吳恒

摘 要 探討了高空探測(cè)中重放球的操作方法，及由于重放球2個(gè)探空儀信號(hào)干擾（以下簡(jiǎn)稱信號(hào)干擾）的記錄處理。并結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了重放球和信號(hào)干擾時(shí)的操作經(jīng)驗(yàn)和技巧。通過(guò)調(diào)整探空儀頻率的方法以錯(cuò)開兩探空儀回答器的頻率，有效解決了重放球引起的信號(hào)干擾問(wèn)題，并在實(shí)際工作中得到驗(yàn)證，效果良好，保證了特殊情況放球的業(yè)務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 高空氣象探測(cè)；重放球；信號(hào)干擾；處理

中圖分類號(hào)：P412.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）30--02

高空氣象探測(cè)系統(tǒng)作為綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，是天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和氣候變化研究的重要依據(jù)之一，在天氣預(yù)報(bào)和氣候監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要作用[1]。目前，我國(guó)L波段雷達(dá)高空氣象探測(cè)系統(tǒng)是由 GFE（L）1型二次測(cè)風(fēng)雷達(dá)（以下簡(jiǎn)稱L波段雷達(dá)）和GTSl型數(shù)字式電子探空儀（以下簡(jiǎn)稱探空儀）組成，此系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了探測(cè)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)和集成的自動(dòng)化，提高了高空氣象探測(cè)資料的質(zhì)量和精度。

重放球過(guò)程中容易出現(xiàn)雷達(dá)旁瓣抓球、丟球、大量飛點(diǎn)、雷達(dá)-氣壓高差大等異常情況，造成記錄缺測(cè)甚至多次重放球，直接影響探測(cè)資料的完整性、連續(xù)性、代表性和比較性。同時(shí)，兩個(gè)探空儀信號(hào)干擾問(wèn)題也一直是困擾業(yè)務(wù)值班中的難題。本文結(jié)合工作實(shí)踐，總結(jié)重放球過(guò)程中的注意事項(xiàng)和操作技巧，重點(diǎn)介紹了信號(hào)干擾問(wèn)題的解決方法。同時(shí)，提出的通過(guò)調(diào)整探空儀回答器頻率使得兩探空儀的中心頻率錯(cuò)開的方法，在業(yè)務(wù)運(yùn)行中得到了試驗(yàn)、驗(yàn)證，并在河北省3個(gè)高空站進(jìn)行推廣使用，有效解決了重放球時(shí)信號(hào)干擾的難題，保證了高空探測(cè)的質(zhì)量[2]。

1 重放球時(shí)的操作

業(yè)務(wù)值班過(guò)程中，由于儀器故障，操作失誤，惡劣天氣等經(jīng)常遇到重放球。重放球不僅是對(duì)人力和物力的浪費(fèi)，更會(huì)導(dǎo)致氣象資料失去時(shí)間和空間上的一致性，影響探測(cè)資料的比較性。

1.1 重放球的概念

重放球是指某次常規(guī)觀測(cè)未達(dá)到規(guī)范要求高度而必須進(jìn)行的再觀測(cè)。重放球應(yīng)在正點(diǎn)放球后75 min內(nèi)進(jìn)行。重放球達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：全年重放球次數(shù)≤6次，即重放球率≤8.3‰。中國(guó)氣象局規(guī)定：常規(guī)定時(shí)高空氣象探測(cè)時(shí)次的可用數(shù)據(jù)未達(dá)到500 hPa或不足10 min，應(yīng)重放球。綜合探測(cè)或雷達(dá)單獨(dú)測(cè)風(fēng)時(shí)，遇有近地層高空風(fēng)失測(cè)，應(yīng)在規(guī)定時(shí)限內(nèi)補(bǔ)放測(cè)風(fēng)球，但因某種原因，放球的規(guī)定時(shí)限內(nèi)未能補(bǔ)放測(cè)風(fēng)球，且在500 hPa以下，測(cè)風(fēng)分鐘數(shù)據(jù)連續(xù)失測(cè)大于5 min，也應(yīng)在放球的規(guī)定時(shí)限內(nèi)重放球。

