索倫國(guó)家基準(zhǔn)氣候站 內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137709

引言

高空氣象資料是我國(guó)天氣氣候監(jiān)測(cè)網(wǎng)收集的最重要的氣象觀測(cè)資料之一[1]，臺(tái)站上報(bào)高空氣象資料包括實(shí)時(shí)資料和歷史資料兩大類，其中每天實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)文件(簡(jiǎn)稱“S”文件)，其內(nèi)容涵蓋了每時(shí)次觀測(cè)的探空(高表-14)、測(cè)風(fēng)(高表-13)全部觀測(cè)數(shù)據(jù)。本文利用內(nèi)蒙古自治區(qū)12個(gè)探空站資料，分析高空探測(cè)數(shù)據(jù)文件S文件數(shù)據(jù)分析及處理方法。

1 旁瓣抓球記錄分析與處理

1.1 放球瞬間丟球 放球時(shí)雷達(dá)天線不能自動(dòng)跟蹤探空儀(探空儀跑出攝像機(jī)監(jiān)視畫面)，因氣球距天線很近，仰角、方位角變化很大，需要人工指揮抓球。室外操作員應(yīng)立即根據(jù)氣球位置告知室內(nèi)微機(jī)操作員，并通過雷達(dá)天線瞄準(zhǔn)鏡隨時(shí)監(jiān)視；室內(nèi)微機(jī)操作員應(yīng)將天控開關(guān)置為手動(dòng)，示波器顯示方式為角度方式，使天線對(duì)準(zhǔn)氣球(四條亮線平齊)，并調(diào)節(jié)頻率，使之為最佳狀態(tài)。此時(shí)將天控開關(guān)轉(zhuǎn)為自動(dòng)，探空儀保持在攝像機(jī)畫面中央，并在示波器顯示方式為距離方式下調(diào)整距離按鈕，使凹口回到豎線“‖”中間。

1.2 放球過程中遇到旁瓣 雷達(dá)在放球瞬間跟蹤準(zhǔn)確，之后一般不會(huì)出現(xiàn)旁瓣現(xiàn)象，遇可疑現(xiàn)象應(yīng)謹(jǐn)慎判斷。如確定是旁瓣(四條亮線長(zhǎng)短不一；凹口飄移且紅燈閃動(dòng))，應(yīng)根據(jù)最后一組正確“方位、仰角”數(shù)據(jù)，搖動(dòng)天線在附近區(qū)域搜索，直到四條亮線平齊(示波器顯示方式為角度方式)，調(diào)整距離按鈕，使凹口回到豎線“‖”中間(示波器顯示方式為距離方式)，并將天控開關(guān)轉(zhuǎn)為自動(dòng)，直至正常。另一種方法是可根據(jù)情況按一下“扇掃”按鈕，雷達(dá)天線將在一定范圍內(nèi)自動(dòng)搜索，盡力追回主瓣。

記錄處理方法：從球坐標(biāo)秒數(shù)據(jù)曲線(圖1)中可看出測(cè)風(fēng)記錄從地面開始到28分鐘，仰角、方位角、斜距三條曲線線性不好，28分鐘以后三條曲線線性有規(guī)律變化，雷達(dá)能自動(dòng)跟蹤探空儀，主瓣抓球，仰角、方位角、斜距數(shù)據(jù)正常，記錄恢復(fù)正常。從測(cè)風(fēng)高表13也可知，仰角、方位角及斜距均無規(guī)律變化，量得風(fēng)層數(shù)據(jù)(風(fēng)向、風(fēng)速)無規(guī)律變化。處理方法是刪除1至28分鐘測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，觀測(cè)結(jié)束前補(bǔ)放小球。小球測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)在放球軟件關(guān)閉前，在放球軟件里，在“地面參數(shù)”下—“補(bǔ)放小球”里，輸入補(bǔ)放小球測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)；球炸后的補(bǔ)放小球測(cè)風(fēng)在數(shù)據(jù)處理軟件下—“探空數(shù)據(jù)處理”—“補(bǔ)放小球、雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)、經(jīng)緯儀數(shù)據(jù)錄入”下輸入補(bǔ)放小球的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，編發(fā)報(bào)文時(shí)測(cè)風(fēng)缺測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)到小球測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)中的去讀取，自動(dòng)編發(fā)報(bào)文。

圖1 球坐標(biāo)秒數(shù)據(jù)曲線

2 任意終止探空和測(cè)風(fēng)記錄

綜合探測(cè)，確定探空終止時(shí)間要在探空曲線放大狀態(tài)下進(jìn)行，主要根據(jù)氣壓、溫度、濕度點(diǎn)的變化綜合判斷。根據(jù)溫度趨勢(shì)的逆變和濕度的跳變情況，即球坐標(biāo)仰角變化和高度變化進(jìn)行綜合判斷。

在數(shù)據(jù)處理軟件下，探空數(shù)據(jù)查詢從氣壓變化趨勢(shì)可看出，探空終止時(shí)間選擇錯(cuò)誤，實(shí)際探空終止時(shí)間是72：35氣壓23.0百帕，值班員誤選70：52氣壓23.1百帕。測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)終止時(shí)間確定有誤，應(yīng)是72分鐘值班員誤終止70分鐘。從手動(dòng)修改球坐標(biāo)曲線恢復(fù)所有測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)查看，71、72分鐘數(shù)據(jù)可用(圖2)。

圖2 手動(dòng)修改球坐標(biāo)曲線

圖3 球坐標(biāo)(秒數(shù)據(jù))曲線

3 綜合探測(cè)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)斜距部分用高度代替和無斜距測(cè)風(fēng)記錄

L波段雷達(dá)高空氣象探測(cè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)操作手冊(cè)中規(guī)定：綜合探測(cè)時(shí)次，因某種原因，部分或全部測(cè)風(fēng)分鐘數(shù)據(jù)無斜距時(shí)，軟件采用無斜距方式，計(jì)算量得風(fēng)層的風(fēng)向、風(fēng)速。

3.1 部分斜距錯(cuò)誤用高度代替 從球坐標(biāo)曲線(圖3)看測(cè)風(fēng)1-28分鐘斜距是一條直線，斜距未自動(dòng)跟蹤上，1-28分鐘斜距需用高度代替，而值班員整份記錄斜距均用高度代替。

3.2 放球時(shí)雷達(dá)故障 采用經(jīng)緯儀跟蹤大球時(shí)，斜距全部用高度代替(因?yàn)榻?jīng)緯儀只能觀測(cè)仰角、方位角)。方法是：數(shù)據(jù)處理軟件下—“探空數(shù)據(jù)處理”菜單中“文件屬性”，選擇測(cè)風(fēng)方式為“無斜距測(cè)風(fēng)”后按“確定”鍵，此時(shí)高表-13(表4)中測(cè)風(fēng)工作方式即改為“無斜距測(cè)風(fēng)”。高表13中斜距部分顯示高度。