劉海龍 李宗昊 李東宇 于文博 關(guān)雨姍

摘 要：文章重點(diǎn)就氣象探測中的無線電技術(shù)L波段高空氣象探測技術(shù)進(jìn)行了分析和探討，文章指出要確保氣象探測中L波段高空氣象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精確性，必須要針對高空氣象探測常見的問題進(jìn)行全面分析，并找出相應(yīng)的解決措施加以解決，充分發(fā)揮L波段高空氣象探測系統(tǒng)可以對探測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)測和集成的巨大作用，保證高空氣象探測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：L波段；高空氣象探測；常見問題

利用天氣雷達(dá)發(fā)射無線電波的回波和氣象衛(wèi)星拍攝到的衛(wèi)星云圖，我們可以對天氣變化的趨勢進(jìn)行預(yù)報(bào)。無線電技術(shù)在氣象領(lǐng)域的應(yīng)用，使我國成為氣象預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較高的國家?，F(xiàn)在，我國已經(jīng)初步建成以氣象衛(wèi)星為天基、無線電探空儀為空基和天氣雷達(dá)站等為地基的三維一體式綜合氣象監(jiān)測業(yè)務(wù)體系。目前，我國擁有300多部天氣雷達(dá)和7顆氣象衛(wèi)星，天氣雷達(dá)和氣象衛(wèi)星數(shù)量位居世界前列。氣象部門在此基礎(chǔ)上可以監(jiān)測全球天氣變化、氣候變化和環(huán)境變化、水資源變化以及災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展等情況。這樣，我們就能夠像諸葛亮一樣，預(yù)測風(fēng)向變化，預(yù)知天氣冷暖了。

1、L波段高空氣象探測問題

L波段高空氣象在探測進(jìn)行雷達(dá)開機(jī)時(shí)，當(dāng)開機(jī)電壓處于不穩(wěn)定狀態(tài)或者電壓速度的過快時(shí)，會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)天線突然抖動(dòng)，當(dāng)沒有對雷達(dá)天線進(jìn)行及時(shí)處理時(shí)，會(huì)造成天線線纜無法進(jìn)行良好接觸。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，也無法快速、及時(shí)和準(zhǔn)確的排除，對探測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性造成影響。準(zhǔn)備施放氣球時(shí)，雷達(dá)天控處于自動(dòng)跟蹤狀態(tài)，此時(shí)也極易出現(xiàn)天線抖動(dòng)問題，特別是處在低仰角狀態(tài)下出現(xiàn)天線抖動(dòng)會(huì)對底層大氣數(shù)據(jù)采集質(zhì)量造成很大影響，嚴(yán)重時(shí)將無法跟蹤上探空儀。因此，在開啟雷達(dá)主電源后、驅(qū)動(dòng)箱電源前，將放球軟件界面的天控開關(guān)轉(zhuǎn)至自動(dòng)狀態(tài)，然后再重新調(diào)整為手動(dòng)狀態(tài)。放球過程中，接收機(jī)增益數(shù)值隨著氣球高度的變化而出現(xiàn)不斷變化，因此，必須隨時(shí)做好增益的觀察調(diào)節(jié)，使接收信號(hào)保持良好狀態(tài)。操作員進(jìn)行增益調(diào)節(jié)時(shí)，要將天線對準(zhǔn)目標(biāo)物，示波器顯示出角度方式，手動(dòng)增益開關(guān)旁邊的兩個(gè)小按鈕來調(diào)節(jié)該接收機(jī)增益，當(dāng)增益指示表頭對應(yīng)的數(shù)值最小且示波器4條亮線達(dá)到飽和時(shí)，即表示增益已調(diào)整到適時(shí)最適值（30～50dB）。與此同時(shí)，還必須實(shí)現(xiàn)頻率與增益的同步調(diào)整方可保證信號(hào)達(dá)到最佳狀態(tài)，所以確定好增益數(shù)值后，還應(yīng)進(jìn)行頻率調(diào)整，將其開關(guān)設(shè)置為自動(dòng)狀態(tài)，使記錄頻率指示表頭顯示的頻率數(shù)值在1657.0MHz附近，或是打開小發(fā)射機(jī)，改示波器為距離方式，凹口深度在1/3～2/3處。

