（拉萨市气象局 西藏拉萨 850000）
摘要：近年来，随着我国新一代天气雷达网的建设，当前大部分地区都已布设了多普勒天气雷达，这些雷达在监测冰雹、雷雨大风及短时强降雨等突发性灾害天气的过程中发挥着重要作用。本文以拉萨市气象站在日常工作过程中通过天气雷达、大风放球器等辅助仪器，有效降低强对流天气对高空气象探测的影响为例，得出通过天气雷达回波强度图及回波的移动速度、移动方向，针对台站监测的地面风向、风速，从而对正点观测时的天气进行预判，并且估算气球上升所需要的浄举力大小与气球施放时机的选择，可以降低强对流天气对高空探测的不良影响，进一步提高气象探测的精确度。
关键词：强对流天气；高空气象；应对措施
引言：拉萨市位于西藏自治区东南部，雅鲁藏布江支流拉萨河北岸，地理坐标为东经91°06′，北纬29°36′。受强对流天气影响严重，是暴雷的多发区，其每年的发生暴雷的时间大约为8d-10d左右，且具有季节特征，大部分暴雷主要出现在4-10月份，平均出现的时间在13点-2点之间；同时暴雨、大风、冰雹也时有发生。强对流天气对于高空气象探测的准确度以及探测高度、重放球次数等工作的考核指标有着很大的影响。所以，怎样通过现有的设施条件，有效降低强对流天气对于气象探测的不利影响，提高其探测质量已是气象站要解决的重要问题。
1、强对流天气的特征和对气象探测的影响
强对流天气主要是指出现时间较短的灾害性天气，例如强雷暴、强降雨、大风、冰雹等等。强对流通常发生在对流云系或是对流云块当中，在气象范畴属中小尺度天气系统。具有水平尺度较小、时间短、影响范围小且强度大的特征。
当强对流天气出现时，引发的雷暴、闪电等会导致升空仪器的信号突然消失或是要素传感器性质改变；强降雨天气会导致升空气球出现下沉致使接收记录出现异常情况；而大风天气则易致使仪器在施放过程中与地面或者下风方障碍物相撞。在出现以上这些状况时，接收到有效的记录未达到500hPa时，需要重新放球。
2、不同强对流天气及其应对措施
2.1雷暴以及闪电发生时的应对措施
天气雷达是监测及预警对流天气的重要设备，天气雷达的工作原理是利用发射脉冲电磁波、通过云、雾、雨、雪等降水粒子对其的吸收和散射，进而分析出降水的空间分布以及铅直结构，并以此为警戒跟踪降水系统。当前，仪器设备的生产厂家为提升探空仪的精度及采样速率，将仪器的重量减轻，在仪器设备的设计中运用了数字化、模块化、及电子化，所以其对于雷暴与闪电的反应灵敏度极高。在观测过程中出现强对流天气，仪器施放之后，在其上升时进入集雨云，仪器设备上各种气象要素的传感器、智能转换板及发射机上的电子元件遇到雷暴、闪电释放出强大的电流，非常容易导致电子元件损坏致使信号消失或者温度、气压和湿度传感器损坏进而致使气象要素值发生跳变，失去其原本的客观真实性。所以，针对正点放球时出现或者可能会出现暴雷、闪电，气象人员在仪器准备的过程中可以调取测站四周天气雷达回波图，结合回波强度与移动速度，对正点放球时的天气做出预判，对于有可能出现强雷暴且雷暴范围不大的，在放球时要有选择性地避开暴雷区。
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2.2 强降水出现时的应对方法
