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      制約高空氣象探測(cè)高度的因素及對(duì)策研究

      2021-01-15 18:09:43李艷錫林浩特國(guó)家氣候觀象臺(tái)
      環(huán)球市場(chǎng) 2021年25期
      關(guān)鍵詞:探空儀探空高空

      李艷 錫林浩特國(guó)家氣候觀象臺(tái)

      高空氣象探測(cè)是氣象觀測(cè)的重要組成部分,為天氣預(yù)報(bào)、氣候分析、科學(xué)研究等提供重要依據(jù)。高空氣象探測(cè)中探測(cè)高度對(duì)于探測(cè)高空氣象資料的系統(tǒng)性和完整性至關(guān)重要。近幾年來(lái),錫林浩特國(guó)家氣候觀象臺(tái)探測(cè)高度比全區(qū)平均探測(cè)高度低:2018年至2020年錫林浩特國(guó)家氣候觀象臺(tái)探空和測(cè)風(fēng)平均高度分別為:28995米和27922米、29229米 和28067米 及27971米 和26883米。特別是2020年,由于各種因素影響探空平均高度在20000米以下16次,占全年施放次數(shù)的2.2%,在26000米以下93次,占12.7%,這種狀況對(duì)高空氣象資料系統(tǒng)性和完整性必然造成不良影響。以下對(duì)錫林浩特國(guó)家氣候觀象臺(tái)探測(cè)高度的構(gòu)成以及影響因素進(jìn)行分析,并提出如何避免較低高度的出現(xiàn),提高探測(cè)高度的一些方法和措施。

      一、探測(cè)高度資料統(tǒng)計(jì)和方法

      錫林浩特國(guó)家氣候觀象臺(tái)2020年全年施放探空氣球730次,探空平均高度27971米。測(cè)風(fēng)平均高度26883米。根據(jù)影響探空高度出現(xiàn)的各種情況。而分別根據(jù)陰晴天氣、降水天氣、氣球質(zhì)量、控空儀質(zhì)量、雷達(dá)故障等因素分別統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)方法:晴(陰)天氣的探測(cè)平均高度指在晴(陰)天氣時(shí)施放氣球探空球炸高度在26千米或以上的高度的平均值:降水天氣的探測(cè)平均高度指在降水天氣施放氣球至球炸的高度平均值;氣球質(zhì)量影響的高度指在晴(陰)天氣施放氣球探空球炸高度小于26千米的高度平均值:探空儀質(zhì)量影響的高度指探測(cè)終止原因?yàn)椋簝x器故障、信號(hào)突失等的探測(cè)高度平均值;雷達(dá)故障探測(cè)高度是因雷達(dá)出現(xiàn)故障而終止探測(cè)所得高度。

      二、制約高空氣象探測(cè)高度的因素及應(yīng)對(duì)措施

      (一)晴(陰)天氣

      根據(jù)數(shù)據(jù),在晴(陰)天氣施放氣球,探空平均高度達(dá)到29126米、測(cè)風(fēng)平均高度27964米,占全年施放次數(shù)84.4%。據(jù)此,探測(cè)的高度最理想,探測(cè)的高空氣象資料是系統(tǒng)的和完整的,晴(陰)天氣對(duì)探測(cè)高度沒(méi)有負(fù)面影響。

      (二)降水天氣

      降水天氣施放氣球所探測(cè)的探空平均高度24851米、測(cè)風(fēng)平均高度23826米,占全年施放次數(shù)4.8%,降水天氣探空平均高度和測(cè)風(fēng)平均高度比晴(陰)天氣的高度降低4275米和4138米。造成降水天氣高度低的原因一是氣球受到雨水沖刷,球皮表面有損傷、被雨淋濕的球皮延伸性變差。氣球容易炸;二是在降水天氣給氣球的充氣量大,是晴(陰)天的1.2–1.3倍,氣球膨脹過(guò)快,球炸也就快。由于高空探測(cè)在規(guī)定時(shí)間進(jìn)行,在施放球時(shí)遇到降水天氣是難以避免的,尤其是在每年汛期,在降水天氣特別是暴雨、雷暴、閃電等惡劣天氣放球,很容易發(fā)生重放球、探空信號(hào)變性、信號(hào)突失、探測(cè)高度較低等現(xiàn)象。為避免這些現(xiàn)象的發(fā)生,應(yīng)采取以下措施:第一給氣球充適量的氫氣,確保氣球過(guò)500hpa,避免重放球,并且盡量提高探測(cè)高度,獲得更多資料;第二適當(dāng)推遲放球時(shí)間,選擇在暴雨、雷暴、閃電停止或減弱時(shí)將球放出,防止上述現(xiàn)象發(fā)生;第三充灌好的氣球應(yīng)放置在室內(nèi),不要被雨淋,到了放球時(shí)間拿出來(lái)就立即施放。

