论文部分内容阅读
摘 要：高空气象探测过程中出现的天线抖动及“死位”、 接收机信号状态等雷达探空仪操作问题，地面瞬间观测、探空记录处理等观测问题，测风记录异常以及发生的复杂天气、突发事件等情况是影响高空气象探测资料准确性和完整性的常见问题，应根据实际情况作出相应的处理。
关键词：L波段雷达探空仪；高空探测；常见问题；处理方法
中图分类号： P412 文献标识码：A
1 雷达探空仪操作问题
1.1 天线抖动
雷达开机前如果开机电压不稳或开机速度过快都可导致雷达天线突发抖动现象，长期这样就会造成天线线缆接触不良，一旦发生故障不能快速、准确排除，进而影响探测资料的准确性。为避免这种现象发生，在开机时先打开主机电源，再开机，接着打开示波器等设备电源，开驱动箱电源，这样的开启方式使得驱动电源在启动时能有充分的预热时间间隔，可有效避开先启驱动电源极易引发的其他设备电源打开瞬间发生的电压不稳现象，保障了雷达探测仪各项设备的稳定运行。准备施放气球时，雷达天控处于自动跟踪状态，此时也极易出现天线抖动问题，特别是处在低仰角状态下出现天线抖动会对底层大气数据采集质量造成很大影响，严重时将无法跟踪上探空仪。因此，在开启雷达主电源后、驱动箱电源前，将放球软件界面的天控开关转至自动状态，然后再重新调整为手动状态。
1.2 天线“死位”
雷达天线属于裸露安装，长期使用难免会出现汇流环变脏，造成雷达天线仰角、方位被“锁死”不动，而电机驱动箱仰角和方位绿指示灯不亮、红指示灯和界面报警灯亮，影响观测数据。遇到这种情况出现，要快速重启电机，关闭再重启电机驱动箱开关，通过及时发现问题并处理问题，减少放球过程中探测资料误差。
1.3 接收机信号状态
放球过程中，接收机增益数值随着气球高度的变化而出现不断变化，因此，必须随时做好增益的观察调节，使接收信号保持良好状态。操作员进行增益调节时，要将天线对准目标物，示波器显示出角度方式，手动增益开关旁边的两个小按钮来调节该接收机增益，当增益指示表头对应的数值最小且示波器4条亮线达到饱和时，即表示增益已调整到适时最适值（30～50dB）。与此同时，还必须实现频率与增益的同步调整方可保证信号达到最佳状态，所以确定好增益数值后，还应进行频率调整，将其开关设置为自动状态，使记录频率指示表头显示的频率数值在1657.0MHz附近，或是打开小发射机，改示波器为距离方式，凹口深度在1/3～2/3处。只有接收机增益和频率都调整为最佳状态时且做好随时观察调节才能使所接收的信号达到最好，探测资料数据正常传输。
2 观测记录问题
2.1 地面瞬间观测
地面瞬间观测是气球施放前后5min内完成的代表施放气球瞬间的气象要素数据，数据的准确性对高空探测资料整理有系统性影响。因此，业务人员应认真正确读取地面标准仪器获取的气压表及其附温、干球温度、湿球温度读数，严格规范输入，杜绝因输入错误造成的整份高空气象探测记录出现系统性差错。
2.2 探空记录资料处理
L波段雷达自动化程度高，有着较高的数据探测精度和采样率，所采集到的整份记录数据密集、量大，导致飞点的机率较大，必须正确处理好温度、湿度、气压3要素的飞点，否则就会影响记录特性层的选择，如果飞点正好出现在规定的等压面或对流层，则对资料数据的正确性造成很大影响。南京属亚热带湿润气候，每年的6月下旬～7月中旬为梅雨季节，雨水多，雨日长，相对湿度大，致使湿度出现飞点的频率更高，遇强对流天气影响更重，甚至难以判断获取的紊乱讯号的变化趋势，值班员必须认真、仔细处理这些杂乱的记录，才能避免出错。
3 测风记录异常
高空气象探测业务人员应全面掌握高空探测规范及操作，熟悉探测系统和软件，以快速准确应对处理探测过程中出现的各种问题。如果在某一天某一时间点的测风记录上出现了数据突跳问题，必将影响量得风层的计算，进一步影响规定高度和等压面风的计算，进而影响正常发报和报表制作的準确性。业务员在处理这种情况时，可视数据突跳的时间来具体处理，如果该分钟数据异常可将这分钟数据作缺测处理；若是其中1s数据突跳，该分钟数据平均值就采用其余4s数据计算；出现了2s或以上数据突跳时，若为斜距，就考虑以高度代替，通常要代替几分钟的斜距数据，这样计算出的数据差值就不会太大。
