雷達的整體工作狀態(tài)有著直接影響，而這一影響則和氣象數(shù)據(jù)測量的整體質量有著密切聯(lián)系，因此這一因素也是一個非常關鍵的影響因素。

3.低空丟球。低空丟球是當前氣象探測中的易發(fā)事故。目前對于高空探測而言，主要通過L波段雷達進行觀測，其最大的優(yōu)勢就是能夠實現(xiàn)測角、測距和目標跟蹤的自動化，但是其也存在很多缺陷，比如高仰角過頂卡死、大風環(huán)境下低仰角雷達自動跟蹤丟失等情況。此外其采對應波瓣寬度較窄，人工抓球難度大，低空丟球概率相對較高，一旦出現(xiàn)丟球，而由于技術限制導致在在丟球后觀測數(shù)據(jù)缺失，造成數(shù)據(jù)可信度降低。因此低空丟球是一個高概率發(fā)生，解決難度較大，影響程度高的因素，因此在實際的工作需要對這一因素加以控制，由此以保障整體工作成效。

4.儀器變性。對于高空探測而言，其對應的探測設備所處的環(huán)境是非常惡劣的，這些環(huán)境因素諸如溫度、濕度等因素有可能改變部分設備器件的性質，導致整個探測設備系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)失真。對此最為典型的案例就是溫度、濕度傳感器變性，導致獲取的數(shù)據(jù)顯著跳變，如在一秒的時間內，測量溫度可能從零下幾十度上升到零下十幾度，這種數(shù)以倍記的變化導致測量結果無法被確定具有可靠性，此外當出現(xiàn)這一情況后，相當于數(shù)據(jù)缺失，由此導致觀測數(shù)據(jù)信息不完整，這對于氣象預報帶來嚴重影響。此外還有強對流天氣的出現(xiàn)，導致環(huán)境條件的劇烈變化，這種變化導致部分抗變性能不佳的設備器件出現(xiàn)問題，導致測量傳感器變性。

5.氣壓變性。氣壓變性是影響高空氣象探測數(shù)據(jù)質量的重要因素。這種影響主要是對氣象探測氣球的影響。當氣壓出現(xiàn)大的變動，氣象探測氣球相應的物理參數(shù)發(fā)生變化，由此導致探測結果出現(xiàn)偏差。此外，氣壓的變化也會影響氣象探測氣球的回收率，導致獲取的數(shù)據(jù)不夠完善，使得對應的氣象數(shù)據(jù)質量受到嚴重影響。

二、高空氣象探測數(shù)據(jù)質量改善措施

1.科學操作，抑制低空丟球?？茖W操作，抑制低空丟球是提升探測數(shù)據(jù)質量的重要措施。對此要求在放氣球前要做好低空風向、風速的探測，并獲取這些數(shù)據(jù)規(guī)律，需要跟人確定放球后的運行路徑。當處在能見度較低的環(huán)境中時，放球前應該事先把探空儀安放至距離雷達天線50m以外、與地面相距1～4m的區(qū)域，把雷達天線與探空儀對準，隨后把天控手自動開關、增益、頻率以及距離手動或自動開關等均設定為自動的狀態(tài)。同時保證這些亮線具有足夠的清晰度，從而為雷達跟蹤提供好顯著可見的標識，從而以降低跟蹤丟失的概率，以此來實現(xiàn)數(shù)據(jù)資料的有效獲取。通過這一方式可以顯著降低低空丟球的概率，由此能夠提升高空氣象探測數(shù)據(jù)質量，為進一步的氣象分析和預測工作提供可靠的依據(jù)。

2.做好數(shù)據(jù)記錄及處理工作。做好相關的數(shù)據(jù)資料的記錄和處理工作是另一個非常重要的措施。在重新放球過程中，其容易對先前的放球產(chǎn)生干擾，對此首先要求保障放球軟件的狀態(tài)不變。而在很多情況下，探測人員容易將放棄軟件中的數(shù)據(jù)處理方法設置為默認方式，導致非點以及非碼的情況經(jīng)常發(fā)生，造成的主要影響就是信號和干擾常常難以辨識，因而導致在模擬數(shù)據(jù)信息所對應的的規(guī)律時出現(xiàn)重大偏差。對于這一情況，要求探測人員不要過于依賴軟件模擬操作，而要經(jīng)常采用人工手動方式進行處理，做好數(shù)據(jù)的記錄，并進行科學處理，從而提出計算機擬合中不好的數(shù)據(jù)信息，以此實現(xiàn)對擬合結果的修正，提升擬合可靠度，從而提升觀測數(shù)據(jù)質量。

3.加強探測儀器的維護。對于高空氣象探測而言，其關鍵在于探測設備的可靠性，這就要求做好探測儀器設備的維護。探測設備作為高尖端設備，質量較差、專業(yè)性不強的維護過程，不僅不能夠很好地解決氣象探測中出現(xiàn)的問題，同時還容易造成儀器設備的附加損壞，對此首先要求參與維護的工作人員要具備較高的專業(yè)素養(yǎng)和維護技能，維護的設備具有清晰的認識，并熟練掌握其工作原理，從而以實現(xiàn)專業(yè)化的維護過程。L波段雷達是這一探測系統(tǒng)中的關鍵設備，在對其維護過程中，要掌握其正常工作下的發(fā)射機頻率、磁控管電流以及接收機的增益等相關參數(shù)，從而能夠根據(jù)參數(shù)的異常變化來及時確定問題出現(xiàn)部位，從而能夠迅速解決問題，保障其同正常運行，從而提供可靠的探測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)探測工作質量提升。

三、結語

氣象工作是一項關鍵性的工作，其對于指導生產(chǎn)、人們的衣食住行有著直接的引導作用。對于氣象工作而言，高空氣象探測成為獲取氣象數(shù)據(jù)信息的有效途徑。但是在實際的工作中，由于有各種因素的干擾，導致實際上工作效果和理想效果之間有著懸殊的差距。對此本文將影響高空氣象探測數(shù)據(jù)質量的因素作為研究的切入點，重點探究了探測環(huán)境、雷達保障能力、低空丟球以及儀器變性等因素的影響情況。在此基礎上，就這些因素的具體影響情況，提出了科學操作，抑制低空丟球、做好數(shù)據(jù)記錄及處理工作、加強探測儀器的維護等三個具體性措施，以為改善當前高空氣象探測數(shù)據(jù)質量提供參考。

參考文獻：

[1]孔秀琴.強對流天氣對高空氣象探測的影響及應對措施[J].科技經(jīng)濟導刊，2019，27（01）：111.

[2]王晶.論氣象探測數(shù)據(jù)的處理及質量控制[J].科技風，2018（23）：155.

[3]于明洋.如何提高高空氣象探測數(shù)據(jù)質量[J].南方農(nóng)機，2018，49（10）：193.

作者簡介：郭婕（1969年-），女，漢族，本科，工程師，從事綜合氣象觀測工作.