高空气象探测质量的影响因素及提升对策

卡卓 多布杰

摘  要：本文对高空气象探测质量的影响因素进行了深入分析，并结合实际案例深入研究了高空气象探测质量的提升策略。文章指出，消除人为因素影响，减小非人为因素干扰是提高高空气象探测质量的关键所在。文章具有一定的参考价值。

关键词：高空气象;探测质量;影响因素;提升策略

中图分类号：P412.1      文献标识码：A 文章编号：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

气象部门主要是通过对高空大气进行探测来获取天气变化的相关资料的。高空气象探测已经成为气象科学发展的重要途径，气象部门获取天气变化资料的基本手段是高空大气探测，它是发展气象科学的重要基础，而大气探测系统中的重要组成部分是常规高空探测。现阶段，高空气象探测雷达的业务质量优、探测精度高，同之前的高空气象探测系统相比探测数据出现错误的概率大幅度降低，但是在多方面因素的共同影响下错误还是不能够避免。因此，有必要高度关注影响高空气象探测质量的原因所在，并针对性地给出提高高空气象探测质量的措施。

1  高空气象探测质量的影响因素

1.1  重放球

在进行高空气象的探测过程中，经常会因为某些人为原因以及一些非人为因素出现重放球的现象。这种情况不仅会在一定程度上造成人力与财力的浪费，而且还会给气象探测数据的质量以及记录的时效性带来负面影响。在常规高空气象探测过程中，受非人为因素而出现的重放球现象较为普遍，这些非人为因素通常有：天气影响（如大风、强降雨、暴风雪等）、探测设备故障（包括雷达和计算机故障、传感器变性等）、仪器遭到雷击等。

1.2  丢球

气球施放以后，倘若其在极短的时间内就发生气球过顶现象，那么就极容易出现丢球现象，一旦气球过顶丢球，就可能会造成重放球现象的发生，同时也可能引起部分测风记录出现不正常的现象。这种现象虽然可以通过补放小球的方法加以弥补，但若在补放小球的时候存在天气等外界条件的影响，那么整个记录的准确性和完整性都必然会受到影响。基于以上分析可以发现，避免气球过顶丢球现象的出现对于保证高空气象探测的质量十分重要。

1.3  环境因素

雷达所处的观测场四周探测环境的好坏也在一定程度上影响高空气象探测数据的质量。一般来说，按照规范要求高空气象探测站四周应当开阔，即便是存在个别障碍物，障碍物对观测系统天线形成的遮挡仰角不得高于5°。对于探测站盛行风下风方向等特殊情况，必须保证在障碍物120°范围内，雷达天线遮挡仰角不得高于2°。除此之外，在气球施放场地半径50米范围内要求平坦空旷，无架空电线、建筑、林木等障碍物。

1.4  人为因素

在高空气象探测过程中业务人员的操作起决定性作用，由于业务人员粗心大意，施放不合格探空仪导致重放球，地面风速较大，不规范的施放操作造成仪器碰地或撞墙造成的重放球，施放前对仪器参数和各项地面观测数据没有进行认真校对，施放气球后所接收到的温度、气压、湿度等数据没有进行认真查看导致某项数据错误都会直接影响探测质量。为了避免人为原因而影响探测质量，在进行高空气象探测时主班和副班应相互配合，认真校对施放前的地面观测要素和施放后所接收到的各个气象要素，保证探测记录的准确性和完整性。

2  高空气象探测质量的提升策略

2.1  提升业务能力

高空气象探测人员的基础业务技能应当受到高度重视，自探空、地面业务实行一体化后，业务人员的技术水平参差不齐，许多地面测报专业出身的业务人员对高空气象探测业务方面能力非常有限，而且他们没有进行专业的、系统的培训，跟班几个月后直接独立当班，日常上班过程中就会出现这样那样的问题。因此，需要对有关探测人员的专业技能与职业素质进行培训，从而全面提升业务人员的综合能力。例如：适时开展高空气象探测相关技术培训，可以定期进行专题交流。同时，有关部门可以不定期地开展有奖竞赛，组织技能考试，想方设法为高空气象探测人员提供提升业务能力的平台和机会，从而减少人为因素对高空气象探测质量的影响。

