屠江敏

(洪家國家基準(zhǔn)氣候站,浙江椒江318015)

0 引 言

使用L波段雷達(dá)探測氣球引起丟球的現(xiàn)象,在全國各高空站普遍存在。經(jīng)統(tǒng)計,洪家站從使用L波段雷達(dá)以來的5 a時間中,因各種原因引起的低空丟球造成測風(fēng)數(shù)據(jù)失測有45次(見表1)。其中又以低空氣球過頂丟球失測為主,與701雷達(dá)相比成倍增加,從而使測風(fēng)記錄不完整,造成探測數(shù)據(jù)缺失,成為本站高空業(yè)務(wù)質(zhì)量不穩(wěn)定的主要原因。

表1 L波段雷達(dá)探測丟球原因 次數(shù)

1 造成L波段雷達(dá)探測氣球丟球的原因

1.1 氣球過頂丟球失測,這是最常見的。與701雷達(dá)相比,L波段雷達(dá)的精密度提高,波瓣相對較窄,在不能自動穩(wěn)定跟蹤時,手動跟蹤抓球較困難。當(dāng)仰角升高氣球過頂,方位變化極快的情況下,L波段雷達(dá)難以自動穩(wěn)定跟蹤,引起測風(fēng)數(shù)據(jù)失測,占全部丟球失測的67%左右(見表 1)。

1.2 操作失誤也占一定比例,主要是值班人員操作不熟練及主副班之間配合失誤引起,約占7%。

1.3 大風(fēng)、大霧等惡劣天氣引起,約占4%。

1.4 雷達(dá)故障,如仰角,方位失靈、卡位、跳頻等,約占18%。

1.5 其它情形,包括計算機(jī)、電池電壓、停電等原因引起約占4%,且以高空為主。

綜合以上各點(diǎn),L波段雷達(dá)探測氣球丟球造成測風(fēng)數(shù)據(jù)失測的原因有多種多樣,既有客觀原因造成的,但主要還是主觀原因造成的。所以要解決L波段雷達(dá)丟球引起的測風(fēng)數(shù)據(jù)缺失測,除了從客觀上找原因外,更要在主觀上去努力,不斷學(xué)習(xí)、總結(jié)經(jīng)驗,找出適合本站的方法,才能有效減少丟球?qū)е碌臏y風(fēng)數(shù)據(jù)缺失測,保證高空資料的完整性、準(zhǔn)確性、及時性,使探測質(zhì)量穩(wěn)定提高。

2 減少L波段雷達(dá)因丟球引起測風(fēng)數(shù)據(jù)失測的措施

經(jīng)本站業(yè)務(wù)人員多年摸索,并在平時工作中加以實踐,應(yīng)做好以下幾點(diǎn)。

2.1 業(yè)務(wù)人員要有良好的敬業(yè)精神,較強(qiáng)的責(zé)任心,熱愛本職工作,是做好一切工作的前提,值班時不做與工作無關(guān)之事,集中精力,杜絕人為原因引起的缺失測。

2.2 加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí),L波段雷達(dá)在各探空站使用時間并不長久,對其熟練需要一個過程,要多查閱歷史資料,對本站環(huán)境及一年四季的低空風(fēng)向變化做到心中有數(shù),特別是低空風(fēng)切變較多月份的風(fēng)向風(fēng)速。多練習(xí)手動跟蹤抓球,特別是惡劣天氣下的手動盲抓跟蹤方法,做到心中有數(shù),臨亂不驚。

2.3 做好班前準(zhǔn)備工作。在班前要認(rèn)真檢查雷達(dá)、探空儀工作狀態(tài),檢查攝像機(jī),調(diào)整雷達(dá)頻率、增益,檢查探空儀測距回波“凹口”、“天控”自動跟蹤狀態(tài)等。

2.4 施放氣球前,再一次檢查雷達(dá)接收機(jī)頻率、增益,探空儀測距回波“凹口”、“天控”自動跟蹤狀態(tài);雷達(dá)天線是否對準(zhǔn)探空儀所在位置;接收機(jī)增益手/自動必須置于自動狀態(tài);“天控”手/自動置于自動,距離按鈕置于自動。并根據(jù)近地面風(fēng)向風(fēng)速確定放球點(diǎn),確保起始時自動抓球成功,盡可能避免氣球低空過頂。

