摘要：高空氣象觀測是氣象業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，是天氣預(yù)報(bào)、氣候分析、科學(xué)研究和國際交換氣象情報(bào)和資料的主要來源。高空氣象探測數(shù)據(jù)在天氣預(yù)報(bào)、氣候分析、氣象服務(wù)、科學(xué)研究等方面作用重大，對(duì)高空氣象探測數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，為使用者提供相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料是新時(shí)代氣象科技發(fā)展的要求。本文分析了影響高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素，并探討高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的方法。

關(guān)鍵詞：高空探測；數(shù)據(jù)質(zhì)量；質(zhì)量控制

引言：

氣象數(shù)據(jù)為天氣預(yù)報(bào)、氣候分析、氣象服務(wù)、科學(xué)研究等工作提供重要依據(jù)。在氣象觀測領(lǐng)域，高空氣象探測所獲得的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，揭示了各類天氣現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及其發(fā)生、發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，因此常規(guī)高空氣象探測數(shù)據(jù)非常重要。高空氣象探測數(shù)據(jù)是通過每天施放無線電探空儀獲取的，數(shù)據(jù)質(zhì)量受到無線電探空儀、地理環(huán)境、無線電干擾、設(shè)備性能和各類異常天氣的影響，探測結(jié)果與真實(shí)情況有一定的差異。隨著氣象科學(xué)事業(yè)的發(fā)展，科技工作者需要更高質(zhì)量的觀測數(shù)據(jù)。

1、影響高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的主要因素

1.1重放球

高空氣象探測極易出現(xiàn)重放球的現(xiàn)象，此現(xiàn)象可造成人力、財(cái)力的浪費(fèi)，嚴(yán)重影響記錄的時(shí)效性和高空氣象探測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。其中非人為因素有雷達(dá)故障、天氣因素、輸入相關(guān)氣象要素時(shí)的錯(cuò)誤、未及時(shí)發(fā)現(xiàn)雷達(dá)卡死現(xiàn)象、沒有做好施防氣球前的準(zhǔn)備工作、在高空氣象探測中沒有及時(shí)調(diào)整頻率等，這些因素約占重放球的百分之六十。

1.2丟球

氣球施放后，如果氣球瞬間過頂，很容易出現(xiàn)丟球現(xiàn)象，造成雷達(dá)不能順利自動(dòng)跟蹤，放球過程中出現(xiàn)的氣球過頂丟球可造成頂丟球重放或測風(fēng)記錄不完整，盡管可補(bǔ)放小球，但有時(shí)會(huì)因?yàn)樘鞖獾仍蚨鵁o法進(jìn)行補(bǔ)放，從而影響到整個(gè)記錄的準(zhǔn)確性和完整性，可見，丟球也是影響高空氣象探測質(zhì)量的原因之一，因此，避免氣球過頂丟球在高空觀測中非常重要。丟球的原因有很多種，如雷達(dá)性能、環(huán)境因素、人為因素等都可能引起。探空組作業(yè)人員可以在放球前對(duì)頻率進(jìn)行再次檢查并調(diào)整，使其時(shí)刻處于最佳工作狀態(tài)，放球后在接收訊號(hào)的過程中根據(jù)四條亮線的變化及時(shí)做出調(diào)整頻率，因此丟球主要受探測環(huán)境影響較大。受地理因素限制，臺(tái)站放球場地有限，不能因施放球瞬間的風(fēng)向變化而隨意調(diào)整施放場地，所以就會(huì)出現(xiàn)第一分鐘丟球過頂而不能及時(shí)跟上造成丟球現(xiàn)象發(fā)生。

