惡劣天氣對(duì)高空探測(cè)工作的影響及應(yīng)對(duì)技術(shù)

鮑積相

摘要： 目前，我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展迅速，高空探測(cè)行業(yè)的發(fā)展也有了前所未有的提高。由于外界的因素，高空氣象探測(cè)工作會(huì)受到一定的影響，過(guò)程并不能夠完全按照預(yù)設(shè)進(jìn)行。尤其是遇到了復(fù)雜惡劣的天氣情況，如雷電、暴雨、颶風(fēng)及大霧等，會(huì)出現(xiàn)高空探測(cè)工作中遲放球、重放球或者某次高空氣象探測(cè)記錄缺測(cè)等情況，導(dǎo)致整個(gè)高空氣象探測(cè)的過(guò)程中數(shù)據(jù)缺測(cè)，從而使記錄不完整。L波段雷達(dá)電子探空儀普遍應(yīng)用，全國(guó)的高空探測(cè)工作明顯地提高了惡劣天氣情況下的探測(cè)能力，即便是遇到了特殊的情況，在處理問(wèn)題上也有一定的提高。

關(guān)鍵詞： 惡劣天氣;高空探測(cè)工作;影響;應(yīng)對(duì)技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TP391.4【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-3733（2020）15-0248-01

引言：據(jù)調(diào)查分析，中國(guó)的高空探測(cè)儀器和系統(tǒng)主要有高空氣象探測(cè)儀和雷達(dá)兩種。這兩種儀器代表了當(dāng)前中國(guó)比較先進(jìn)的監(jiān)測(cè)儀器，高空探測(cè)自然也離不開這兩種儀器。所以要提高高空氣象探測(cè)的質(zhì)量和水平，監(jiān)測(cè)工作者要掌握高空探測(cè)儀器的使用方法和技巧，能夠及時(shí)處理一些突發(fā)情況，應(yīng)對(duì)惡劣天氣，提高高空探測(cè)的精準(zhǔn)度。

1問(wèn)題分析

1.1大風(fēng)天氣問(wèn)題

放球時(shí)若遇風(fēng)速大于6m/s時(shí)須使用放線器放球，由于風(fēng)速較大人工很難控制氣球，常會(huì)出現(xiàn)氣球晃動(dòng)太猛被大風(fēng)放線器扎破漏氣、對(duì)講設(shè)備不方便使用、室內(nèi)和室外配合失誤等情況。若氣球被扎破需要更換氣球，勢(shì)必會(huì)造成遲放球的發(fā)生（因風(fēng)速較大，大多在放球前2～3min才將氣球拉出灌球室）;若對(duì)講機(jī)設(shè)備使用不當(dāng)，造成室內(nèi)、室外配合不一致，導(dǎo)致未能正常捕獲，輕則需要補(bǔ)放小球，重則需要重放球（探空數(shù)據(jù)缺測(cè)超過(guò)5min）。所以遇到此種天氣狀況時(shí)必須要安排輔班人員按時(shí)到位，避免和減少天氣原因帶來(lái)的影響。

1.2雷雨天氣問(wèn)題

在放球期間恰好有Cb云過(guò)境或是高空風(fēng)較大時(shí)需適當(dāng)多充灌一些氫氣（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般多加1kg的負(fù)重物為宜），保證氣球順利穿越Cb云。因?yàn)樵贑b云比較嚴(yán)重的雷雨天氣下，氣球飛行速度只有正常天氣的一半左右（正常天氣氣球升速約400m/min），在穿越對(duì)流層時(shí)容易受到Cb云雷電干擾，甚至直接被雷擊，造成可用數(shù)據(jù)達(dá)不到500hPa而重放球的現(xiàn)象。因此為使氣球快速穿過(guò)對(duì)流云層，有效避免雷擊造成的探空儀被雷擊而重放球，應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整（增加）氣球的氫氣充氣量。

