劉一萍 華夢(mèng)飛 胡曉亞 鄭燕

安慶市氣象局 安徽 安慶 246000

隨著人們生活水平的提高，對(duì)氣象服務(wù)要求是越來越高，為了提高氣象服務(wù)水平，需要做好高空氣象探測(cè)工作。在高空觀測(cè)工作中，由于L波段GFEL-1 型自動(dòng)跟蹤二次雷達(dá)仰角在-6°～ 92°之間，所以在進(jìn)行工作中容易發(fā)生丟球問題。如果發(fā)生了丟球問題，可以進(jìn)行補(bǔ)放小球，但是也會(huì)因?yàn)樘鞖庠驅(qū)е虏荒苎a(bǔ)回，造成高空觀測(cè)數(shù)據(jù)缺失，導(dǎo)致不能很好地開展氣象服務(wù)工作。

1 低空過頂丟球主要有以下幾種原因

1.1 頻率偏移

在高空觀測(cè)中，如果發(fā)生頻率偏移，就會(huì)造成低空過頂丟球問題。在具體操作中，當(dāng)數(shù)字式探空儀回答器頻率偏離L波段自動(dòng)跟蹤二次雷達(dá)中心頻率比較大的時(shí)候，可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)偏弱問題，造成旁瓣抓球，對(duì)高空觀測(cè)工作造成一定影響[1]。

1.2 沒有根據(jù)地面風(fēng)選擇好放球點(diǎn)

在高空觀測(cè)中，如果沒有根據(jù)地面風(fēng)選擇好放球點(diǎn)，就會(huì)造成低空過頂丟球問題。在高空觀測(cè)工作中，通常會(huì)選擇兩個(gè)以上的放球點(diǎn)。相關(guān)工作人員需要根據(jù)放球時(shí)候的地面風(fēng)向和風(fēng)速選擇合適的放球點(diǎn)，避免發(fā)生過頂丟球問題。

1.3 雷達(dá)天線上限位

在高空觀測(cè)中，由于L波雷達(dá)仰角受到限制，不能180°反轉(zhuǎn)。所以在工作中，在仰角大于90°時(shí)，雷達(dá)天線不能翻轉(zhuǎn)，而且雷達(dá)容易被卡主，導(dǎo)致過頂丟球問題發(fā)生，對(duì)高空觀測(cè)工作開展造成影響。

1.4 放球前的準(zhǔn)備工作沒做好

在高空觀測(cè)中，如果放球前的準(zhǔn)備工作沒有做到位，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)生過頂丟球問題。在進(jìn)行放球的時(shí)候，沒有對(duì)地面接收機(jī)增益進(jìn)行合理調(diào)整，或者地面沒對(duì)準(zhǔn)儀器，都會(huì)導(dǎo)致問題發(fā)生。

另外在工作中，沒有對(duì)接收機(jī)頻率進(jìn)行合理的調(diào)整，導(dǎo)致發(fā)生旁瓣跟蹤狀態(tài)，不利于高空觀測(cè)工作順利進(jìn)行。

2 怎么預(yù)防過頂丟球

實(shí)驗(yàn)證明，放球時(shí)放球點(diǎn)距離雷達(dá)天線＜25m時(shí)，因信號(hào)處于飽和狀態(tài)，怎么搖雷達(dá)四條亮線都平齊，給人一種假象好像抓住球了。其實(shí)由于信號(hào)處于飽和狀態(tài)無法判斷是否真抓住球了很易造成旁瓣跟蹤。所以在調(diào)整增益時(shí)不要太過飽和，頻率需調(diào)整。

做好放球前的準(zhǔn)備工作，調(diào)整好雷達(dá)的增益和頻率，天線對(duì)準(zhǔn)探空儀，根據(jù)地面風(fēng)選擇放球點(diǎn)。還有電池的準(zhǔn)備，電池浸泡或裝配過早會(huì)損失過多的能量，因?yàn)殡姵胤烹姇r(shí)間大于90分鐘，探空儀接上電池后。地面作業(yè)時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)使探空儀升空后由于電池能量消耗太多而影響探空儀發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)，如果放球時(shí)間長(zhǎng)會(huì)使能量不足影響后來的信號(hào)。還有浸泡電池的水溫在35°左右，放鹽量3g及電池的電壓冬季應(yīng)保持在20V而夏季應(yīng)保持在18～19V就可以[2]。

