摘?要：探空氣球因為具有廉價無動力升高的特點，在定高水平探測和平流層的探測試驗上得到廣泛應(yīng)用，但是探空氣球容易受天氣的變化影響正常探測記錄，文章分析了特殊天氣情況下對施放探空氣球的影響，并提出施放技巧。

關(guān)鍵詞：強對流天氣;高空氣象探測;影響;應(yīng)對處理

引言

探空氣球是人類研究平流層的重要工具，是氣象部門獲取天氣氣象資料的變化手段，利用充滿氫氣或氦氣的探空氣球攜帶儀器在升空過程中進行高空溫度、氣壓、濕度、大風(fēng)的測量，在氣象學(xué)發(fā)展和天氣預(yù)報工作中起到了重要作用，目前大型定高氣球能攜帶300個下投探空儀器，能及時獲取更多重要的氣候觀測數(shù)據(jù)。

1?強對流天氣對高空氣象探測的影響

強對流天氣是氣象學(xué)上所指的發(fā)生突然、移動迅速、天氣劇烈、破壞力極強的災(zāi)害性天氣，主要有雷雨大風(fēng)、冰雹、龍卷風(fēng)、局部強降雨等。強對流天氣主要出現(xiàn)在中小尺度天氣系統(tǒng)中，影響范圍較小，持續(xù)時間較短。強對流天氣出現(xiàn)的主要原因是空氣垂直運動，典型的強對流天氣在夏季午后出現(xiàn)，因白天太陽發(fā)射的短波不斷被地面吸收，地面有明顯的增溫現(xiàn)象，之后則會釋放熱量，低層空氣吸收來自地球表面的能量后，會急劇增溫，因熱脹冷縮，空氣密度縮小，整個空氣不穩(wěn)定增加。密度小的空氣上升，且在最上層漂浮，極易引發(fā)強對流天氣。

L波段雷達探空系統(tǒng)工作期間，強降水出現(xiàn)會造成探空氣球下沉或接收到的探測數(shù)據(jù)異常，雷暴出現(xiàn)則會造成探空儀器信號突然消失或要素傳感器異常，大風(fēng)則會造成施放探空氣球的過程中與地面或下風(fēng)方向的障礙物間產(chǎn)生碰撞。高空氣象探測工作開展期間，遇有強對流天氣出現(xiàn)時，高空氣象探測人員應(yīng)沉著冷靜，科學(xué)應(yīng)對，根據(jù)實際情況適當(dāng)推遲氣球釋放時間。遇有探測終止高度未達到500hPa時，要及時組織人員補放氣球、重新探測。

2強對流天氣對高空氣象探測的影響原因分析

2.1 雷達故障問題

在高空氣象探測過程中，雷達狀態(tài)的好壞是影響高空氣象探測質(zhì)量的重要因素。正常情況下，雷達會進行定期的維護和檢查，出現(xiàn)故障的情況比較少，但是也不能排除有特殊情況發(fā)生，造成重放、遲放球現(xiàn)象，從而影響高空探測質(zhì)量。放球前雷達發(fā)生故障，需第一時間進行維修，發(fā)現(xiàn)越早越能夠保證雷達盡快恢復(fù)正常，保證正常放球。雷達不能自動跟蹤是指業(yè)務(wù)軟件、雷達各開關(guān)均打開的情況下，手動搖動雷達正常，切換至自動檔位時，雷達不能自動跟蹤。出現(xiàn)這種情況大部分是由于雷達開機時驅(qū)動箱打開過快，導(dǎo)致硬件和軟件之間有不同步現(xiàn)象，造成雷達不能自動跟蹤探空儀。

2.2 探空儀問題

由于探空儀器的感應(yīng)特性和地面自動站的儀器特性不相同，經(jīng)常會造成施放瞬間兩者的差值比較大，超過規(guī)定的數(shù)值（溫度在±0.3℃范圍內(nèi)、濕度±4%RH范圍內(nèi)，氣壓±2.0hPa范圍內(nèi)），造成探空儀器不能施放。因此必須更換探空儀，而更換探空儀往往需要較長的時間，常會造成遲放球問題發(fā)生。

