山东省荣成市成山头气象站
引言
开展高空大气探测是台站获取天气变化资料的基本手段，是发展气象科学的重要基础，而常规高空气象探测则是大气探测系统的重要组成部分。现阶段，台站进行高空探测时主要是通过氢气球携带探空仪的方式进行实现，随着探空气球高度的增加，探测仪获取到的气象资料种类也就越多。由于高空气象探测设备和仪器的更新换代、数字探空仪的研究开发、L波段雷达的使用和电子计算机的广泛使用，高空气象探测的自动化水平不断增强，高空气象探测逐渐迈入到现代化探测技术行列，在很大程度上提升了高空气象探测数据质量。自新一代L波段高空气象探测雷达在成山头气象站应用以来，在假相当脉冲的作用下可实现对角度的自动跟踪、测距、近距离抓球等，使得探测数据的错情率不断下降，但是其他因素产生的错情还是很难避免的。基于此，本文重点分析影响高空气象探测数据质量的因素并给出了几点控制措施，仅供相关部门进行参考借鉴。
1、影响高空气象探测数据质量的因素
1.1重放球
在高空气象探测中，若是人为和非人为因素引起的重放球，此时将会造成人力和财力资源的浪费，同时还会对探测记录的时效性水平产生影响，降低了高空气象探测质量。在影响重放球的所有因素中，仅非人为因素就占据的概率超过了60%，主要包括雷达故障（如雷达卡死或气球过顶产生的丢球）、天气因素（如出现雷雨天气时气球进入到Cb云后信号丢失等），施放球的准备工作未做好、地面气象要素输入异常、观测中未对频率进行调整等，这些均会引发重放球操作，进而对高空气象探测数据产生影响。
1.2环境因素
外界环境对高空气象探测数据质量的影响主要表现在探测雷达方面，在实际的高空气象探测工作中，为增强探测精度，探测雷达对放球场地也有着严格要求，应保证放球场地开阔，在放球场地50m范围内不存在高大的建筑物或电线。即使周围有障碍物出现，应确保其其对天线的挡角在5°以内，尤其是探测站盛行风下风方向时应确保其在120°以内的障碍物对雷达天线的挡角保持在2°内。对于台站探测人员来说，应结合风向和风速大小选择合适的放球场地，为防止出现意外情况，应至少选择两个放球点，放球地点选择好后并不能说明放球成功或获取到的探测数据信息准确性得到了保证，放球场地的选取和天气变化均会影响放球工作的顺利开展，需要探测人员随机应变。
1.3丢球
在施放气球后，若在极短的时间内气球出现过顶，紧接着就会产生丢球现象，不利于雷达的自动跟踪；若在放球过程中出现气球过顶丢球，则会造成过顶丢球重放或测风记录异常，尽管可以开展补放操作，若补放中出现复杂气象条件，则会影响整个高空气象探测数据的准确性和完整性水平，由此可以发现过顶丢球也会对高空气象探测数据质量产生影响。另外，测场四周环境、人为因素、雷达自身性能等均会造成丢球。成山头气象站的雷达跟踪状况维护良好，探测人员在放球前会对频率进行检查调整，保证其工作状态达到最佳，气球施放成功后，应当结合接收讯号的四条亮线及时调整频率。因为探测环境对丢球有较大影响，受到地理因素的限制，一般的高空台站内的放球场地较为有限，施放球瞬间不能根据风向的变化来随意调整放球场地，这就使得在发现过顶丢球后不能及时跟踪。因此，高空气象探测中应根据风向风速调整放球地点，尽可能防止气球因过顶丢球。
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1.4软件故障
1.4.1串口冲突
在高空气象探测软件运行过程中，如果COM1软件被其他程序占用，计算机将很难接收到测风雷达传递的气象探测数据信息，进而对气象探测数据质量产生影响。在这种情况出现时，探测人员需要第一时间查看软件故障与串口冲突是否有关，并及时采取正确办法解决，确保计算机可以正常接收相关的探测数据信息。
1.4.2测风设置错误
在实际的高空气象探测工作中，若测风方式设置错误，会导致雷达出现斜距，有错误信息将会显示在计算机上，即使选用手动方式调整该问题也很难解决。高度表的风速格式是固定的，若测风方式设置错误，显示的风速数据也会异常，同实际风速数据间有较大误差，进而影响高空探测数据质量。为尽快解决该问题，需要探测人员对测风方式进行重改，调节成"无斜距测风"即可。放球前，还可以打开斜距自动跟踪按键，如果高差变化灵敏，则代表斜距跟踪正常，如果反应迟钝，则容易出现斜距跟踪异常，导致无斜距测风，影响探测精度。
2、高空气象探测数据控制措施
2.1正确处理异常记录
若因重放球造成的干扰，应保证放球软件维持原有状态。一些探测人员会将将放球软件"地面参数"中的"数据处理方法"中的功能项选择为"推荐模式"，一旦数据超过规定范围，替代数据会直接选用拟合值，应将该功能选择为"保留接收到的原始数据不进行任何处理"。对于放球软件来说，若飞点、非码现象增多时会增加信号判断难度，利用程序自动拟合曲线的误差较大，极易产生丢球。通常情况下，在少量飞点出现时，值班人员应通过手动方法直接删除。
2.2增强高空气象探测业务技能
应对高空气象探测人员加强基础业务培训，通过多种技术培训方式，增强高空气象探测人员综合素质和技术水平。可结合台站实际，对现有高空气象探测规范不断进行完善，借助于多媒体网络平台开展专题讲座，不定期组织本部门人员参与到高空气象探测的考试和竞赛中来，对于表现优秀的探测人员给予奖励或职位晋升。
2.3避免丢球
在放球还没有开始前，探测人员需认真观察近地面风向和风速情况，并参照上班次的数据记录，之后对气球运动路径进行分析，便于放球人员对其进行掌握。若放球选择在夜晚或能见度较低的天气条件下，在放球前需将探空仪放置到距离天线50m以外且与地面高度保持在1~4m左右的地方，将雷达天线对准探空仪后，对天控开关的相关参数进行调整，保证四条亮线清晰饱满，凹口清晰且在竖线中间。之后调节天控开关为手动状态，将雷达偏向一个角度，将天控开关设置成自动状态，对雷达自动跟踪情况进行检查。
2.4规范高空气象探测结果
为保证高空气象探测的准确度和完整性水平，需要选择不同种类的高空气象探测数据处理方法，但是获取结果也存在很大差异，最终影响高空探测数据质量。应将计算机方式和人为方式进行结合，对探空数据进行记录。如果选择人为方式记录探空数据，因每个探测人员的知识水平和操作方式有很大差异，针对这种情况，需要探测人员及时查找原因。而台站也应对现有的探测记录方式进行完善，以提升高空气象探测数据质量。
参考文献：
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[2] 张丽萍.提高高空探测质量的方法及措施研究[J].农技服务，2015（1）：119.
[3] 贺美萍.影响高空探测质量主要因素及应对措施[J].内蒙古农业科技，2015（4）：60-61.
论文作者:郭磊 孙建楠 连志勇
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/22
标签：高空论文; 气象论文; 数据论文; 人员论文; 质量论文; 丢球论文; 方式论文; 《中国西部科技》2019年第10期论文;