3 過頂丟球的處理

①在使用L波段雷達(dá)進(jìn)行高空觀測(cè)中經(jīng)常出現(xiàn)低空丟球的現(xiàn)象，究其原因是因?yàn)長(zhǎng)波段雷達(dá)的波瓣寬度窄，還有放球場(chǎng)地受限等原因造成。②當(dāng)發(fā)生過頂丟球時(shí)不必緊張，當(dāng)在攝像頭中能看到氣球時(shí)，注意觀察仰角變化，當(dāng)仰角高于90°時(shí)，立即調(diào)整攝像頭焦距，使氣球變小在攝像頭中可看見，然后調(diào)整天控按鈕為手動(dòng)，搖動(dòng)雷達(dá)的方位和仰角，氣球在視頻中偏向那邊就向那邊搖，使氣球居畫面最中央，然后把天控調(diào)整為自動(dòng)即可。如果距離跟蹤誤差過大，再調(diào)整距離。在斜距跟蹤正常的情況下扇掃一下，如果扇掃時(shí)四條亮線沒有變化說明抓住球了。③探空一般應(yīng)安排3人以上值班，輔助班負(fù)責(zé)用經(jīng)緯儀在放球瞬間跟雷達(dá)一起跟蹤球影，在過頂丟球時(shí)輔助班可以通過對(duì)講機(jī)報(bào)出氣球在緯儀中的仰角、方位角，雷達(dá)操作員迅速將天控打?yàn)槭謩?dòng)，搖雷達(dá)到指定位子，然后將天控打?yàn)樽詣?dòng)。如果是晚上放球，一定要將燈籠準(zhǔn)備好，蠟燭固定好并充分燃燒，以免出手蠟燭熄滅，在經(jīng)緯儀里看不到球影。④當(dāng)燈籠滅了在攝像頭中看不到氣球時(shí)，可根據(jù)地面風(fēng)的大小、探空信號(hào)的強(qiáng)弱、增益大小來判斷氣球的位置。如地面風(fēng)速小的情況下，把天控轉(zhuǎn)為手動(dòng)狀態(tài)，將雷達(dá)仰角搖到50。左右，迅速轉(zhuǎn)動(dòng)方位360°。找到探空信號(hào)最強(qiáng)、增益最小的位置(正常情況下增益讀數(shù)為30～50左右，而旁瓣抓球時(shí)增益會(huì)增大)處將天控打?yàn)樽詣?dòng)，在斜距跟蹤的情況下扇掃一下。如果扇掃時(shí)四條亮線沒有變化，高度和氣高大致相同說明抓住球了。否則，將雷達(dá)仰角上升6～8。重復(fù)上述操作，直至抓住氣球。⑤雷達(dá)在仰角＞90。時(shí)，容易發(fā)生機(jī)械故障，即雷達(dá)仰角容易鎖死在90°以上。發(fā)生這種情況時(shí)，可以迅速關(guān)掉雷達(dá)，再依次打開各開關(guān)，激活雷達(dá)!然后再進(jìn)行上述步驟!盡快找回氣球。避免失測(cè)補(bǔ)放小球和重放球。⑥當(dāng)過頂丟球時(shí)如果可以看到斜距時(shí)，還可根據(jù)高度計(jì)算出仰角值。計(jì)算仰角值的方法是知道高度和斜距，對(duì)邊/斜邊等于SinA然后用計(jì)算出的仰角值與轉(zhuǎn)動(dòng)方位360°來搜索氣球的位置。臺(tái)站可以計(jì)算出不同高度的仰角值，制成表格以備應(yīng)急時(shí)使用。

4 結(jié)束語

在氣象行業(yè)的發(fā)展中，高空大氣探測(cè)是非常重要一部分，所以做好高空觀測(cè)工作對(duì)提升氣象服務(wù)質(zhì)量有很大影響。在高空觀測(cè)中，如果發(fā)生過頂丟球問題，就會(huì)對(duì)高空觀測(cè)工作造成很大影響，所以在高空觀測(cè)工作中，需要對(duì)過頂丟球問題進(jìn)行分析，然后采取相關(guān)措施，把過頂丟球所造成的損失降低到最低程度，更好地為氣象工作進(jìn)行服務(wù)。