2.3 計算機故障問題

高空氣象探測系統(tǒng)工作期間，雷達所獲得的數(shù)據(jù)是實時存入計算機硬盤內(nèi)存的，所以計算機的正常工作是保證雷達系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵。放球前計算機發(fā)生故障會導(dǎo)致遲放球、重放球及報文缺測，嚴(yán)重影響到觀測質(zhì)量。

3 強對流天氣下高空氣象探測的應(yīng)對處理

3.1雷雨天氣應(yīng)對措施

在放球期間恰好有Cb云過境或是高空風(fēng)較大時需適當(dāng)多充灌一些氫氣（根據(jù)經(jīng)驗一般多加1kg的負(fù)重物為宜），保證氣球順利穿越Cb云。因為在Cb云比較嚴(yán)重的雷雨天氣下，氣球飛行速度只有正常天氣的一半左右（正常天氣氣球升速約400m/min），在穿越對流層時容易受到Cb云雷電干擾，甚至直接被雷擊，造成可用數(shù)據(jù)達不到500hPa而重放球的現(xiàn)象。因此為使氣球快速穿過對流云層，有效避免雷擊造成的探空儀被雷擊而重放球，應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整（增加）氣球的氫氣充氣量。

3.2強降水的應(yīng)對措施

在高空氣象探測工作中，如若在施放氣球時遇到強降水，會引發(fā)以下幾種現(xiàn)象：其一，在氣球上升過程中，雨水會依附在球皮之上，以致于氣球升上零度層后，氣球質(zhì)量增加。其二，氣球在強降水的環(huán)境中，會受到雨水的不斷拍擊，大大增加了氣球的上升阻力。在氣球投放過程中，無論是重量上升還是阻力增加，都會使得氣球的凈舉力發(fā)生變化，根據(jù)凈舉力公式可知：A=F浮-G氫-B（其中F浮為氣球的浮力;G氫為注入氣球內(nèi)部的氫氣重力;B為氣球表面的附加物），A會隨著B的增加而減小，當(dāng)A≤0時，氣球?qū)o法上升，亦或出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。因此，在實際工作中，工作人員應(yīng)根據(jù)強降水情況，利用氣象探測追蹤系統(tǒng)來觀測雨量的時間與大小，并通過適當(dāng)增加氣球的凈舉力，提高氣球的上升力，適當(dāng)調(diào)整推后氣球的施放時間，避開強對流天氣對高空氣象探測工作的影響。

3.3大風(fēng)天氣問題

放球時若遇風(fēng)速大于6m/s時須使用放線器放球，由于風(fēng)速較大人工很難控制氣球，常會出現(xiàn)氣球晃動太猛被大風(fēng)放線器扎破漏氣、對講設(shè)備不方便使用、室內(nèi)和室外配合失誤等情況。若氣球被扎破需要更換氣球，勢必會造成遲放球的發(fā)生（因風(fēng)速較大，大多在放球前2～3min才將氣球拉出灌球室）;若對講機設(shè)備使用不當(dāng)，造成室內(nèi)、室外配合不一致，導(dǎo)致未能正常捕獲，輕則需要補放小球，重則需要重放球（探空數(shù)據(jù)缺測超過5min）。所以遇到此種天氣狀況時必須要安排輔班人員按時到位，避免和減少天氣原因帶來的影響。

結(jié)束語

L波段高空氣象探測系統(tǒng)雖然基本實現(xiàn)了自動化操作，為提高高空探測業(yè)務(wù)質(zhì)量奠定了堅實的基礎(chǔ)，但在實際應(yīng)用中暴露的問題仍然不少，也時常影響著高空氣象探測業(yè)務(wù)的正常運行。因此，為提高高空探測質(zhì)量，需高空探測工作人員強化高空探測業(yè)務(wù)知識和雷達機務(wù)的學(xué)習(xí)，掌握一定的雷達常見問題的應(yīng)急處理方法，不斷增強高空探測業(yè)務(wù)能力以及突發(fā)故障應(yīng)急處理能力，盡量避免或減少遲放、重放球次數(shù)，確保正常放球，有效提高高空探測質(zhì)量的基本保障。

參考文獻

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作者簡介：張紅軍，女，196601，河北唐山灤縣，本科，綜合氣象觀測，樂亭縣氣象局。