1.3環(huán)境因素

高空氣象探測的數(shù)據(jù)質(zhì)量同時(shí)也要受到雷達(dá)四周探測環(huán)境的影響。因此，在高空探測過程中要求天線場地的周圍開闊，即使周圍出現(xiàn)障礙物對(duì)雷達(dá)天線的擋角也要保證在5°以內(nèi)，特別是在探測站盛行風(fēng)下風(fēng)方向時(shí)要保證在120°以內(nèi)的障礙物對(duì)雷達(dá)的擋角在2°以內(nèi)。在雷達(dá)天線接近地面盛行風(fēng)的下風(fēng)方向時(shí)適宜作為放球場地，避免近地面出現(xiàn)氣球過頂現(xiàn)象；要確保探空系統(tǒng)天線和放球場之間在同一水平線上，而且兩者之間的距離不小于30m；當(dāng)特殊天氣情況出現(xiàn)時(shí)，要保證雷達(dá)天線和放球點(diǎn)之間的仰角超過2°，只有這樣才能使建筑物不會(huì)對(duì)其造成影響；在放球場直徑100m范圍之內(nèi)最好不要有樹木、高大的建筑物等障礙物出現(xiàn)，在當(dāng)?shù)厥⑿酗L(fēng)下風(fēng)方向時(shí)必須保證放球場地周圍空曠無阻。

2、質(zhì)量控制措施

2.1加強(qiáng)培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)技術(shù)能力

不斷推出多種新穎的培訓(xùn)方式和培訓(xùn)方法，加強(qiáng)探空組人員的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)技術(shù)培訓(xùn)，努力提高探測業(yè)務(wù)人員的技術(shù)水平 和綜合素質(zhì)。氣象局應(yīng)高度重視高空氣象探測人員的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)技術(shù)培訓(xùn)，將多種技術(shù)培訓(xùn)方式和培訓(xùn)方法進(jìn)行結(jié)合，使自動(dòng)化氣象站中高空探測人員的技術(shù)水平不斷得到提升。氣象局還要定期開展自動(dòng)氣象站技術(shù)系列培訓(xùn)，同時(shí)也要制定出一系列的針對(duì)高空氣象探測以及地面觀測的相關(guān)規(guī)范，另一方面也可以借助與網(wǎng)絡(luò)媒體等技術(shù)積極開展業(yè)務(wù)技術(shù)專題講座，還要不定時(shí)地對(duì)工作人員的基礎(chǔ)知識(shí)和業(yè)務(wù)技術(shù)能力進(jìn)行考核以及競賽等，進(jìn)而使觀測人員的技術(shù)水平以及綜合素質(zhì)都能夠得到不同程度的提升。對(duì)于高空氣象探測人員來說，要對(duì)L波段高空氣象探測系統(tǒng)的業(yè)務(wù)手冊進(jìn)行熟練掌握，在處理高空氣象探測中的問題時(shí)需要結(jié)合探空專業(yè)的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，將人為因素對(duì)探測數(shù)據(jù)造成的影響降到最低。

2.2避免丟球

在沒有放球之前，需要對(duì)近地面的風(fēng)向、風(fēng)速進(jìn)行認(rèn)真觀察，掌握近地面層中風(fēng)向、風(fēng)速的大致規(guī)律并參照上一班次對(duì)這些氣象要素的記錄，之后分析氣球的運(yùn)動(dòng)路徑，便于放球人員對(duì)本班次初放氣球之后的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行掌握。在夜晚或者是能見度較低的天氣條件下，放球之前要提前將探空儀放置到距離雷達(dá)天線50m，以外、距離表面1-4m的地方，將雷達(dá)天線對(duì)準(zhǔn)探空儀，之后將天控手自動(dòng)開關(guān)、頻率、增益、距離手自動(dòng)開關(guān)都設(shè)置成自動(dòng)狀態(tài)，始終確保4條亮線清晰飽滿，凹口清晰并在豎線中間。接著將天控自動(dòng)開關(guān)設(shè)置成手動(dòng)狀態(tài)，將雷達(dá)搖偏一個(gè)較小的角度，之后就將天控手自動(dòng)開關(guān)設(shè)置成自動(dòng)狀態(tài)，查看雷達(dá)的自動(dòng)跟蹤情況。

