恶劣天气对高空探测工作的影响及应对技术

鲍积相

摘要： 目前，我国的现代化建设的发展迅速，高空探测行业的发展也有了前所未有的提高。由于外界的因素，高空气象探测工作会受到一定的影响，过程并不能够完全按照预设进行。尤其是遇到了复杂恶劣的天气情况，如雷电、暴雨、飓风及大雾等，会出现高空探测工作中迟放球、重放球或者某次高空气象探测记录缺测等情况，导致整个高空气象探测的过程中数据缺测，从而使记录不完整。L波段雷达电子探空仪普遍应用，全国的高空探测工作明显地提高了恶劣天气情况下的探测能力，即便是遇到了特殊的情况，在处理问题上也有一定的提高。

关键词： 恶劣天气;高空探测工作;影响;应对技术

【中图分类号】TP391.4【文献标识码】A【文章编号】1674-3733（2020）15-0248-01

引言：据调查分析，中国的高空探测仪器和系统主要有高空气象探测仪和雷达两种。这两种仪器代表了当前中国比较先进的监测仪器，高空探测自然也离不开这两种仪器。所以要提高高空气象探测的质量和水平，监测工作者要掌握高空探测仪器的使用方法和技巧，能够及时处理一些突发情况，应对恶劣天气，提高高空探测的精准度。

1问题分析

1.1大风天气问题

放球时若遇风速大于6m/s时须使用放线器放球，由于风速较大人工很难控制气球，常会出现气球晃动太猛被大风放线器扎破漏气、对讲设备不方便使用、室内和室外配合失误等情况。若气球被扎破需要更换气球，势必会造成迟放球的发生（因风速较大，大多在放球前2～3min才将气球拉出灌球室）;若对讲机设备使用不当，造成室内、室外配合不一致，导致未能正常捕获，轻则需要补放小球，重则需要重放球（探空数据缺测超过5min）。所以遇到此种天气状况时必须要安排辅班人员按时到位，避免和减少天气原因带来的影响。

1.2雷雨天气问题

在放球期间恰好有Cb云过境或是高空风较大时需适当多充灌一些氢气（根据经验一般多加1kg的负重物为宜），保证气球顺利穿越Cb云。因为在Cb云比较严重的雷雨天气下，气球飞行速度只有正常天气的一半左右（正常天气气球升速约400m/min），在穿越对流层时容易受到Cb云雷电干扰，甚至直接被雷击，造成可用数据达不到500hPa而重放球的现象。因此为使气球快速穿过对流云层，有效避免雷击造成的探空仪被雷击而重放球，应该适当调整（增加）气球的氢气充气量。

2恶劣天气对高空探测工作的应对技术

2.1恶劣天气对特殊记录的正确处理

恶劣天气情况下，高空探测工作很可能会存在一些特殊记录或缺测等情况。例如，在暴雨天气探空过程中，可能会受到强大下沉气球影响，气球被迫下降，之后再缓慢上升。而这段下沉记录中只有在数据处理软件工作后，才能够正常使用。并且要人工对气球下沉的开始时间和终止时间做好记录，并做删除。大风下沉段的记录会随探空数据删除而自动删除，下沉终止点以后时间、数据下移。如果500hPa以下仪器变性、信号突然有消失情况，就需要重新放球。如果斜距不正确，就使用探空高度来替代斜距，替代不了的部分进行删除处理。

2.2雷暴、闪电天气的应对处理

高空气象探测系统是利用测风雷达跟踪探空气球来完成高空风向、风速测定的。探空气球下系留着探空仪，探空仪上带有无线电回答器。测量时，地面上的测风雷达向回答器发出“询问信号”，回答器对应地发回“回答信号”，根据每一对询问与回答信号之间的时间间隔和回答信号的来向，就可以测定每一瞬间探空气球在空间的位置，即它距离雷达站的直线距离、方位角、仰角，然后根据气球随分漂移的情况，就可以计算出高空的风向和风速。高空气象探测工作中，如遇有强对流天气，探空气球释放进入到积雨云内，因雷暴、闪电释放的强大雷电流，极有可能会造成探空仪上不同气象要素传感器、智能转换板和发射机的电子元件受损，高空气象观测站业务人员在数据接收处理终端可能会发现：信号消失、测量的风向、风速、气温、气压、湿度等数据出现跳变。在开展高空气象探测工作前，值班人员应查阅周边天气雷达回波强度图，通过分析回波强度和移动速度，提前判断正点放球时是否可能出现的雷暴、闪电天气，可以采取推迟释放时间，尽可能降低雷暴和闪电影响。高空气象探测工作过程中，值班人员应时刻关注雷达数据处理终端界面，遇有信号不稳定或测量数据“野值”较多时，应按照相关业务管理规定，及时人工干预。若是连续4分钟未能接收到有效数据，需考虑重新释放气球。

2.3规范处理监测结果

为了给气象部门提供更准确的高空探测报告，这就要求高空探测工作的结果要准确无误。这就要求高空探测工作者具备相关的数据处理技能，按照合理科学的程序进行处理。处理数据时高空探测工作要秉承严谨科学的态度，并且还要符合科学探测的规范要求，对监测结果进行有效处理。此外，处理探测结果的方式不是唯一的，这就决定了不同的处理方式得到的结果也会不同，针对这种情况，相关的高空探测工作者就要结合实际情况对结果进行处理，采取现代化高科技技术对数据结果优化，以便能够得到较高质量的探测结果。其次，人为因素对高空探测结果的准确度也有影响。因为高空探测的人员不同，其个人的探测知识、工作方式以及分析数据的方法也不同，这就会导致探测的结果不同。

2.4强降雨天气的应对处理

强降雨天气情况下开展高空气象探测工作，强降水带来的影响主要有两方面：一是附着在球皮上的雨水随着气球进入零度层后，因雨水形成的冰无法及时脱落，使得气球重量增加;二是气球升空中因雨水的撞击作用，会使气球的上升的阻力增加。不管是气球重量还是上升阻力增加，都将影响气球上升速度。根据净举力计算公式BGFA--氢浮=，其中A表示净举力，F浮表示气球浮力，而G氢则表示灌入气球内部的氢气重，B为球皮、探空仪和绳子等附加物重量，结合计算公式，随着B的增加净举力A而减小，A表示气球能否上升和上升快慢的物理量，若是A≤0，气球不再上升，甚至会有下沉现象，结合探测记录数据就是随着时间的变化气压值不再减小，甚至会有增大的情况;若是在500hPa高度以下出现下沉记录，且下沉后不再上升，在正点放球75分钟内需重新放球。因此，在强降雨天气出现的过程中，可以对天气雷达回波强度图进行分析，结合强度图上的反射强度等级对放球时的降雨量大小和持续时间提前进行判断。通常情况下，若是反射率数值在35dBz以下，说明有小雨天气;若反射率数值在35～45dBz之间说明有中雨;反射率数值在45dBz以上，则说明有大雨;而反射率数值超过50dBz，则说明会有雷雨、大风和冰雹天氣。

结语：恶劣天气会对高空探测工作造成异常现象，因此需要相关方面工作人员在高空探测工作中不断发现问题、解决问题，并且总结出经验教训，学习接受新的知识点，掌握各种特殊情况下高空探测工作注意事项，才能够保证探测工作顺利进行及数据的真实有效性。

参考文献

[1]韦肖林，韦振华，黎洁波.恶劣天气高空探测技术探讨[J].贵州气象，2013，37（6）：60-62.