2惡劣天氣對(duì)高空探測(cè)工作的應(yīng)對(duì)技術(shù)

2.1惡劣天氣對(duì)特殊記錄的正確處理

惡劣天氣情況下，高空探測(cè)工作很可能會(huì)存在一些特殊記錄或缺測(cè)等情況。例如，在暴雨天氣探空過(guò)程中，可能會(huì)受到強(qiáng)大下沉氣球影響，氣球被迫下降，之后再緩慢上升。而這段下沉記錄中只有在數(shù)據(jù)處理軟件工作后，才能夠正常使用。并且要人工對(duì)氣球下沉的開始時(shí)間和終止時(shí)間做好記錄，并做刪除。大風(fēng)下沉段的記錄會(huì)隨探空數(shù)據(jù)刪除而自動(dòng)刪除，下沉終止點(diǎn)以后時(shí)間、數(shù)據(jù)下移。如果500hPa以下儀器變性、信號(hào)突然有消失情況，就需要重新放球。如果斜距不正確，就使用探空高度來(lái)替代斜距，替代不了的部分進(jìn)行刪除處理。

2.2雷暴、閃電天氣的應(yīng)對(duì)處理

高空氣象探測(cè)系統(tǒng)是利用測(cè)風(fēng)雷達(dá)跟蹤探空氣球來(lái)完成高空風(fēng)向、風(fēng)速測(cè)定的。探空氣球下系留著探空儀，探空儀上帶有無(wú)線電回答器。測(cè)量時(shí)，地面上的測(cè)風(fēng)雷達(dá)向回答器發(fā)出“詢問(wèn)信號(hào)”，回答器對(duì)應(yīng)地發(fā)回“回答信號(hào)”，根據(jù)每一對(duì)詢問(wèn)與回答信號(hào)之間的時(shí)間間隔和回答信號(hào)的來(lái)向，就可以測(cè)定每一瞬間探空氣球在空間的位置，即它距離雷達(dá)站的直線距離、方位角、仰角，然后根據(jù)氣球隨分漂移的情況，就可以計(jì)算出高空的風(fēng)向和風(fēng)速。高空氣象探測(cè)工作中，如遇有強(qiáng)對(duì)流天氣，探空氣球釋放進(jìn)入到積雨云內(nèi)，因雷暴、閃電釋放的強(qiáng)大雷電流，極有可能會(huì)造成探空儀上不同氣象要素傳感器、智能轉(zhuǎn)換板和發(fā)射機(jī)的電子元件受損，高空氣象觀測(cè)站業(yè)務(wù)人員在數(shù)據(jù)接收處理終端可能會(huì)發(fā)現(xiàn)：信號(hào)消失、測(cè)量的風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、氣壓、濕度等數(shù)據(jù)出現(xiàn)跳變。在開展高空氣象探測(cè)工作前，值班人員應(yīng)查閱周邊天氣雷達(dá)回波強(qiáng)度圖，通過(guò)分析回波強(qiáng)度和移動(dòng)速度，提前判斷正點(diǎn)放球時(shí)是否可能出現(xiàn)的雷暴、閃電天氣，可以采取推遲釋放時(shí)間，盡可能降低雷暴和閃電影響。高空氣象探測(cè)工作過(guò)程中，值班人員應(yīng)時(shí)刻關(guān)注雷達(dá)數(shù)據(jù)處理終端界面，遇有信號(hào)不穩(wěn)定或測(cè)量數(shù)據(jù)“野值”較多時(shí)，應(yīng)按照相關(guān)業(yè)務(wù)管理規(guī)定，及時(shí)人工干預(yù)。若是連續(xù)4分鐘未能接收到有效數(shù)據(jù)，需考慮重新釋放氣球。

