高空气象探测中的常见故障及处理应对

摘要：本文主要根据我国高空气象探测业务实际，重点对高空气象探测中的常见故障问题以及相应的处理应对方法进行研究探讨，最后还探索出几点提升高空气象探测水平的建议对策，以供参考。

关键词：高空气象探测;常见故障;资料异常;处理应对

1 .L波段高空气象探测雷达故障及处理应对

1.1光电轴偏离忽然变大，雷达四亮线无法两两对齐

在高空气象探测业务过程中，L波段气象探测雷达的天线控制大多数是借助于手动信号、获取的角误差与和差环等去实现。假如观察到雷达四亮线发生无法两两对齐的状况，而雷达自动跟踪系统却能够稳定运行，在天空没有云的时候，利用天线瞄准镜加以观察，校正好的光电轴偏离忽然变大，通过示波器检测天控板的程序方波，发现方波幅度出现极大的偏差。出现此类状况是因为雨水顺着天线座或差箱缝隙渗入箱内，导致其开关管外敷的二极管（Vk105）接触不良的故障问题，这个时候可及时将天线座以及差箱打开，借助于吹风机等器具吹干和差箱的器件，重新校正光电轴，这样便能够及时处理好故障问题。

1.2发射机电流表没有指示故障

在L波段气象探测雷达运行中，若点击“高压”，发射机的电流表没有任何指示，亦或是电流表指示不稳定，并且自检警示过压短路。那么通常这个时候需要对此类致使发射机高压无法加上电的原因进行深入剖析，一是应认真观察测距板（11-3）是否有发射脉发脉冲存在;二是应该认真查看发射/显示板（11-2）是否可以稳定运行;三是应该认真观察终端板（11-4）是否具备对发射高压指令加以传输的能力;可结合故障过压短路警示以及所产生故障的原因，并且依据11-2板单元电路图对示波器逐渐进行优化调整，凭借示波器测坏的11-2板2XP第12脚是低电平方波，之后结合电路原理测量集成块，获悉D6第18脚、第2脚均属于低电平;由于D3B是与非门电路，依据与非门电路的原理，其D3B第4脚、第3脚却属于高电平，集成块D4第13脚属于高电平，而集成块D4第13脚与第12脚都属于一致的低电平，综合可以判断为集成块D4损坏，一般这个时候只需要及时换取新的集成块便能够有效排除该故障。

1.3雷达天线“死位”的故障

因为雷达天线一般在室外裸露安装，致使在L波段高空探测业务中时常会出现雷达天线方位以及仰角“死位”等故障。一旦出现此类故障，那么电机驱动箱中至少会有一个灯不亮，一般这个时候应该在将其关闭后接着迅速对驱动箱进行重新启动。假如“放球软件”界面仰角或者方位角的数据不动，但是雷达的天始终在转动，那么应该关掉发射机的开关，之后把天控开关调换为手动，接着按照规定的关机程序关机操作，在全部的步骤完成之后，应该重复上述相反步骤对各个开关进行开启，即先要将天控开关调换为手动，接着打开发射机，对雷达和通讯传递进行激活操作，如此便能够恢复正常。

1.4低仰角丢球且反复出现故障

在L波段高空气象探测业务中，假如在放球中期，仰角没有超过80°，四根亮线出现瞬间跳变的状况，之后没有办法进行恢复，天线随机朝别处转，高差报警探空数据比较混乱，导致出现丢球现象。凭借手动抓球以后便能恢复到正常状态，但在短期还会再次因上述状况丢球。一般发生此类故障问题时往往会致使丢球时间段的测风与探空数据发生丢失的状况。综合分析，故障产生的原因是与朝向和高频旋转关节相连接的WT8线缆接触不良。这时工作人员先拆开WT8线的管套，把接头点打开，假如观察获悉屏蔽层铜丝大多数存在断裂现象，芯线和屏蔽层之间存在显著的打火迹象，则应该将WT8线头取掉，把屏蔽层铜线朝下进行拓展，摒弃较多的介质层，把中心铜导线剪短，同时把它插进WT8线缆头部，并固定操作，随后把屏蔽层的铜丝在压片的周边均匀进行分布，之后把WT8的接口装设好。在对接口点进行制作时应该注意介质层和中心铜制导线截取的长度，应该确保接口位置始终处在紧密连接的状态，如此就能够较好的防止该类故障的发生。

