宋煜彬 魏清霞

摘要：高空氣象探測(cè)業(yè)務(wù)是我國(guó)天氣預(yù)報(bào)的重要依據(jù)之一，而現(xiàn)階段高空探測(cè)又是以我國(guó)自主研制生產(chǎn)的L波段測(cè)風(fēng)雷達(dá)為主。L波段雷達(dá)作為技術(shù)改革式的高空探測(cè)主要系統(tǒng)，快速被氣象領(lǐng)域所接受，其涉及范圍廣泛、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高、工作效率之快，使氣象業(yè)務(wù)方面的探測(cè)質(zhì)量有了極大的改善。但各種高空氣象探測(cè)業(yè)務(wù)機(jī)在使用過程中，都會(huì)出現(xiàn)不同程度的運(yùn)行故障或異常狀況，使系統(tǒng)不能夠正常運(yùn)作，影響觀測(cè)數(shù)據(jù)的有效性，本文主要分析高空氣象探測(cè)業(yè)務(wù)機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生的故障，及故障分析和處理。

關(guān)鍵詞：高空氣象探測(cè);L波段雷達(dá);運(yùn)行故障;分析處理

引言

隴南地處秦巴山區(qū)、黃土高原、青藏高原的交匯區(qū)域，高山峻嶺與峽谷盆地相間而形成復(fù)雜的地形，氣候在橫向分布上分北亞熱帶、暖溫帶、中溫帶三大類型。L波雷達(dá)觀測(cè)系統(tǒng)作為此地氣象站主要高空氣象探測(cè)系統(tǒng)之一，相較于其它短波雷達(dá)，它具有更強(qiáng)的穿透力、損耗和所需功率較小、觀測(cè)距離更遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)，不僅能降低空氣中塵?；蛩Ｗ拥任镔|(zhì)對(duì)其信號(hào)產(chǎn)生的影響，還能對(duì)地面以上3000m大氣層中風(fēng)向風(fēng)速、氣溫氣壓、濕度等氣象要素進(jìn)行更自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)和采集，降低錯(cuò)誤率。L波段雷達(dá)能更高效精準(zhǔn)地反饋氣象探測(cè)信息，提高探測(cè)業(yè)務(wù)質(zhì)量，為當(dāng)?shù)貧庀笮畔㈩A(yù)警提供更準(zhǔn)確、更強(qiáng)大的技術(shù)支撐。作為一款簡(jiǎn)單實(shí)用的高空觀測(cè)器，控制氣象探測(cè)過程中出現(xiàn)的能影響探測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的運(yùn)行故障，并就一些常見問題進(jìn)行分析，提出相應(yīng)處理辦法。

1高空氣象探測(cè)業(yè)務(wù)運(yùn)行常見故障及處理辦法

1.1天線抖動(dòng)問題及處理辦法

開機(jī)時(shí)天線出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象：其一通常是由于雷達(dá)電壓不穩(wěn)或速度過快而造成的，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)由于天線電纜接觸不良導(dǎo)致故障發(fā)生，從而無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確快速的排查;造成這種現(xiàn)象通常是由于主機(jī)與示波器等設(shè)備同時(shí)開啟或開啟時(shí)間間隔較為接近，主機(jī)不能充分預(yù)熱，另一方面，多項(xiàng)設(shè)備同時(shí)開啟運(yùn)行極易造成電壓負(fù)荷突然增加而帶來電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象，操作時(shí)加大主機(jī)與其它設(shè)備開啟時(shí)間，更能保證設(shè)備的良好運(yùn)行。

其二，在氣球準(zhǔn)備施放時(shí)，處于低仰角狀態(tài)下的雷達(dá)為自動(dòng)跟蹤狀態(tài)，便會(huì)導(dǎo)致天線抖動(dòng)，大氣底層數(shù)據(jù)信息采集此時(shí)便很受其影響;解決這種情況可以將放球軟件界面的天空開關(guān)轉(zhuǎn)為自動(dòng)狀態(tài)后，再重新調(diào)為手動(dòng)，此時(shí)打開驅(qū)動(dòng)箱電源即可有效避免以上情況的發(fā)生。