2.3規(guī)范處理監(jiān)測(cè)結(jié)果

為了給氣象部門提供更準(zhǔn)確的高空探測(cè)報(bào)告，這就要求高空探測(cè)工作的結(jié)果要準(zhǔn)確無(wú)誤。這就要求高空探測(cè)工作者具備相關(guān)的數(shù)據(jù)處理技能，按照合理科學(xué)的程序進(jìn)行處理。處理數(shù)據(jù)時(shí)高空探測(cè)工作要秉承嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度，并且還要符合科學(xué)探測(cè)的規(guī)范要求，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行有效處理。此外，處理探測(cè)結(jié)果的方式不是唯一的，這就決定了不同的處理方式得到的結(jié)果也會(huì)不同，針對(duì)這種情況，相關(guān)的高空探測(cè)工作者就要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，采取現(xiàn)代化高科技技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果優(yōu)化，以便能夠得到較高質(zhì)量的探測(cè)結(jié)果。其次，人為因素對(duì)高空探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度也有影響。因?yàn)楦呖仗綔y(cè)的人員不同，其個(gè)人的探測(cè)知識(shí)、工作方式以及分析數(shù)據(jù)的方法也不同，這就會(huì)導(dǎo)致探測(cè)的結(jié)果不同。

2.4強(qiáng)降雨天氣的應(yīng)對(duì)處理

強(qiáng)降雨天氣情況下開展高空氣象探測(cè)工作，強(qiáng)降水帶來(lái)的影響主要有兩方面：一是附著在球皮上的雨水隨著氣球進(jìn)入零度層后，因雨水形成的冰無(wú)法及時(shí)脫落，使得氣球重量增加;二是氣球升空中因雨水的撞擊作用，會(huì)使氣球的上升的阻力增加。不管是氣球重量還是上升阻力增加，都將影響氣球上升速度。根據(jù)凈舉力計(jì)算公式BGFA--氫浮=，其中A表示凈舉力，F(xiàn)浮表示氣球浮力，而G氫則表示灌入氣球內(nèi)部的氫氣重，B為球皮、探空儀和繩子等附加物重量，結(jié)合計(jì)算公式，隨著B的增加凈舉力A而減小，A表示氣球能否上升和上升快慢的物理量，若是A≤0，氣球不再上升，甚至?xí)邢鲁连F(xiàn)象，結(jié)合探測(cè)記錄數(shù)據(jù)就是隨著時(shí)間的變化氣壓值不再減小，甚至?xí)性龃蟮那闆r;若是在500hPa高度以下出現(xiàn)下沉記錄，且下沉后不再上升，在正點(diǎn)放球75分鐘內(nèi)需重新放球。因此，在強(qiáng)降雨天氣出現(xiàn)的過(guò)程中，可以對(duì)天氣雷達(dá)回波強(qiáng)度圖進(jìn)行分析，結(jié)合強(qiáng)度圖上的反射強(qiáng)度等級(jí)對(duì)放球時(shí)的降雨量大小和持續(xù)時(shí)間提前進(jìn)行判斷。通常情況下，若是反射率數(shù)值在35dBz以下，說(shuō)明有小雨天氣;若反射率數(shù)值在35～45dBz之間說(shuō)明有中雨;反射率數(shù)值在45dBz以上，則說(shuō)明有大雨;而反射率數(shù)值超過(guò)50dBz，則說(shuō)明會(huì)有雷雨、大風(fēng)和冰雹天氣。

結(jié)語(yǔ)：惡劣天氣會(huì)對(duì)高空探測(cè)工作造成異?，F(xiàn)象，因此需要相關(guān)方面工作人員在高空探測(cè)工作中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，并且總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，學(xué)習(xí)接受新的知識(shí)點(diǎn)，掌握各種特殊情況下高空探測(cè)工作注意事項(xiàng)，才能夠保證探測(cè)工作順利進(jìn)行及數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性。

參考文獻(xiàn)

[1]韋肖林，韋振華，黎潔波.惡劣天氣高空探測(cè)技術(shù)探討[J].貴州氣象，2013，37（6）：60-62.