4 复杂天气、突发事件的应急处理
高空探测过程中出现的复杂天气主要包括强降水、沙尘暴、大风或台风、雷暴雨等，突发性事件主要有探测设备故障、停电、业务软件瘫痪、通信故障和外界环境突变的干扰等。当遇到复杂天气、突发事件时，如业务人员不能应对，必须在最短时间内通知台站领导，由领导亲自指挥探测工作，并组织作好各项工作的应急处理。
通常，遇强降水、积雨云过境等影响气球正常升速的天气现象时，应适当增加气球氢气充气量，保证气球可正常升空，如果探测过程中500hPa以下出现了气球下沉现象，要迅速根据各方面情况判断气球是否还有上升的可能，做好在规定时间内重放球的准备，避免探测数据缺测等事故发生；台站出现大风（或台风）、沙尘暴、大雾等天气影响气球施放时，必须增加放球辅助人员，保证能顺利放球和对释放后气球的正常跟踪，若出现丢球，致使低空测风记录缺测，则应设法进行补测；当积雨云过境或出现雷暴等均可能影响到探空仪的正常工作，应尽量避开这类天气条件出现时进行施放，气球施放后如果未达到500hPa却出现探空仪被雷击或传感器变性等故障，应立即进行重放球。当地面接收设备发生故障，要立即启用备份探测设备；探测过程中出现业务软件瘫痪等，导致数据采集不能正常进行，可迅速采用最有效的办法进行处理和恢复；如果发生了通信故障，影响报文和探测资料不能正常上传时，要尽快利用其他辅助通信手段，在规定时间内完成报文和探测资料的上传；当遭遇其他突发性事件时，要力保500hPa以下探测资料的正确性；若是遇到突然停电，应立即启动自备电源。
参考文献
[1] 邹玉玲，刘翠芝.高空资料质量问题的原因分析[J].气象与环境科学，2007，30（2）.
作者简介：康健（1982-），男，汉族，江苏南京人，本科学历，工程师，从事地面探测及高空探测工作。
关键词：L波段雷达探空仪；高空探测；常见问题；处理方法
中图分类号： P412 文献标识码：A
1 雷达探空仪操作问题
1.1 天线抖动
雷达开机前如果开机电压不稳或开机速度过快都可导致雷达天线突发抖动现象，长期这样就会造成天线线缆接触不良，一旦发生故障不能快速、准确排除，进而影响探测资料的准确性。为避免这种现象发生，在开机时先打开主机电源，再开机，接着打开示波器等设备电源，开驱动箱电源，这样的开启方式使得驱动电源在启动时能有充分的预热时间间隔，可有效避开先启驱动电源极易引发的其他设备电源打开瞬间发生的电压不稳现象，保障了雷达探测仪各项设备的稳定运行。准备施放气球时，雷达天控处于自动跟踪状态，此时也极易出现天线抖动问题，特别是处在低仰角状态下出现天线抖动会对底层大气数据采集质量造成很大影响，严重时将无法跟踪上探空仪。因此，在开启雷达主电源后、驱动箱电源前，将放球软件界面的天控开关转至自动状态，然后再重新调整为手动状态。
1.2 天线“死位”
雷达天线属于裸露安装，长期使用难免会出现汇流环变脏，造成雷达天线仰角、方位被“锁死”不动，而电机驱动箱仰角和方位绿指示灯不亮、红指示灯和界面报警灯亮，影响观测数据。遇到这种情况出现，要快速重启电机，关闭再重启电机驱动箱开关，通过及时发现问题并处理问题，减少放球过程中探测资料误差。
1.3 接收机信号状态