1.2 重放球時(shí)的操作方法

當(dāng)判斷某次探測(cè)過(guò)程失敗需要重放球時(shí)，其操作方法是：首先關(guān)閉放球軟件，選擇球炸原因時(shí)，按實(shí)際原因選擇，退出放球軟件；然后，打開放球軟件時(shí)程序會(huì)提示是否“重新放球”，直接選擇“是”。

2 重放球造成的信號(hào)干擾現(xiàn)象

2.1 信號(hào)干擾原因

重放球前后施放的兩個(gè)或多個(gè)探空儀發(fā)射機(jī)的中心頻率f（1675±3 MHz）基本相同，如果高空中兩個(gè)或多個(gè)探空儀相遇，會(huì)使雷達(dá)接收機(jī)同時(shí)接收兩個(gè)或多個(gè)探空儀回答器發(fā)出的信號(hào)，造成信號(hào)混亂，出現(xiàn)大量的亂碼（即飛點(diǎn)），見(jiàn)圖1。后施放探空儀信號(hào)（以下簡(jiǎn)稱主信號(hào)）受先前施放探空儀信號(hào)（以下簡(jiǎn)稱干擾信號(hào)）干擾，主信號(hào)頻率變得較弱，嚴(yán)重影響L波段雷達(dá)接收系統(tǒng)的接收，如果干擾信號(hào)強(qiáng)于主信號(hào)，容易造成雷達(dá)旁瓣、丟球，導(dǎo)致記錄不可用或缺測(cè)等。

2.2 信號(hào)干擾時(shí)的現(xiàn)象

發(fā)生信號(hào)干擾時(shí)，會(huì)出現(xiàn)探空記錄壓、溫、濕數(shù)據(jù)點(diǎn)混亂，不停出現(xiàn)飛點(diǎn)、亂碼，雷達(dá)氣壓高度誤差變大，數(shù)據(jù)終端不停發(fā)出告警提示，提示雷達(dá)測(cè)高與氣壓高度不一致；將示波器處于測(cè)距狀態(tài)，凹口兩側(cè)茅草較多；增益比先前增大；雷達(dá)仰角、方位角顯示變化不大，但雷達(dá)明顯不停的抖動(dòng)。

2.3 信號(hào)干擾時(shí)的應(yīng)對(duì)措施

在高空氣象探測(cè)過(guò)程中，雖然高空氣象觀測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高，但值班員始終起著至關(guān)重要的作用。值班員業(yè)務(wù)操作能力的熟練程度、技術(shù)水平的高低，正確判斷、處理探測(cè)記錄的能力，直接影響著探測(cè)質(zhì)量高低。本研究針對(duì)信號(hào)干擾，提出以下幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施。

當(dāng)遇到探空儀信號(hào)干擾時(shí)，值班員要密切監(jiān)視、時(shí)刻注意接收信號(hào)情況，及時(shí)判斷、快速刪除飛點(diǎn)，保證探測(cè)數(shù)據(jù)的客觀準(zhǔn)確，保證L波段雷達(dá)不丟失探測(cè)目標(biāo)。

及時(shí)、有效的處理記錄，是探測(cè)質(zhì)量的基本保證。放球開始時(shí)應(yīng)把放球軟件“地面參數(shù)”中的“數(shù)據(jù)處理方法”菜單下的功能項(xiàng)設(shè)定為“保留接收到的原始數(shù)據(jù)不進(jìn)行任何處理”；

也要在“放大10倍”狀態(tài)下查看是否有漏刪的飛點(diǎn)。

3 信號(hào)干擾的解決方法

發(fā)生信號(hào)干擾，后期記錄難以整理，并且在探測(cè)過(guò)程中容易出現(xiàn)旁瓣、丟球，影響探測(cè)質(zhì)量。為徹底解決信號(hào)干擾問(wèn)題，筆者在實(shí)際工作中進(jìn)行探討、試驗(yàn)，通過(guò)調(diào)整探空儀頻率以錯(cuò)開兩探空儀回答器發(fā)射頻率，徹底解決了兩探空儀信號(hào)干擾問(wèn)題，應(yīng)用效果良好。目前此方法已在河北省各高空站推廣使用。