1.2雷達(dá)天線出現(xiàn)“ 死位”故障時(shí)的處理辦法

長(zhǎng)期暴露在外的雷達(dá)天線使用較長(zhǎng)一段時(shí)間后，便會(huì)由于匯流環(huán)位置容易積攢灰塵污漬，而導(dǎo)致雷達(dá)的方位和仰角無(wú)法移動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)箱燈滅報(bào)警燈響起時(shí)，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)箱然后迅速重啟。工作人員須具備一定對(duì)L波段雷達(dá)的安裝及使用方法知識(shí)，如果出現(xiàn)天線轉(zhuǎn)動(dòng)而方位角數(shù)據(jù)未發(fā)生變化，觀測(cè)數(shù)據(jù)異常，此時(shí)需要將手動(dòng)運(yùn)行替代自動(dòng)運(yùn)行，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，按序關(guān)閉程序再反序打開程序即可;雷達(dá)的維修保養(yǎng)也要及時(shí)進(jìn)行，惡劣天氣會(huì)使雷達(dá)裝置有一定損耗，針對(duì)雷雨天氣需要安裝防雷裝置以避免雷擊，時(shí)常關(guān)注外部天線及各接口連接情況穩(wěn)定性。

1.3 L波高空氣象探測(cè)雷達(dá)丟球原因及處理辦法

高空探測(cè)作業(yè)時(shí)，眾多干擾信號(hào)會(huì)影響主信號(hào)的信息接收，其中強(qiáng)弱干擾信號(hào)摻雜，直接影響探測(cè)到的數(shù)據(jù)偏差大小，雷雨天雷電攜帶較強(qiáng)電磁，成為強(qiáng)干擾信號(hào)，嚴(yán)重阻礙地面接收高空探測(cè)信息，出現(xiàn)丟球，嚴(yán)重時(shí)可重新放球以獲取完整數(shù)據(jù);遇到以上情況時(shí)要手動(dòng)操作“天控”，為避免頻率自動(dòng)跟蹤干擾信號(hào)，還需調(diào)整頻率，將天線調(diào)到丟球前的仰角及方位，重新設(shè)置 “自動(dòng)”狀態(tài)，綜合分析反饋回來的各種信號(hào)變化規(guī)律，同時(shí)也要繼續(xù)手動(dòng)跟蹤觀測(cè)，增加找回丟球概率。

當(dāng)頻率漂移狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)，也極易導(dǎo)致丟球發(fā)生，探測(cè)雷達(dá)頻率一般為固定探測(cè)范圍，不可隨意調(diào)節(jié)，當(dāng)探測(cè)儀升至氣球爆炸位置時(shí)，受地面至高空溫度變化幅度巨大影響，導(dǎo)致回答器頻率發(fā)生漂移，當(dāng)頻率漂移幅度超出有效范圍，頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)功能失效，此時(shí)探空儀載波頻率、雷達(dá)工作頻率相繼出現(xiàn)漂移狀態(tài)，丟球情況發(fā)生;為處理以上狀況，需要把“天控”和“頻率”均設(shè)為手動(dòng)，根據(jù)工作頻率范圍要求調(diào)整雷達(dá)工作頻率，將雷達(dá)天線轉(zhuǎn)為丟球時(shí)的仰角和方位，然后將“天控”操作由手動(dòng)改為自動(dòng)，一般情況下通過以上操作便可使雷達(dá)跟蹤到探空儀，如果進(jìn)行一次未成功定位到，可適當(dāng)調(diào)整雷達(dá)天線角度，重復(fù)進(jìn)行以上操作。