放球过程中，接收机增益数值随着气球高度的变化而出现不断变化，因此，必须随时做好增益的观察调节，使接收信号保持良好状态。操作员进行增益调节时，要将天线对准目标物，示波器显示出角度方式，手动增益开关旁边的两个小按钮来调节该接收机增益，当增益指示表头对应的数值最小且示波器4条亮线达到饱和时，即表示增益已调整到适时最适值（30～50dB）。与此同时，还必须实现频率与增益的同步调整方可保证信号达到最佳状态，所以确定好增益数值后，还应进行频率调整，将其开关设置为自动状态，使记录频率指示表头显示的频率数值在1657.0MHz附近，或是打开小发射机，改示波器为距离方式，凹口深度在1/3～2/3处。只有接收机增益和频率都调整为最佳状态时且做好随时观察调节才能使所接收的信号达到最好，探测资料数据正常传输。
2 观测记录问题
2.1 地面瞬间观测
地面瞬间观测是气球施放前后5min内完成的代表施放气球瞬间的气象要素数据，数据的准确性对高空探测资料整理有系统性影响。因此，业务人员应认真正确读取地面标准仪器获取的气压表及其附温、干球温度、湿球温度读数，严格规范输入，杜绝因输入错误造成的整份高空气象探测记录出现系统性差错。
2.2 探空记录资料处理
L波段雷达自动化程度高，有着较高的数据探测精度和采样率，所采集到的整份记录数据密集、量大，导致飞点的机率较大，必须正确处理好温度、湿度、气压3要素的飞点，否则就会影响记录特性层的选择，如果飞点正好出现在规定的等压面或对流层，则对资料数据的正确性造成很大影响。南京属亚热带湿润气候，每年的6月下旬～7月中旬为梅雨季节，雨水多，雨日长，相对湿度大，致使湿度出现飞点的频率更高，遇强对流天气影响更重，甚至难以判断获取的紊乱讯号的变化趋势，值班员必须认真、仔细处理这些杂乱的记录，才能避免出错。
3 测风记录异常
高空气象探测业务人员应全面掌握高空探测规范及操作，熟悉探测系统和软件，以快速准确应对处理探测过程中出现的各种问题。如果在某一天某一时间点的测风记录上出现了数据突跳问题，必将影响量得风层的计算，进一步影响规定高度和等压面风的计算，进而影响正常发报和报表制作的準确性。业务员在处理这种情况时，可视数据突跳的时间来具体处理，如果该分钟数据异常可将这分钟数据作缺测处理；若是其中1s数据突跳，该分钟数据平均值就采用其余4s数据计算；出现了2s或以上数据突跳时，若为斜距，就考虑以高度代替，通常要代替几分钟的斜距数据，这样计算出的数据差值就不会太大。
4 复杂天气、突发事件的应急处理
高空探测过程中出现的复杂天气主要包括强降水、沙尘暴、大风或台风、雷暴雨等，突发性事件主要有探测设备故障、停电、业务软件瘫痪、通信故障和外界环境突变的干扰等。当遇到复杂天气、突发事件时，如业务人员不能应对，必须在最短时间内通知台站领导，由领导亲自指挥探测工作，并组织作好各项工作的应急处理。
通常，遇强降水、积雨云过境等影响气球正常升速的天气现象时，应适当增加气球氢气充气量，保证气球可正常升空，如果探测过程中500hPa以下出现了气球下沉现象，要迅速根据各方面情况判断气球是否还有上升的可能，做好在规定时间内重放球的准备，避免探测数据缺测等事故发生；台站出现大风（或台风）、沙尘暴、大雾等天气影响气球施放时，必须增加放球辅助人员，保证能顺利放球和对释放后气球的正常跟踪，若出现丢球，致使低空测风记录缺测，则应设法进行补测；当积雨云过境或出现雷暴等均可能影响到探空仪的正常工作，应尽量避开这类天气条件出现时进行施放，气球施放后如果未达到500hPa却出现探空仪被雷击或传感器变性等故障，应立即进行重放球。当地面接收设备发生故障，要立即启用备份探测设备；探测过程中出现业务软件瘫痪等，导致数据采集不能正常进行，可迅速采用最有效的办法进行处理和恢复；如果发生了通信故障，影响报文和探测资料不能正常上传时，要尽快利用其他辅助通信手段，在规定时间内完成报文和探测资料的上传；当遭遇其他突发性事件时，要力保500hPa以下探测资料的正确性；若是遇到突然停电，应立即启动自备电源。
参考文献
[1] 邹玉玲，刘翠芝.高空资料质量问题的原因分析[J].气象与环境科学，2007，30（2）.
作者简介：康健（1982-），男，汉族，江苏南京人，本科学历，工程师，从事地面探测及高空探测工作。