3.1 探空儀頻率的調(diào)整

調(diào)整方法：調(diào)節(jié)探空儀發(fā)射機(jī)頭部的電容調(diào)諧螺絲（一個(gè)半可變電容器），順時(shí)針調(diào)整頻率降低，逆時(shí)針調(diào)整頻率升高，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：一般順時(shí)針（或逆時(shí)針）調(diào)整螺絲一周，頻率降低（或升高）2～3 MHZ，順時(shí)針最多可以調(diào)整螺釘4周半左右，探空儀頻率大約降低10 MHz左右，逆時(shí)針可以調(diào)整五周以上，頻率大約升高15 MHz左右，即探空儀的最高頻率可以向上調(diào)整至1 692 MHz，最低頻率可以向下調(diào)至1 662 MHz，但是每個(gè)探空儀的中心頻點(diǎn)是不一樣的，所以調(diào)整頻率時(shí)也會(huì)有所差異，而L波段雷達(dá)跟蹤頻率最大也可調(diào)至1 692 MHz，最低能調(diào)至1 662 MHz。

3.2 頻率調(diào)整的準(zhǔn)備工作

根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為探空儀頻率調(diào)整工作可以事先做好，一旦遇上重放球時(shí)，能直接使用，節(jié)省時(shí)間。自2013年使用以來(lái)，未出現(xiàn)過(guò)因重放球造成的信號(hào)干擾問(wèn)題；并與相鄰時(shí)次的探測(cè)資料進(jìn)行了對(duì)比，表明探測(cè)到的數(shù)據(jù)可信，說(shuō)明此措施有效可行，很好的解決了重放球后期信號(hào)干擾的問(wèn)題，提高了探測(cè)資料的準(zhǔn)確性，保證了高空探測(cè)質(zhì)量。

通過(guò)工作實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，手動(dòng)調(diào)整探空儀的頻率，一定要專業(yè)人員來(lái)做，調(diào)整幅度的多少，需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)依據(jù)，如果調(diào)整的不到位，依然會(huì)遇到信號(hào)干擾問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

高空氣象探測(cè)中，重放球以及信號(hào)干擾是在所難免的，如果處理不當(dāng)，不僅容易造成丟球、記錄缺測(cè)，影響探測(cè)質(zhì)量，特別是遇到災(zāi)害性、關(guān)鍵性天氣時(shí)，還會(huì)影響天氣預(yù)報(bào)和氣象服務(wù)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，因此正確處理重放球和信號(hào)干擾問(wèn)題顯得尤為重要。本文就工作中出現(xiàn)的重放球問(wèn)題進(jìn)行了分析探討，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：1）做好重放球記錄的保存工作是做好高空探測(cè)記錄月報(bào)表的基礎(chǔ)；2）高空氣象探測(cè)業(yè)務(wù)存在著大量不確定性，遇到重放球信號(hào)干擾時(shí)，值班員要保持鎮(zhèn)定、合理處置、靈活應(yīng)變，平時(shí)練就熟練的業(yè)務(wù)操作能力，提高業(yè)務(wù)技術(shù)水平，才能保證探測(cè)質(zhì)量；3）提前做好探空儀頻率的調(diào)節(jié)工作，并把探空儀參數(shù)錄入業(yè)務(wù)用計(jì)算機(jī)，為重放球工作節(jié)省時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)氣象局.常規(guī)高空氣象觀測(cè)規(guī)范[M].北京：北京氣象出版社，2010.

[2]涂江敏.L波段雷達(dá)探測(cè)氣球丟球的原因及對(duì)策[J].浙江氣象，2009，32（1）.

（責(zé)任編輯：趙中正）