過頂丟球多發(fā)生在初放球時(shí)或升空不久時(shí)。當(dāng)氣球與探測(cè)雷達(dá)天線距離較近，受雷達(dá)仰角活動(dòng)范圍限制，釋放角度可能正處于雷達(dá)天線死角，探測(cè)雷達(dá)跟蹤氣球方位角轉(zhuǎn)速不能及時(shí)反應(yīng)，無(wú)法獲知跟蹤路徑，無(wú)法完成跟蹤任務(wù)，進(jìn)而丟球;為避免以上現(xiàn)象，可先將雷達(dá)天線調(diào)整為丟球前仰角和方位，用手動(dòng)方式掃描，增益值較小時(shí)把“天控”轉(zhuǎn)為手動(dòng)，用雷達(dá)扇掃功能抓球，如未成功，可根據(jù)氣球和雷達(dá)之間的直線距離，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，多次掃描，直到抓球成功。

1.4旁瓣抓球故障及處理辦法

在能見度較低氣象環(huán)境下，雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)能力降低，攝像機(jī)不能捕捉到氣球，便產(chǎn)生旁瓣跟蹤問題，或當(dāng)雷達(dá)天線仰角處于其上限活動(dòng)范圍，臺(tái)站低空出現(xiàn)靜風(fēng)時(shí)信號(hào)最弱，也會(huì)引發(fā)旁瓣抓球。旁瓣的確定不單是觀察四條亮線，還需輔以其它現(xiàn)象來進(jìn)一步確定，有旁瓣抓球產(chǎn)生時(shí)，高度與氣高差異較大，工作人員要提高警惕，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，操作“雷達(dá)扇掃天線控制” 持續(xù)搜索，如雷達(dá)天線仰角和方位角發(fā)生改變，需用再次進(jìn)行扇掃，如未發(fā)生改變，為正定向抓球，以上操作完成基本可以再次抓球。

2高空氣象探測(cè)注意事項(xiàng)

①放球前檢查電池運(yùn)行狀態(tài)，是否可正常運(yùn)行，廠家及使用效期都合規(guī)合理，保證電池能正常運(yùn)行，如有檢查異常情況要緊事更換;

②探空儀要做好防雷防雨裝置，以防止?jié)穸绕苡绊懚邮盏讲粶?zhǔn)確測(cè)量數(shù)據(jù);

③使用前檢查好探空儀各個(gè)接口線路連接緊密，無(wú)脫焊、虛焊、或斷裂現(xiàn)象;

④放射前為降低增益可將“自動(dòng)”轉(zhuǎn)為“手動(dòng)”，調(diào)整接收機(jī)頻率，使其處于最佳狀態(tài);

⑤放球點(diǎn)需根據(jù)地面風(fēng)向風(fēng)速選擇下風(fēng)處放球，便于雷達(dá)能夠自動(dòng)跟蹤，大風(fēng)天氣放球需嚴(yán)密關(guān)注其運(yùn)行狀態(tài)，如自動(dòng)抓球失敗可盡快改為手動(dòng)抓球。

⑥如打開近程發(fā)射機(jī)發(fā)現(xiàn)凹口太淺，應(yīng)做適當(dāng)調(diào)整.

3結(jié)語(yǔ)

L波段系統(tǒng)是我國(guó)較先進(jìn)高空氣象探測(cè)操作系統(tǒng)，具有更高精準(zhǔn)性，在日常操作過程中不免遇到很多問題及各種運(yùn)行情況，各種情況發(fā)生時(shí)，工作人員善于總結(jié)分析，便能更好地為高空探測(cè)氣象業(yè)務(wù)提供更高的質(zhì)量保證。

參考文獻(xiàn)

[1]姚玉蕾.L波段高空氣象觀測(cè)系統(tǒng)操作心得與體會(huì)[J].城市地理，2017（18）.

[2]斯蘭芬.L波段高空氣象探測(cè)雷達(dá)丟球原因分析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2018（24）.

[3]卜凡君，劉穎，白富強(qiáng)，等.淺析L波段高空氣象探測(cè)資料常見問題及措施[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2012（9）.

[4]張定文，帥建疆.L波段高空氣象探測(cè)雷達(dá)操作特殊問題及處理方法[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2013（5）.

第一作者簡(jiǎn)介：宋煜彬（1970-），女，漢族，甘肅文縣人，大專，工程師，研究方向：綜合氣象觀測(cè)。