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L波段雷达重放球的原因及应对措施

作者:未知

  摘 要:L波段雷达探测系统是我国气象观测技术发展的又一个新阶段,但是,在其运行过程中经常会出现各种丢球现象,影响系统正常运行和观测的准确性。本文就L波段雷达重放球现象的各种原因进行分析并提出减少或避免重放球应采取的措施,为各高空气象台站提高探测资料的代表性、准确性和比较性提供参考。
  关键词:L波段雷达;重放球;原因;措施
  1 引言
  高空气象观测分为综合观测和雷达单独测风两种,本文重点介绍高空气象综合观测重放球(即探空重放球)。
  《常规高空气象观测业务规范》中明确指出,应当重放球的情况有四种,即:当观测获取的可用数据未达500 hPa,应在规定时间(正点放球后75 min)内重放球;观测获取的可用数据已达500 hPa,但时间不足10 min,应在规定时间(正点放球后75 min)内重放球;遇有压、温、湿数据连续缺测或可信度差的时间超过规定要求的,应在规定时间内重放球;遇有近地层高空风失测(海拔高度≤5500 m),应在正点放球后75 min 内用经纬仪测风(小球)的方法补测,确因天气原因无法补测的,按失测处理。
  同时,《高空气象观测业务质量考核办法》中也指出,重放球的达标标准是全年重放球次数≤6次,即重放球率≤8.3‰。
  重放球不仅浪费人力物力,更重要的是不能及时提供准确可靠的气象情报,影响探测资料的代表性和准确性。
  2 探空重放球的原因
  引发探空重放球的原因有很多种,高空气象观测中主要分人为重放球和非人为重放球。因台风过境、大风(风速14 m/s 或以上)、暴雨、暴风雪、无法及时恢复的雷达故障、传感器变性、雷击等原因造成的重放球为非人为重放球;其他原因造成的重放球为人为重放球。
  2.1 常见的人为重放球的原因
  (1)因工作疏忽大意,施放了基测不合格的探空仪;调入的探空仪参数文件与厂家配发的纸质参数不一致,或参数文件探空仪序列号与探空仪上号码不符合的探空仪。
  (2)地面风比较大,气球施放时由于操作或放绳器使用不当,致使仪器碰地或撞挂障碍物而损坏。
  (3)施放的气球球嘴没有扎紧,或系球绳子不结实,或球皮漏氣,或氢所充气量不足的气球,导致自500 hPa等压面开始至观测终止气球平均升速<150 m/min。
  (4)在准备探空仪专用电池时,由于浸泡电池的时间,盐水的浓度或温度没有严格遵循厂家使用说明,电池电压达不到规定要求或电池电量过高。这样的电池装配仪器使用后,引起观测未达500 hPa,探空信号突失。
  (5)探空仪基值测定合格后装配时不小心损坏了温度或湿度传感器;发射机接触不好等都会造成某一气象要素变性、缺测或探空信号突失。
  (6)人为操作不规范,如仪器施放时没有按放球键、丢球、雷达传输错误,计算机软件操作失误等。
  2.2 非人为重放球的可能情况
  (1)台风过境、大风(v≥ 14 m/s)、雷击、暴雨、暴风雪、Cb云等天气原因造成气球下沉至地面、球炸裂、信号突失等,观测终止于500 hPa等压面或气象要素变性。
  (2)因产品质量问题,探测未达到500hPa高度时,系球绳子断开、气球低空爆裂、探空仪智能转换器或发射机烧坏、探空仪的3个气象要素元件出现变性,造成记录反常等.
  (3)观测高度<500 hPa等压面时,突然遇到雷达故障、外部无线电信号干扰、停电、电脑故障或病毒等意外事故,记录连续缺测或可疑5min以上。
  3 减少重放球的措施
  (1)设置备份放球场
  遇到特殊天气,如雷雨大风、台风过境等,可能出现施放气球瞬间过顶的现象。针对这一情况就需要有备份的放球场地。备份放球场地的选择应考虑避免特殊风向时气球施放瞬间的过顶,如为避免西南风过顶则备份放球场最好设在东北向,但要根据测站的实际环境决定。比如福州高空气象观测站,就设了两个放球场,分别位于雷达的东面及北面。
  (2)放球前的准备工作
  首先,探空仪的准备一定要认真仔细,检查各接头有无脱焊、虚焊现象,如有要及早处理或更换探空仪;探空仪接上电源后在频率和增益调节至合适位置后要注意探空讯号是否正常,有无长时间的中断或译码错误,以便及时发现并更换,避免仪器升空后造成重放球。其次是电池的准备,电池电压的高低直接影响到升空仪器的工作状态,因此一定要认真准备,一般在施放前25 min 开始浸泡。
  (3)及时进行手动抓球
  施放后,如果出现特殊情况雷达不能自动跟踪,又是雨雪的特殊天气,这时雷达操作人员也应保持镇定,快速将“天控”切换到手动状态,根据地面风向判断气球的大致运行轨迹,确定大致方位,然后跟踪上斜距。
  (4)施放后密切关注雷达的工作状态
  施放后即便雷达跟踪正常,也应密切关注其工作状态,要集中精力,及时发现并排除故障,避免因数据采集的连续错误而造成重放球。同时,也要不断总结工作经验,不断提高应对特殊情况的能力。另外,雷达要及时维护,保持良好的工作状态。
  4 结束语
  L波段雷达应用在高空气象观测系统,进一步提高了气象探测工作的质量,在观测信息的空间与时间密度上,实现了观测数据采集、监测和集成的自动化,在天气预报、气候预测以及人工影响天气等方面发挥着重要的作用。防止L波段雷达观测系统的丢球发生,维护清洁工作必须要做到位,对零部件进行认真检查和维护,在做好硬件准备的同时不断提高业务技能,充分发挥雷达的性能,延长雷达的使用寿命,才可以从根本上避免重放球事件的发生。
  参考文献
  [1]常规高空气象观测业务手册.气象出版社
  [2]新一代高空气象探测中重放球的原因.戴丽琼,黄祖辉.广东气象
  [3]减少L波段雷达观测系统重放球的方法.潘志平,叶永松,许兵甲.现代农业科技
  (作者单位:福建省气象台)
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