在气球的施放过程中碰到强降水，其影响有两方面，一是雨水附在球皮表面或气球在进入零层以后，雨水形成的结冰没有及时脱落，从而增加了气球的重量；二是气球上升时遭受雨水的撞击，增加了气球上升的阻力。无论是气球的重量增加还是阻力的上升，都会令气球的浄举力减少，进而使上升的速度降低，如果充罐气球时没有相应的增加浄举力，气球将不再上升，甚至会出现下降的现象，在探测记录上表现为气压值不再随时间减小，甚至出现变大的异常情况。如果下沉的记录出现在500hPa以下，且下沉之后不再上升，那么就需要在正点放球的75分钟之内必须重放球。所以，针对强降雨出现的状况，一是可以通过天气雷达的回波强度图，通过强度图的反射强度等级预判放球时的雨量大小以及降水持续时间的长短。在降水方面，通常反射率小于45dBz会即将会有大雨，50dBz以上则会发生雷雨大风和冰雹；二是依据降水强度以及降水量适当增加浄举力，进而可以使气候施放后可以保持上升，不会存在下沉的情况发生，如果正点放球的时候刚好最强回波过境，则应该推迟施放气球，以避开强降水。
2.3大风出现时的应对措施
根据《地面气象观测规范》中的规定，瞬时风速达到或超过17m/s（或目测估计风力达到或超过8级）的风为大风。强对流天气过境时带来的风非常巨大。为了应对因仪器距离气球太近而产生的晃动幅度过大，消除气球在升空过程中尾流对仪器设备的影响，仪器的生产厂家配给测站所使用的绳子在30m左右。但是，在实际工作中地面的风速到达7m/s以上时，想利用绳子提前把气候和仪器升空待放就不容易了。在气球施放的过程中出现大风状况时，作用在气球上的力主要是水平方向的，与水平方向上的力相比，向上的力就显得很小了，气候在施放的瞬间主要受到的力的影响是水平方向，因此向水平方向移动。然而探空仪和大风放球器等附加物本身就有大概550g，因为重力的缘故，仪器施放的瞬间呈现出钟摆形式的运动轨迹，如果气候在施放之后不能及时上升，探空仪器就会在钟摆线的最低处接触地面或者碰到下风方障碍物，导致仪器受损以及重新放球。
由此可见，在放球时遭遇大风，尤其是强对流性天气过境带来的大风时，需要使用大风放球器。当系挂放球的时候，放球器应该与地面形成45°的倾斜角，放出长度1m左右，过长的绳子需要绕回放球器，以防气球施放的同时放绳过快，致使仪器设备碰到地面或是障碍物。气象工作人员要持续监视风速大小的变化，及时掌握风速的变化情况与其变化的阵性规律，在风速由大变小的短时内把气球施放出去。如果气球起飞之后顺着水平方向移动，施放工作人员没有感到仪器向上的拉力，则此时应该紧跟气球助跑一段距离，直到感觉到有向上的拉力便可以松开仪器。同时，气象台站要严格按照气象探测的环境要求，采用定向天线探测体系（雷达、无线电经纬仪）的高空气象观测站高空盛行风下风方向±60°方位区域内的障碍物对探测系统天线构成的遮挡角要≤2°，周围的障碍物对探测系统天线的遮挡角要≤5°，在距离放球点50m区域范围内，不能有影响施放气球的障碍物存在，以避免出现因气象台站探测环境产生撞击。
结语：现阶段，拉萨气象站在发生复杂多变的强对流天气时，充分运用天气雷达、大风放球器等仪器设备，利用雷达回波强度图，通过合理的分析对正点观测时的天气变化做出预判，针对天气的变化情况做出相应的应对措施，合理控制浄举力以及气球的施放时机，从而有效减少了强对流天气带来的影响，重放球的次数也不断减少，很大程度上提升了高空气象探测的质量。
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作者简介：次仁德吉（1975-），女，拉萨人，本科学历，工程师，从事气象地面探空工作。
论文作者:次仁德吉,索朗旦巴,强宗
论文发表刊物:《科技研究》2019年2期
论文发表时间:2019/5/13
标签：天气论文; 气球论文; 气象论文; 强对流论文; 大风论文; 仪器论文; 回波论文; 《科技研究》2019年2期论文;