高空探测放球前注意事项及遇强对流天气时的应对措施

陈素娟 刘静

摘要 高空气象探测业务具有很强的时效性，为了确保高空探测正点进行观测，获取的探空资料完整有效，为陇南乃至全国天气变化分析预报、防灾减灾提供及时准确的高空气象探测数据，结合陇南探空站探测过程中出现的问题及遇强对流天气对高空探测工作的影响，分析总结了放球前注意事项和遇强对流天气时的应对措施。

关键词 高空气象探测;注意事项;强对流天气;应对措施

中图分类号：P412.2 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）06–0164–02

高空气象探测是除地面气象观测外，每天通过定时施放携带探空仪器的氢气球，探测从地面到30 km不同高度的温度、气压、湿度及高空风的变化等相关气象要素值的一项重要业务。目前，全国有120个高空探空站，陇南武都观测站属于国家基本气象站，武都探空站是甘肃省陇南地区唯一高空探测点。自2010 年4 月用L 波段二次测风雷达代替了701C型雷达进行高空探测以后，大大提高了高空探测精度。同时，对观测人员业务素质提出了更高的要求，这就要求在日常工作中不仅要认真细心，还要不断加强业务学习，总结、交流工作经验，在每次高空探测过程中，首先要做好放球前仪器检查、准备等工作，对于各种可能出现的问题，都要在放球前细心检查并排除，确保高空探测的正常运行。

1 高空探测放球前检查雷达状态、探空仪、电池

（1）L波段雷达开机一定要按照规定顺序操作，打开雷达后，仔细检查雷达状态，查看雷达增益应在（30～50之间）、频率一般在1 675 MHz左右。仰角、方位随着雷达天线变化显示数据应该同步。

（2）无线电探空仪是L波段高空气象探测系统至关重要的组成部分。探空仪基测前，首先要查看探空仪包装、连接线是否完好，各传感器有无断裂损坏，各个电路板之间插接线是否完好，有无断线、脱焊等情况，核对探空仪盒盖上仪器号码、智能板号码及雷达接收的仪器号码是否完全一致，探空仪参数是否正确。确保探空仪正常使用，基测合格。

（3）检查电池包装是否完好、线路是否连接牢固，浸泡好的电池是否短路，测量电池负载电压、电流都应正常，电池插头链接探空仪后工作状态要稳定。如果电池有问题，应尽快更换电池。

2 放球前调整接收机频率及检查自动跟踪状态

放球前应提早将基值测定合格的探空仪装配好，放到距离天线50 m外的放球地点，高度距地1～4 m之处，将雷达天线对准探空仪。增益、频率、距离/自动开关都要置于自动状态，示波器四条亮线清晰平齐;距离处于自动跟踪状态（凹口清晰并保持在竖线中间;距离显示在目标物所在距离;随着探空仪的移动，雷达天线始终自动跟踪目标，探空仪应该总是保持在雷达摄像头画面中心位置，温、压、湿译码正确，各值应和地面仪表值相符，此状态说明雷达频率调整正确，天线自动跟踪良好。放球前一切准备工作完毕[1]。

3 强对流天气对高空探测的影响

强对流天气具有突发性、持续时间短、发展快、破坏性强等基本特点。陇南市位于甘肃省东南部，地形地质构造复杂，是暴雨、冰雹、雷电等气象灾害多发区。每到夏季，强对流天气，雷暴发生比较频繁。

（1）在高空气象探测工作过程如遇雷电、雷雨天气发生时，通常会导致无线电探空仪信号混乱，接收的温、压、湿译码会出现很多飞点，导致高空记录异常。当探空气球施放后，在气球上升的过程中也可能会进入一片积雨较大的云（Cb云），此时携带的无线电探空仪一旦遇到雷雨，雷电反应所释放的强烈回波电流极易击穿探空仪中电子元件，使回答器转换板电子元件损坏信号消失，L波段雷达接收不到信号，导致该时次探测记录缺测，对高空探测数据利用失去时效性和准确性[2]。

（2）当发生强风时，很容易导致探空仪器与观测站周围的障碍物发生相撞，使仪器损坏或气球破裂，造成迟测或重放，影响该时次高空探测的同步性。当发生高空强降水现象时，会使探空气球在上升过程中快速下降，出现下沉记录，也会影响探测结果。

4 强对流天气下高空气象探测的应对措施

4.1 雷暴天气下高空探测的应对措施

雷暴天气是一种在自然界中同时伴随闪电和短时强降水的一种天气。由于雷暴天气是一种具有能量释放时间短、破坏性强等天气特点。雷雨不仅可能会给观测站地面的仪器和设备带来不同程度的损坏，还可能会严重损坏探空仪传感器、电子感应元件，目前为了大大提高探空仪的探测工作精度和数据采样率，探空仪器设计上实现了数字化、模块化和电子化，陇南武都探空站使用的GTS1-2型电子探空仪，仪器轻巧，操作简便，提高了探测精度和灵敏度。为了防止雷暴天气损坏探测仪器，如果天上已经有雷雨或即将在测站雷达所在区域上空有Cb云移动，正赶上正点放球时间，此时可以延长施放气球时间，等待气候条件合适时再放球，尽量减少重放球事件的发生[3]。