2.2  调整雷达增益和频率

为了避免丢球，放球前首先要根据探空仪信号对雷达的接收机增益和频率进行认真调整，这将直接影響到雷达天线跟踪和气象数据接收的好坏。当班人员应及时打开摄像机画面，将“天控手/自动”开关设置为手动，示波器显示方式为角度方式，将“增益”设置为手动，调整增益使四条亮线变小至2～3格，将“频率”设为手动，调整频率使四条亮线变大，再调整增益使四条亮线变小，反复调整使频率达到最佳状态，此时增益达到30～50之间，频率应在1675MHz左右。而后“天空手/自动”开关设置为自动，此时雷达天线应自动跟踪目标，探空仪位置始终在摄像机画面中间位置，探空仪发射机的回波“缺口”应清晰可见，其深度在1/3～2/3为宜。仪器拿到室外放球点后再次观察探空仪信号以及雷达的增益、频率和回波缺口是否正常，随着探空仪的移动，雷达天线是否始终自动跟踪目标，探空仪位置是否处于摄像机画面中间位置，如果上述检查处于正常，说明此时接收机频率调整正确，雷达天线自动跟踪情况良好，反之，需要重新调整雷达的增益和频率。

2.3  保证雷达精度

众所周知，L波段雷达被广泛应用于气象部门的高空探测工作。利用气象测风技术，雷达不但可以获得高空大气压值、环境温度以及空气湿度等气象数据，并且，其还可以实现氢气球位置的追踪。基于以上分析不难发现，雷达获取数据的精确程度将直接决定得到的高空气象探测数据的准确性。当然，除了设备以外，雷达相关工作人员的业务技能和专业素质也会在一定程度上影响探测的结果。想要保证雷达的精度，想要获取准确的高空气象数据，可以做好以下几方面工作。

（1）L波段雷达的常规标定工作一定要做到位。所谓雷达的常规标定，实际上就是对雷达进行校验。其主要工作包括天线水平的检查与校正，仰角零度标定，光、电、机械轴三轴一致性检查，方位角零度标定等。雷达常规标定的准确性是消除儀器误差，减少定位偏差的重要方法。L波段探空雷达系统标定是雷达探测资料的可靠性的重要手段。只有做好雷达常规标定工作才能充分保证雷达进行温度、湿度、气压、风向、风速等探测工作时能够获取相对准确可靠的高空气象资料。

（2）对L波段雷达进行定期维护。目前全国高空气象观测台站所使用的雷达是南京大桥机械厂生产的GFE（L）1型二次测风雷达，是一种体制较新、自动化程度较高的新型雷达。为了充分发挥雷达的性能，获得准确、可靠的高空气象探测资料，在日常工作中对雷达进行定期维护也是十分重要。对雷达进行维护和清洁是保障雷达性能完好的最好和最重要的途径，许多情况下，尘垢、腐蚀、生锈和霉变等是造成故障的重要原因，因此，机务人员应做到对雷达进行日常维护、季度维护、年维护等常规维护工作。

（3）应尽可能使雷达探测在适宜的环境中进行。雷达进行数据探测，其探测效果和接收要素的效果都与探测环境存在密不可分的关系。雷达只有处于相对理想的电磁环境以及地理环境中，其信号强度才能保证足够的稳定。倘若雷达探测在不良的电磁环境中进行，那么在放球过程中受到外界信号干扰，这势必会影响高空探测的质量。倘若雷达探测在不良的地理环境中进行，那么就可能造成仰角偏低，从而造成电磁波的折射或者反射等不利现象的出现，这必然会引起雷达定位空间的不准确。所以，雷达探测必须在适宜的环境中进行，只有这样才可以避免外界条件的干扰，才能为气象探测质量的提高奠定基础。

3  结  论

提升业务质量是每个高空气象探测人员的最终目标，在实际的高空气象探测工作中，除了要具备爱岗敬业、踏实奉献的工作精神外，还要严格遵守《场地、仪器设备维护制度》中的相关规定，正确使用各种仪器设备，定期做好观测仪器设备的清洁和维护工作。不仅要不断提升高空气象探测人员的业务水平，减少人为因素的干扰。同时，要不断规范高空气象探测方法，保证数据记录的准确性和可靠性，尽可能避免丢球现象发生，想方设法保证雷达探测的精度。

参考文献：

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[4] 张红军，张娜娜，张洁新.L波段高空气象探测雷达丢球的原因分析及应对 [J].北京农业，2015（25）：147-148.

[5] 刘清芳，乔玉新，孙克敏，等.影响探空气球探测高度的因素分析 [J].气象水文海洋仪器，2012，29（1）：28-30+56.

作者简介：卡卓（1976-），女，藏族，西藏那曲人，工程师，本科，研究方向：综合气象观测。