（河南省郑州市气象局，河南郑州 450000）
摘要：本文从仪器准备、充灌气球等多个方面，探讨了强降雨、强雷暴、大雾、大风等复杂天气条件下的高空气象探测技术，有助于降低或避免重放球、迟放球、记录缺测等情况出现，确保高空气象探测工作可以顺利开展，为天气预报服务等提供参考依据。
关键词：复杂天气 高空气象探测 技术
引言
作为综合气象观测系统的重要组成部分之一，高空气象探测是进行天气预报、气候预测预报以及研究气候变化的重要依据之一，在天气预报气候监测中发挥着十分重要的作用。高空气象探测资料是气象部门获取高空气温、气压、相对湿度、风向风速等气象要素的重要手段，同时也是气象观测的重要组成部分之一。高空气象探测技术是一项具有随机性、偶然性以及不确定性的气象探测行为，特别是天气、气候的变化以及复杂天气的出现，例如暴雨、大风、沙尘暴、大雾等很容易使高空气象探测中出现迟放球、重放球、丢球的记录缺失现象，复杂天气的出现严重影响着高空气象探测质量。为了确保郑州市气象局高空气象探测工作可以顺利开展，本文重点对复杂天气条件下高空气象探测技术进行分析。
1强降雨、强雷暴天气的高空气象探测技术
降雨、雷暴等强对流天气出现的过程中具有突发性强、出现时间短、破坏力强的特点，往往伴随有大风天气，不利于高空气象探测工作的顺利开展。往往会因降雨强度较大错过了正点放球的时间、气球（探空仪）升到强雨区内下沉、雷击影响探空仪信号而出现重放球、雨水进入到回答器内信号突失等情况。在强降雨或雷暴天气出现了，除了适当增加值班业务人员数量外，还要不断提升工作人员的探测技术。
1.1雨天净举力的把握
现阶段，台站内大都是选用750g的探空气球，根据高空气象探测经验，晴天下的净举力应控制在1500g左右，气球每分钟的平均上升速度保持在350~400m之间。雨天灌球可以适当增加净举力，净举力可以结合当时天气和天空云况综合判断，若降水强度不大，结合风向判定气球飞行轨迹方向具有乌云密布的特点，此时需要更多的净举力。若降水持续且强度较大，天空云层较厚，为了确保气球沿着既定的轨道上升，避免气球出现下沉，此时应将净举力增加到3000~3500g之间，雨天灌球的净举力可以结合降雨实况和天空云况始终控制在1500~3000g之间。
1.2气球施放时机的把握
降雨天气出现时，特别是夏季，降雨出现时往往伴随有大风、雷暴等强对流天气，在施放气球的过程中，虽然气球中充了足量的氢气，还是会有气球下沉或探空仪进入到雷暴区域内遭受雷击的情况，这些都会对高空气象探测工作产生影响，甚至会出现重放球或造成气象要素数据缺测，准确把握气球施放时机是降雨天放球的关键。
1.2.1大雨天气
若在降水强度较大的天气下施放气球，气球很容易进入到强雨区中，随着降雨区移动。可以将气球上升看作是绝热膨胀过程，其表面温度上升时交通高度的空气温度偏低，如果空气温度在0℃以下，随着时间的推移气球表面的冰不断加厚，即使气球中的氢气含量充足，一旦冰的重量比气球净举力高时，气球将会下落。探测人员应对雨天变化规律和发展趋势进行了解，避免在降水强度较大的时间短内施放气球。
1.2.2强雷暴天气
在强雷暴天气出现的过程中，雷电很容易损坏地面设备、回答器等，甚至是将气球击破，避免在强雷暴当空或就要移动到观测站时施放气球。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在放球前，应将积雨云走向和高空风向进行结合判断雷暴的走向，防止在施放探空仪后进入到积雨云中，可以在雷暴移出观测站当空时施放气球。
1.3雨水进入纸盒内的防范
在降水天气出现时，探空气球上升的过程中会承接有大量的雨水，雨水会在绳子的作用下向探空仪内流入，即使探空仪表面涂抹防雨透明胶，自身防水性能较强，但是探空仪上升过程中来回摆动，部分雨水会浸入到纸盒缝隙随后到达纸盒内部，进而造成雨天信号突然丧失。为了避免这种情况出现，在探空仪装配完成后，可以在盒盖与盒体连接处一圈用能透明胶带紧紧缠绕，避免雨水从仪器上下不连接处流入到纸盒内部。
1.4辅助其它探测产品
借助于新一代天气雷达观测可以获取到相关的气象产品，例如利用基本反射率产品可以反映出降水云系的发生发展情况，通过调阅新一代天气雷达实时降水回波监测图像，可以对本班次内定时观测期间的强对流天气发生、发展动向情况进行了解，进而做好观测前准备。将新一代天气雷达产品显示终端PUP软件安装到备份业务计算机上，在放球之前检查雷达实时降水回波监测图像，结合本站及周围雷达降水回波辅助分析判断，可以得出气球充灌净举力、气球施放点、施放时间等，还可以根据气象卫星云图对强对流发生情况进行综合分析，提升强对流天气背景下气球施放的成功率。
2静风和大雾大气的高空气象探测技术
在静风天气出现时，气球升空后其仰角会达到90°左右，此时方位变化迅速，很容易造成雷达自动跟踪失败或高仰角限位，进而出现假定抓球或雷达不能自动跟踪气球的情况。大雾天气往往伴随有静风，再加上水平能见度降低，增加了人工抓球的难度。在静风和大雾天气放球时，探测人员应做到心中有数，提前安排指挥人员准备指挥抓球，在天线跟踪失败时，指挥室的操作人员借助于人工方式进行抓球。雷达操作人员应对摄像头内球影位置和雷达回波情况进行实时关注，在雷达不能自动跟踪时第一时间通知室外操作人员进行人工抓球指挥，及时解决异常情况，确保高空气象探测工作的顺利开展。
3大风天气下高空气象探测技术
在大风天气出现的过程中，且上风方向是气球的施放点，下风方向是雷达天线位置，在施放气球后会在短时间内飘过雷达天线上空，因气球移动速度大、气球过顶，很容易造成雷达自动跟踪失败，特别是受到地理条件限制，只有一个气球施放场地的台站表现的最为明显。大风天气下放球应做好以下几点：若放球之间的风速过大，可以结合风向判断，避免在雷达天线的上风方向选择放球场地，可以配合大风放球器进行放球；若瞬时风速在14m/s以上，出现持续性的大风天气，即使借助于大风放球器放球也很难成功，可以根据风的阵性特征，结合风向选择合适的放球点和路线，在风速明显减少的情况下迅速放球；若飑线或强对流大风过境，其持续时间较短，可以避开，应在系统过境后进行放球操作。若大风天气出现时改变了放球场地，可以结合实际放球点的仰角和方位角选择合适的放球点，避免风层计算误差或错误。
4结论
复杂天气条件的高空气象探测会有各种异常情况出现，对于探测人员来说应不断发现问题、解决问题，总结探测失败经验，熟练掌握各种复杂天气条件下的探测工作，确保高空气象探测工作的顺利开展，增强高空气象数据的完整性和可靠性水平，最大限度的避免或者降低迟放球、重放球、旁瓣抓球、部分记录缺测等情况出现，不断提升高空气象探测质量。
参考文献
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[3]王博.关于恶劣环境对高空气象探测质量的影响分析[J].农业气象,2015(1).
论文作者:汤东
论文发表刊物:《科技新时代》2018年6期
论文发表时间:2018/8/13
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