4.2 强降雨天气下高空探测的处理方式

在高空探测过程中如果遇强降雨天气，在施放前装配基值测定合格的探空仪时注意检查露在外面的湿度感应元件上的防雨罩，检查探空仪泡沫包装严密度，防止雨水进入损坏传感器和电子元件。强降雨持续时间不长，因此有必要结合降雨强度变化确定气球的施放时间，放球前要仔细观察降水强度的变化趋势，然后放飞气球。在气球施放后，在高空探测的过程中，要密切注意L波段雷达接收的溫度、气压、湿度等信号的变化，如果发现接收的探测数据不正常，值班人员应及时判断处理，保证温、压、湿曲线正常处理。

4.3 强对流降雨导致下沉记录的处理方法

探空气球携带探空仪在上升的过程中正常接收气压值将会随高度的上升而下降。当遇对流天气时，气球受强降雨和下沉气流的影响而出现下沉。在发TTAA报文前，需进行下沉记录处理。由人工根据气压变化值确定气球下沉的起始点时间和下沉终止点时间，计算机会自动删除气球下沉和回升到起始时刻之间的数据，下沉终止点以后的时间、数据记录往前移，以便数据照常整理。气球下沉时段的测风数据、时间随着探空数据的删除，处理软件会自动删除。下沉终止点后的测风数据，时间会下移，下沉处理后的整分钟数据从每秒球坐标数据中读取对应的整分钟数据，而上下衔接点之间量的风层不计算，落在该层规定层风，符合内插的按内插计算，不符合则按靠近法代替[4]。

4.4 強对流天气下控制气球升速

在充灌氢气球时，要科学控制雨天的净举力。在高空气象探测业务中，如果天气晴朗，气球升速按正常砝码充灌，一般升速控制在400 m/min左右。如果遇强对流天气或阴天、雨天，就要增加充灌氢气量，防止气球下沉影响探测结果。如果在记录接收过程中气球升速出现小于150 m/min的情况，并且一直持续，按照高空气象探测规范要求，对应的高空探测记录则可不进行整理。

4.5 大风天气下的应对处理方法

遇到大风时，选用大风放球器放球，在仪器装配中，一定要将探空仪和大风放球器连接牢固，观测人员要正确使用大风放球器放球方法，同时还应结合当时风向风速，正确选择放球场地[5]。一般应选择测站雷达下风方作为本次放球场地，下风方放球后雷达容易跟踪，不易出现丢球情况。如果放球时出现大风天气，应密切关注地面风的瞬时变化规律，抓住有利时机施放气球，保障高空探测工作顺利开展，观测员也可以在风速变小的间隙施放探空气球。

5 结语

在高空探测的过程中，做好放球前的准备检查工作，果断应对强对流天气对探测工作的影响，对提高探测业务质量至关重要。因此，要求观测人员在工作中要有高度的责任感，做到认真、细心、沉着冷静，不仅要熟练掌握高空探测工作规范，还要不断提升应对各种特殊情况及强对流天气的处理能力，保证高空探测报文传输的时效性，探测数据的准确性、完整性，为精细化天气预报、气象防灾减灾提供有力的保障。

参考文献

[1] 刘清芳，乔玉新.特殊天气高空探测应对方法与技巧[J].气象水文海洋仪器， 2017， 34（1）： 34-36.

[2] 张耀春.强对流天气对高空气象探测的影响及应对处理[J].农村实用技术， 2020（7）： 181-182.

[3] 赵育俊.高空气象探测业务系统运行问题及处理方法[J].南方农机， 2020， 51（19）： 97-98.

[4] 康健，盛丽，叶兴荣.L 波段高空气象探测资料常见问题探析[J].农业与技术， 2014， 34（1）： 177.

[5] 赵静，罗旦，刘柳，等.高空气象探测业务问题与处置方式分析[J]. 农村经济与科技， 2017， 28（12）： 26.

责任编辑：黄艳飞

Matters Needing Attention Before High Altitude Detection and Counterm-easures in Case of Severe Convective Weather

CHEN Su-juan et al （Longnan Meteor-ological Bureau， Longnan， Gansu 746000）

Abstract High altitude meteorological observation has a strong timeliness. In order to ensure that the high altitude observation is carried out on time， the obtained radiosonde data are complete and effective， and provide timely and accurate high altitude meteorological observation data for weather change analysis and forecast， disaster prevention and mitigation in Longnan and even the whole country， Combined with the problems in the detection process of Longnan radiosonde station and the impact of severe convective weather on high-altitude detection work， this paper analyzes and summarizes the precautions before the release of the ball and the Countermeasures in case of severe convective weather.

Key words High altitude meteorological observation; Precautions before release; Severe convective weather; Countermeasures