那子鑫

摘 要：L波段雷達探測系統(tǒng)是我國氣象觀測技術(shù)發(fā)展的又一個新階段，但是，在其運行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)各種丟球現(xiàn)象，影響系統(tǒng)正常運行和觀測的準確性。本文就L波段雷達重放球現(xiàn)象的各種原因進行分析并提出減少或避免重放球應(yīng)采取的措施，為各高空氣象臺站提高探測資料的代表性、準確性和比較性提供參考。

關(guān)鍵詞：L波段雷達；重放球；原因；措施

1 引言

高空氣象觀測分為綜合觀測和雷達單獨測風兩種，本文重點介紹高空氣象綜合觀測重放球（即探空重放球）。

《常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務(wù)規(guī)范》中明確指出，應(yīng)當重放球的情況有四種，即：當觀測獲取的可用數(shù)據(jù)未達500 hPa，應(yīng)在規(guī)定時間（正點放球后75 min）內(nèi)重放球；觀測獲取的可用數(shù)據(jù)已達500 hPa，但時間不足10 min，應(yīng)在規(guī)定時間（正點放球后75 min）內(nèi)重放球；遇有壓、溫、濕數(shù)據(jù)連續(xù)缺測或可信度差的時間超過規(guī)定要求的，應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)重放球；遇有近地層高空風失測（海拔高度≤5500 m），應(yīng)在正點放球后75 min 內(nèi)用經(jīng)緯儀測風（小球）的方法補測，確因天氣原因無法補測的，按失測處理。

同時，《高空氣象觀測業(yè)務(wù)質(zhì)量考核辦法》中也指出，重放球的達標標準是全年重放球次數(shù)≤6次，即重放球率≤8.3‰。

重放球不僅浪費人力物力，更重要的是不能及時提供準確可靠的氣象情報，影響探測資料的代表性和準確性。

2 探空重放球的原因

引發(fā)探空重放球的原因有很多種，高空氣象觀測中主要分人為重放球和非人為重放球。因臺風過境、大風（風速14 m/s 或以上）、暴雨、暴風雪、無法及時恢復(fù)的雷達故障、傳感器變性、雷擊等原因造成的重放球為非人為重放球；其他原因造成的重放球為人為重放球。

2.1 常見的人為重放球的原因

（1）因工作疏忽大意，施放了基測不合格的探空儀；調(diào)入的探空儀參數(shù)文件與廠家配發(fā)的紙質(zhì)參數(shù)不一致，或參數(shù)文件探空儀序列號與探空儀上號碼不符合的探空儀。

（2）地面風比較大，氣球施放時由于操作或放繩器使用不當，致使儀器碰地或撞掛障礙物而損壞。

（3）施放的氣球球嘴沒有扎緊，或系球繩子不結(jié)實，或球皮漏氣，或氫所充氣量不足的氣球，導(dǎo)致自500 hPa等壓面開始至觀測終止氣球平均升速<150 m/min。

（4）在準備探空儀專用電池時，由于浸泡電池的時間，鹽水的濃度或溫度沒有嚴格遵循廠家使用說明，電池電壓達不到規(guī)定要求或電池電量過高。這樣的電池裝配儀器使用后，引起觀測未達500 hPa，探空信號突失。

（5）探空儀基值測定合格后裝配時不小心損壞了溫度或濕度傳感器；發(fā)射機接觸不好等都會造成某一氣象要素變性、缺測或探空信號突失。

（6）人為操作不規(guī)范，如儀器施放時沒有按放球鍵、丟球、雷達傳輸錯誤，計算機軟件操作失誤等。

2.2 非人為重放球的可能情況

（1）臺風過境、大風（v≥ 14 m/s）、雷擊、暴雨、暴風雪、Cb云等天氣原因造成氣球下沉至地面、球炸裂、信號突失等，觀測終止于500 hPa等壓面或氣象要素變性。

（2）因產(chǎn)品質(zhì)量問題，探測未達到500hPa高度時，系球繩子斷開、氣球低空爆裂、探空儀智能轉(zhuǎn)換器或發(fā)射機燒壞、探空儀的3個氣象要素元件出現(xiàn)變性，造成記錄反常等.

（3）觀測高度<500 hPa等壓面時，突然遇到雷達故障、外部無線電信號干擾、停電、電腦故障或病毒等意外事故，記錄連續(xù)缺測或可疑5min以上。

3 減少重放球的措施

（1）設(shè)置備份放球場

遇到特殊天氣，如雷雨大風、臺風過境等，可能出現(xiàn)施放氣球瞬間過頂?shù)默F(xiàn)象。針對這一情況就需要有備份的放球場地。備份放球場地的選擇應(yīng)考慮避免特殊風向時氣球施放瞬間的過頂，如為避免西南風過頂則備份放球場最好設(shè)在東北向，但要根據(jù)測站的實際環(huán)境決定。比如福州高空氣象觀測站，就設(shè)了兩個放球場，分別位于雷達的東面及北面。

（2）放球前的準備工作

首先，探空儀的準備一定要認真仔細，檢查各接頭有無脫焊、虛焊現(xiàn)象，如有要及早處理或更換探空儀；探空儀接上電源后在頻率和增益調(diào)節(jié)至合適位置后要注意探空訊號是否正常，有無長時間的中斷或譯碼錯誤，以便及時發(fā)現(xiàn)并更換，避免儀器升空后造成重放球。其次是電池的準備，電池電壓的高低直接影響到升空儀器的工作狀態(tài)，因此一定要認真準備，一般在施放前25 min 開始浸泡。

（3）及時進行手動抓球

施放后，如果出現(xiàn)特殊情況雷達不能自動跟蹤，又是雨雪的特殊天氣，這時雷達操作人員也應(yīng)保持鎮(zhèn)定，快速將“天控”切換到手動狀態(tài)，根據(jù)地面風向判斷氣球的大致運行軌跡，確定大致方位，然后跟蹤上斜距。

（4）施放后密切關(guān)注雷達的工作狀態(tài)

施放后即便雷達跟蹤正常，也應(yīng)密切關(guān)注其工作狀態(tài)，要集中精力，及時發(fā)現(xiàn)并排除故障，避免因數(shù)據(jù)采集的連續(xù)錯誤而造成重放球。同時，也要不斷總結(jié)工作經(jīng)驗，不斷提高應(yīng)對特殊情況的能力。另外，雷達要及時維護，保持良好的工作狀態(tài)。

4 結(jié)束語

L波段雷達應(yīng)用在高空氣象觀測系統(tǒng)，進一步提高了氣象探測工作的質(zhì)量，在觀測信息的空間與時間密度上，實現(xiàn)了觀測數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測和集成的自動化，在天氣預(yù)報、氣候預(yù)測以及人工影響天氣等方面發(fā)揮著重要的作用。防止L波段雷達觀測系統(tǒng)的丟球發(fā)生，維護清潔工作必須要做到位，對零部件進行認真檢查和維護，在做好硬件準備的同時不斷提高業(yè)務(wù)技能，充分發(fā)揮雷達的性能，延長雷達的使用壽命，才可以從根本上避免重放球事件的發(fā)生。

參考文獻

[1]常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務(wù)手冊.氣象出版社

[2]新一代高空氣象探測中重放球的原因.戴麗瓊，黃祖輝.廣東氣象

[3]減少L波段雷達觀測系統(tǒng)重放球的方法.潘志平，葉永松，許兵甲.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技

（作者單位：福建省氣象臺）