2.3與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析

高空氣象探測數(shù)據(jù)會(huì)受到地物、地形、人類活動(dòng)、城市熱島效應(yīng)等的影響，隨著探空高度的升高，影響就越小，氣象要素的變化越穩(wěn)定。在短期內(nèi)僅隨天氣系統(tǒng)影響而變化，但從長期來看，受季節(jié)變化和氣候變化影響大，不同的季節(jié)各等壓面的高度和溫度都有不同程度的變化，可以將探測到的數(shù)據(jù)與歷史上相應(yīng)月份的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，當(dāng)超出歷史極值時(shí)進(jìn)行標(biāo)注。

2.4對(duì)特殊記錄的處理方法

對(duì)探空站特殊記錄分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)記錄影響最多的問題是由于干擾造成的記錄不完整，以及探測終止。干擾出現(xiàn)，探空信號(hào)飛點(diǎn)增多，測風(fēng)觀測示波器四條亮線變差，出現(xiàn)上下閃動(dòng)，而且測風(fēng)秒數(shù)據(jù)連線左右擺動(dòng)。嚴(yán)重時(shí)計(jì)算出的風(fēng)向風(fēng)速數(shù)據(jù)異常，甚至無法使用，造成數(shù)據(jù)缺測或者測風(fēng)觀測終止。干擾可能來自外來無線電信號(hào)、探空儀、雷達(dá)等，對(duì)于這種情況，飛點(diǎn)少時(shí)，較容易判斷；飛點(diǎn)較多時(shí)，仔細(xì)的判斷，探空人員應(yīng)通過上下正常記錄點(diǎn)之間連線，檢查中間飛點(diǎn)是否在連線之上，來進(jìn)行取舍。測風(fēng)記錄的影響往往在記錄的后期，可根據(jù)實(shí)際情況并結(jié)合前后時(shí)次的記錄，比較分析后進(jìn)行取舍。探測過程出現(xiàn)雷達(dá)故障時(shí)，對(duì)探測接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，判斷數(shù)據(jù)是否正確。情況嚴(yán)重時(shí)，啟用L波段備份接收機(jī)來進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，使用光學(xué)經(jīng)緯儀進(jìn)行測風(fēng)數(shù)據(jù)的觀測。探空氣球遇到強(qiáng)下沉氣流時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一定程度的下降，在記錄時(shí)要將下沉階段的記錄進(jìn)行刪除處理。刪除時(shí)根據(jù)氣壓的變化情況，做好上下氣壓點(diǎn)之間的銜接。因下沉記錄刪除后將無法恢復(fù)，需要仔細(xì)進(jìn)行判斷。探空觀測中因探空儀故障或電池等原因，探空儀的無線電信號(hào)突然消失。在這種情況下記錄終止。

結(jié)語：

無論是重放球、丟球、電磁干擾還是環(huán)境因素都有可能造成記錄缺失或不準(zhǔn)確，影響高空探測數(shù)據(jù)質(zhì)量。因此，保護(hù)探測環(huán)境，增強(qiáng)雷達(dá)機(jī)務(wù)保障能力，訓(xùn)練和掌握抓球基本功，增強(qiáng)責(zé)任心，是提高高空探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的保證。

參考文獻(xiàn)

[1]張聰娥.影響高空探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素分析[J].山西氣象，2014（3）：26-29

[2]趙建軍.高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響因素及控制對(duì)策[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017（3）：199

[3]王博.關(guān)于惡劣環(huán)境對(duì)高空氣象探測質(zhì)量的影響分析[J].農(nóng)業(yè)氣象，2015（1）：118

[4]劉振偉.高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高措施[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（23）：240

作者簡介：江華（1987-），男，四川成都人，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：綜合氣象觀測。

（作者單位：宜賓氣象站）