2、L波段高空氣象探測措施

在解決雷達(dá)開機(jī)天線抖動(dòng)問題時(shí)，首先將主機(jī)電源打開然后開機(jī)。隨后再打開示波器等設(shè)備，最后開啟驅(qū)動(dòng)箱電源。在開啟主電源和驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，兩者之間有著足夠的時(shí)間，能夠充分預(yù)熱，另外在最大開啟驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，能夠防止在打開其他設(shè)備時(shí)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)，從而保證氣象探測設(shè)備可以正常穩(wěn)定運(yùn)行。在解決氣球準(zhǔn)備施放問題時(shí)，要將驅(qū)動(dòng)箱電源緩慢開啟，首先要將放球軟件界面天控開關(guān)轉(zhuǎn)到自動(dòng)狀態(tài)，然后要將自動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為手動(dòng)狀態(tài)，再打開驅(qū)動(dòng)箱電源。在解決放球自動(dòng)跟蹤問題時(shí)，操作人員要進(jìn)行手動(dòng)跟蹤，在放球之前，保證天控處于手動(dòng)狀態(tài)。然后對天線方位和仰角進(jìn)行手動(dòng)控制，并要對氣球漂移情況進(jìn)行密切的觀察，并通過攝像機(jī)跟蹤氣球，保持氣球一直處于屏幕中央。比如將氣球放出，抬升氣球仰角時(shí)，當(dāng)氣球穩(wěn)定后就可以將天控開關(guān)轉(zhuǎn)換為自動(dòng)狀態(tài)。為了防止出現(xiàn)旁瓣抓球的現(xiàn)象，當(dāng)攝像頭無法觀測到球影時(shí)，是可以利用扇掃功能解決無法觀測問題，保障對亮線平齊。另外要適當(dāng)調(diào)整距離按鈕，使凹口處于豎線的中間位置。將調(diào)頻調(diào)整到最佳狀態(tài)，能夠與接收機(jī)進(jìn)行有效增益。

在調(diào)整頻率時(shí)可以在增益調(diào)節(jié)完成后，將頻率開關(guān)調(diào)整到自動(dòng)狀態(tài)，通常頻率指示表顯示的頻率數(shù)值是在1675MHz。同時(shí)也可以打開小型發(fā)射機(jī)，并將示波器的顯示方式調(diào)整為距離方式，密切觀察凹口，通常凹口深度要保持在三分之一到三分之二之間。在調(diào)節(jié)增益時(shí)，要將天線調(diào)整并對著目標(biāo)物，并且示波器為角度模式，增益為手動(dòng)狀態(tài)。操作人員就可以通過增益開關(guān)旁邊的按鈕手動(dòng)調(diào)節(jié)的接收機(jī)增益。在上下調(diào)節(jié)增益時(shí)，要對數(shù)據(jù)變化情況和示波器亮線狀態(tài)進(jìn)行密切觀察。當(dāng)數(shù)據(jù)最小而且示波器有著4條亮線飽和時(shí)，這時(shí)增益是最合適的。因此，必須要隨時(shí)觀測增益并進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。在人工追蹤尋找氣球時(shí)，要按照氣壓計(jì)算高度，最后計(jì)算出仰角值。比如在雷達(dá)丟球，無法將探空儀的空間位置情況進(jìn)行接收，但是可以將探空信號(hào)進(jìn)行正常接收。在沒有氣壓飛點(diǎn)的情況下，氣球高度是650米，從斜距角度直視凹口的距離是在750米，這時(shí)高度和斜距的距離是650/750，即0.867，而仰角值就是60°。再利用固定仰角進(jìn)行有效方位移動(dòng)，從而快速找到氣球。在判斷旁瓣跟蹤時(shí)，首先增益值保持在150-160dB，高度和氣高有著較大差值。當(dāng)高度值沒有超過氣高值時(shí)，就會(huì)升高10°。反之則減小。當(dāng)在夜間無法顯示氣高時(shí)，就要對現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)確定，通常每分鐘高度增加值需保持在350-400米之間。當(dāng)有著旁瓣跟蹤時(shí)，就會(huì)升高10°仰角，然后進(jìn)行天線扇掃。

3、結(jié)束語

綜上所述，如果探測過程中500hPa以下出現(xiàn)了氣球下沉現(xiàn)象，要迅速根據(jù)各方面情況判斷氣球是否還有上升的可能，做好在規(guī)定時(shí)間內(nèi)重放球的準(zhǔn)備，避免探測數(shù)據(jù)缺測等事故發(fā)生；臺(tái)站出現(xiàn)大風(fēng)（或臺(tái)風(fēng)）、沙塵暴、大霧等天氣影響氣球施放時(shí)，必須增加放球輔助人員，保證能順利放球和對釋放后氣球的正常跟蹤，若出現(xiàn)丟球，致使低空測風(fēng)記錄缺測，則應(yīng)設(shè)法進(jìn)行補(bǔ)測；當(dāng)積雨云過境或出現(xiàn)雷暴等均可能影響到探空儀的正常工作，應(yīng)盡量避開這類天氣條件出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行施放，氣球施放后如果未達(dá)到500hPa卻出現(xiàn)探空儀被雷擊或傳感器變性等故障，應(yīng)立即進(jìn)行重放球。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭惠玲.L波段高空氣象探測資料常見問題[J].科技研究，2013

[2]吳紅宇.高空氣象探測數(shù)據(jù)資料常見問題[J].貴州氣象，2013