2  L波段高空气象探测资料异常问题分析处理

2.1 探空记录数据异常

在高空气象探测工作中，通常L波段雷达探测系统在运行中，它的高度也有所上升，那么随后探测系统测量的高度同实际空间高度之间会存在较大的偏差，而发生该类情况的主要原因是探空仪传感器上的测量存在误差的情况，这就导致等压面高度的计算数据与实际空间高度存在较大差异。一般此时需要借助于地面气压基测变量对探空仪在运行中传感器测量的偏差作出计算，如此便可以获取位势高度和实际大气位势高度差值，由此可知该数据随着压强的增加而减小。

2.2 测风记录异常

在高空气象探测业务中，因为L波段高空气象探测精度以及采样率的提升，整份记录采集到的数据密集、量大，有时候会出现“飞点”的情况，同时还会出现测风记录数据突跳的状况^[12]。通常對于这些异常问题的出现，需要探测工作人员熟练掌握高空气象探测业务的相关操作规范及有关要求，当碰到棘手问题能够及时进行分析判断与处理。通常应该依据突跳时间进行处理，若某分钟内的风记录数据有异常情况，则这时候需要对其做缺测处理;若某秒内的风数据存在突跳现象，那么该分钟数据的的平均数据就依据其他4秒的数据开展计算，如此能够大大降低风观测数据的错情率。

2.3 下沉记录异常

一般来说，在放球软件运行的时候，若碰到气球下沉记录异常的问题，探测人员通常需要及时依据相关规范要求对放球软件的存盘时间作出相应调整。若放球软件内所设置的存盘时间相对于处理数据的下沉时间而言较低，那势必会造成处理下沉记录的数据存在无效的现象^[13]。此时，如果要编发TTAA报便要及时对数据加以修正，因为超时而产生的TTAA报数据一般存在异常情况，若不及时加以修改，便会导致A报的编发存在异常状况。在对TTAA报作出发送之后，仍然需要对放球软件数据的存盘时间进行修正，通常会设置为系统默认值，此外应该对下沉记录起止时间进行认真记录，确保编发TTAA报处理时的时间和下沉记录处理。

2.4 L波段信号干扰致使数据缺失

在L波段雷达高空气象探测工作中，假如雷达所接收到的探空气球所发出的信号过程中发现有强烈的干扰信号存在，则此时L波段探测雷达时常会将探空气球发出的信号屏蔽，致使L波段没有办法对相关信息进行正常接收，进而导致数据缺失。尤其是强对流天气的发生将会对L波段信号带来较为严重的干扰，影响到探测人员的分析判别能力。若遭遇信号干扰问题，探测人员通常需要把实际观测到的各气象要素的操作规范和干扰状态下的数据资料进行对比分析处理，还能够做缺测处理。

3 提升L波段高空气象探测水平的对策

3.1 科学挑选放球点，保证放球有序开展

在L波段高空气象探测业务中，气象台站应该对地面的风向、风速等气象要素进行认真观测，并且结合实际情况，对放球点的位置进行科学挑选。与此同时，如果碰到复杂天气的时候，需要时刻保持认真负责的态度，要对气球施放后的运行情况正确掌握，以方便在自动抓球失败后能够及时采用手动的方式去抓球。施放人员在放球操作之后应该对气球保持跟踪状态，还应该依据有关操作规范要求对其进行观察。

3.2 加强对业务知识的学习，提高探测人员综合素质

气象台站需要结合高空气象探测业务实际，加强对观测人员的相关培训与学习，以提高高空气象探测人员的综合素质，构建复合型人才队伍。需要不断了解与学习地面、高空观测理论知识的综合学习。只有工作人员同时熟练掌握地面与高空观测两方面的知识，并且注重高空气象他探测业务的流程学习与实践。只有严格依据观测流程，才能减少失误率，获取更为准确的观测结果。

3.3 加强探测仪器的操作学习与维护管理

观测人员需要加强对高空气象探测仪器的学习，掌握L波段气象探测雷达的基本原理，这样维修维护时更便于操作;可以熟练记住L波段雷达在正常运行时发射机频率、接收机增益以及磁控管电流等各类参数，一旦某些参数存在异常，可以及时找出故障发生区域，确保探空仪、探测雷达、以及氢气球等设备保持正常运行状态，从而能够正确操作探测仪器对风、气压、温度等气象要素进行观测。此外，在观测前，要正确调整探测仪器，确保高空气象探测數据的准确性。在探测业务完成后，还要对仪器维护管理，定期依据相关操作规范要求进行养护，仪器故障问题，确保探测仪器能够长期、高效运行。

参考文献

[1]李柏，高空气象探测系统现状分析与未来发展.中国仪器仪表，2009，06.

[2]中国气象局.  常规高空气象观测业务手册[M].北京：气象出版社，2012.

作者简介：李洋（1986-），男，汉族，辽宁调兵山人，本科学历，技术员，从事气象工作。