      (三)氣球質(zhì)量

      在晴(陰)天氣施放氣球時(shí),氣球質(zhì)量影響探空平均高度24265米、測(cè)風(fēng)平均高度為23230米,占全年施放次數(shù)9.7%,比晴(陰)天氣的高度降低4861米和4734米。這主要是由質(zhì)量問(wèn)題氣球引起的,根據(jù)“氣象氣球質(zhì)量問(wèn)題統(tǒng)記表”填表說(shuō)明,質(zhì)量問(wèn)題氣球是指:750克氣球施放探空球炸高度小于26千米的氣球。探空員在無(wú)法改變氣球質(zhì)量的情況下,對(duì)氣球的妥善保管、正確使用是提高探測(cè)高度的關(guān)鍵。氣球應(yīng)儲(chǔ)存在通風(fēng)良好,避免陽(yáng)光直謝,室內(nèi)溫度0-30攝氏度,相對(duì)濕度在70%以下的倉(cāng)庫(kù)內(nèi),放置在離地面20厘米的架子上,每三個(gè)月將整箱氣球反轉(zhuǎn)一次放置。使用氣球時(shí),應(yīng)抖干凈球內(nèi)滑石粉,避免鋒利物碰刮氣球。在給氣球充氣過(guò)程,應(yīng)檢查氣球是否有穿孔,檢查方法是:當(dāng)氣球充氣到完全脹滿(mǎn)時(shí),暫停充氣。將耳朵貼近氣球圍繞氣球邊走邊仔細(xì)聽(tīng),若氣球有穿孔就會(huì)漏氣并發(fā)出“吱吱”響聲,發(fā)現(xiàn)氣球有穿孔應(yīng)停止使用。此外,給氣球充氣量要適宜,防止過(guò)量充氣導(dǎo)致氣球快炸的現(xiàn)象發(fā)生。

      (四)雷達(dá)故障

      因雷達(dá)故障而影響探測(cè)高度有1次。探空高度6534米,測(cè)風(fēng)高度6423米。雖然這一高度對(duì)于全年平均高度影響甚微,但是,因高度特別低探測(cè)到的高空資料特別少,嚴(yán)重影響該時(shí)次資料的完整性,所以也不能忽視。為保障雷達(dá)正常運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)故障要及時(shí)排除。必須嚴(yán)格按雷達(dá)維護(hù)、保養(yǎng)的規(guī)定對(duì)雷達(dá)進(jìn)行日巡查、周、月、年維修保養(yǎng),維護(hù)保養(yǎng)工作主要是指檢查室外裝置是否漏水、電纜是否受潮、老化,檢查各電纜連結(jié)是否可靠、插座是否松動(dòng)。檢查數(shù)據(jù)處理終端界面上測(cè)風(fēng)雷達(dá)各狀態(tài)參數(shù)顯示是否正常。檢查雷達(dá)的水平情況,用固定有源目標(biāo)物檢查仰角、方位是否正常等。

      (五)探空儀質(zhì)量

      因探空儀質(zhì)量影響的探測(cè)高度2020全年10次。探空平均高度17729米,測(cè)風(fēng)平均高度19930米,比晴(陰)天氣的高度低11397米和8034米。探空儀質(zhì)量對(duì)探測(cè)高度的影響,主要是探空儀在升空探測(cè)過(guò)程中發(fā)生儀器故障和信號(hào)突失等問(wèn)題。從而終止探測(cè)所引起的。為了避免探空儀出現(xiàn)儀器故障和信號(hào)突失。關(guān)鍵是做好探空儀和電池的準(zhǔn)備等工作。探空儀的使用必須做好以下幾方面工作:第一外觀檢查,查看儀器整體是否變形或損壞,固定熱敏電阻的金屬絲是否折斷;檢查濕敏電阻安裝插座是否完好無(wú)損。發(fā)射機(jī)與智能轉(zhuǎn)換器聯(lián)結(jié)是否有松動(dòng)。第二儀器裝配時(shí)應(yīng)注意確保探空儀與電池,A/B轉(zhuǎn)換器連接緊密牢固,發(fā)射機(jī)與機(jī)盒底部要接觸良好以防止施放過(guò)程因振動(dòng)使發(fā)射機(jī)與智能轉(zhuǎn)換器斷開(kāi)而造成信號(hào)突失。第三在雨天裝配儀器,要用透明膠布將探空儀外殼縫隙封住,避免雨水滲入盒內(nèi)引起發(fā)射機(jī)或智能器短路,還應(yīng)在溫度感應(yīng)器上涂一層汽油,防止沾水現(xiàn)象發(fā)生而引起溫度信號(hào)變性。探空儀使用的電池是鎂氯化亞銅注水式電池。使用時(shí)將電池放入3%Nacl溶液浸泡3~5分鐘即可。夏天水溫控制在35℃左右為宜,冬天控制在45℃左右為合適。電池浸泡后完全活化,輸出的負(fù)載電壓可隱定在18~23V,時(shí)間可達(dá)90分鐘以上,能滿(mǎn)足探空儀正常工作的需要。另外要注意,不要使用包裝不密封、漏氣的電池。

      三、結(jié)語(yǔ)

      影響探測(cè)高度的因素復(fù)雜多樣,因此,高空氣象探測(cè)人員在實(shí)際工作中要不斷摸索,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),不斷提高對(duì)儀器設(shè)備、器材等性能的認(rèn)識(shí)水平和操作技能,盡可能規(guī)避影響探測(cè)高度的不利因素,減少較低探測(cè)高度的發(fā)生,提高探測(cè)高度,為天氣預(yù)報(bào)、氣候分析等提供更加系統(tǒng)的完整的高空氣象資料。

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