2.5 氣球施放后,副班應(yīng)跑到雷達(dá)天線處,觀測雷達(dá)天線是否自動跟蹤氣球,若發(fā)現(xiàn)雷達(dá)天線跟蹤不正確,立即指揮主班手動抓球,主班應(yīng)迅速將“天控”轉(zhuǎn)為手動,根據(jù)指揮,轉(zhuǎn)動雷達(dá)天線追蹤氣球待確定雷達(dá)天線對準(zhǔn)探空儀后,將“天控”手/自動開關(guān)置為自動,使雷達(dá)自動跟蹤探空儀目標(biāo)信號,并點(diǎn)擊扇掃按鈕,以確定自動跟蹤目標(biāo)的正確。值班過程中微機(jī)操作人員應(yīng)隨時注意雷達(dá)工作狀態(tài)、報警燈狀態(tài)、雷達(dá)故障報警、回波“凹口”跟蹤情況,高度與氣壓高度差值及測風(fēng)數(shù)據(jù)變化規(guī)律。若遇有反常情況,應(yīng)查找原因,并及時解決。

2.6 遇惡劣天氣及氣球過頂時的抓球,近地面氣球過頂,由副班在施放氣球后跑到雷達(dá)天線下指揮主班進(jìn)行手動跟蹤抓球,如遇大霧、雨天、大風(fēng)等惡劣天氣或高空過頂而無法指揮抓球,這時就要進(jìn)行盲抓,其步驟一般為：

2.6.1 抓球前應(yīng)根據(jù)地面風(fēng)向、風(fēng)速對氣球升空后的大致方位、仰角及氣球過頂?shù)倪\(yùn)行軌跡有個初步判斷,做到心中有數(shù)。當(dāng)氣球升空后推動內(nèi)控盒上的天線操縱桿,使雷達(dá)天線對準(zhǔn)探空儀。這時示波器上的4根亮線兩兩對齊,測距回波“凹口”清晰,高度與氣壓高度差值正常。增益在40左右,再將“天控”手/自動置于自動,使雷達(dá)天線自動穩(wěn)定跟蹤探空儀信號。

2.6.2 如遇氣球過頂,當(dāng)氣球升至仰角90°附近(L波段雷達(dá)仰角限制為-6°～92°之間),不要超過90°,應(yīng)將“天控”手/自動置為手動狀態(tài),否則雷達(dá)容易卡位,記下自動跟蹤時的斜距、氣壓高度差、增益大小。確定氣球過頂方向,扳動內(nèi)控盒上的操縱桿使雷達(dá)天線對準(zhǔn)探空儀,這時跟蹤應(yīng)以方位為主兼顧仰角,并使4條亮線始終處于同一水平。待仰角降至90°以下,確定氣球完全過頂后將“天控”手/自動置為自動跟蹤。再將增益、氣壓高度差與過頂前的增益,氣壓高度差進(jìn)行比較,若兩者接近,可確定雷達(dá)天線已對準(zhǔn)探空儀,雷達(dá)就能穩(wěn)定跟蹤探空儀信號。若是旁瓣抓球,雷達(dá)的探測距離大大縮短且仰角誤差較大,雷達(dá)測高與氣壓反算高度相差較大,接收控制界面上的警示燈會不停地閃爍。增益也與過頂前相差較大。如是旁瓣抓球,可點(diǎn)擊接收控制界面扇掃搜索按鈕,天線會按預(yù)定的程序進(jìn)行搜索,如果是旁瓣通過搜索后天線會自動回到主瓣上,若仍回到原來位置,接收控制界面上的警示燈仍不停閃爍,則應(yīng)查找原因。若確定旁瓣,重回手動抓球,直至雷達(dá)天線自動跟蹤探空儀目標(biāo)信號。過頂抓球時,有時探空信號會出現(xiàn)亂碼,應(yīng)將亂碼刪除后再進(jìn)行氣壓高度差比較以減少誤差。

3 結(jié) 語

只要做好以上各點(diǎn),就能有效減少探測氣球丟球,不僅探測質(zhì)量能得到有效保障,也節(jié)約大量探測器材。但各臺站情況千差萬別,要根據(jù)本站實際,總結(jié)一套適合本站的操作方法,才能使探測質(zhì)量穩(wěn)定和提高。

[1] 中國氣象局.L波段(1型)高空氣象探測系統(tǒng)業(yè)務(wù)操作手冊[M].北京：氣象出版社,2001.

[2] 華行祥.小場地惡劣天氣探空球施放技術(shù)[J].氣象,2005(4)：89.