作者：潘志平 叶永松 许兵甲
【摘 要】总结了减少L波段雷达观测系统重放球的方法,包括增设辅助值班员、设置备份放球场、放球前准备、及时进行手动抓球、施放后密切关注雷达工作状态等内容,以供高空气象观测人员参考。
【关键词】L波段雷达观测系统;重放球;减少方法
清远市L波段雷达观测系统从2010年4月1日1:00起在新址正式启用,清远站L波段雷达的投入使用,也标志着清远探空站在获取高空气象资料的精度和空间密度上实现了新的跨越,将进一步提高气象灾害的监测预警水平,以保障人民生产生活、经济社会的发展。高空气象观测规范规定:记录未达500 hPa或不足10 min,应重放球;500 hPa以下探测的各个要素失测或可疑记录超过5 min的也必须重放球,且最迟不超过整点后75 min。高空气象探测资料是气象预报所需资料中不可或缺的部分,探空重放球使探空观测时间推迟,导致探测所获得高空气象资料相对失去时间和空间的比较性,降低了使用价值,同时又浪费了人力物力[1-2]。因此,高空气象探测应尽可能地减少重放球。多年来,重放球次数在逐步减少,但还是没有杜绝,特别是在使用L波段雷达以后,由于波瓣比较窄,机械操作比较少,使得在特殊情况下重放球比较多。现根据清远站的具体情况和现用系统的特点,总结出以下减少重放球的方法。
1增设辅助值班员
由于L波段雷达的转速有限,往往造成过顶丢球,加之雷达波瓣窄,手动抓球难度比较大,常常在规定时间内未抓到球而重放球。为此,一个班除安排正、副班外,还要增加1名辅助值班员,其职责就在于放球时在经纬仪旁指挥抓球,并专门为辅助班配备对讲机或者手机用于通讯,在放球后,只有辅助班和雷达操作员单方通话。遇有特殊情况雷达不会自动跟踪时,雷达操作员可根据辅助人员所报的仰角、方位数据及时修正雷达角度,达到及时跟踪气球的目的。这种方法比较直观也便于操作,效果比较好;执行起来也比较简单,只用增加1个对讲机,也可以用手机来通讯;同时经纬仪设置成固定式即可。
2设置备份放球场
增加辅助班的经纬仪观测,可以应对正常的天气条件,但遇特殊情况,如雨(雪)雾,又有西南气流时还是有可能丢球;因此针对这一情况就需要有1个备份的放球场地。备份放球场地的选择应考虑避免特殊风向时气球施放瞬间的过顶,如为避免西南风过顶则备份放球场最好设在东北向,但要根据测站的实际环境决定。基于清远市气象局观测站的地理环境位置,备份场地只能设在雷达的西北方,备份放球场基本上达到了放球要求。
3放球前的准备工作
施放场地条件的改善的确大大减少了重放球的次数,但还是不能做到万无一失,因为这只是硬件上的完备,要避免重放还需要球在系统操作上注意很多问题。首先,探空仪的准备一定要认真仔细,检查各接头有无脱焊、虚焊现象,如有要及早处理或更换探空仪;探空仪接上电源后在频率和增益调节至合适位置后要注意探空讯号是否正常,有无长时间的中断或译码错误,以便及时发现并更换,避免仪器升空后造成重放球。其次是电池的准备,电池电压的高低直接影响到升空仪器的工作状态,因此一定要认真准备,一般在施放前25 min开始浸泡。
4及时进行手动抓球
施放后,如果出现特殊情况雷达不能自动跟踪,又是雨雪的特殊天气[3],这时雷达操作人员也应保持镇定,快速将“天控”切换到手动状态,根据地面风向判断气球的大致运行轨迹,确定大致方位,然后跟踪上斜距,根据斜距和气高(确保没有飞点)反算仰角,将天线摇到大致位置,在附近搜索即可快速抓住球。但切记在使用雷达的“扇扫”功能进行搜索时一定要保证斜距跟踪正确,否则系统会根据错误的斜距计算结果进行搜索,容易造成误判断,从而延误抓球时间;有时在仰角方位跟踪正确但斜距错误时使用“扇扫”功能反倒会造成丢球,而导致重放球。在抓球时,如觉得时间紧,来不及计算大致仰角,可以事先根据正常情况下斜距和对应的气高制1张图,横坐标为斜距,纵坐标为高度,根据H=R×sinδ,每隔一定的度数画出1条仰角线,则可画出1组仰角射线,在抓球时可根据斜距和气高在这个图上快速查出大致仰角,以节省时间。
5施放后密切关注雷达的工作状态
施放后即便雷达跟踪正常,也应密切关注其工作状态,以便出现特殊情况后及时处理[4-5]。一般常遇到的就是雷达天线的“死位”现象。死位现象分2种情况:一是雷达天线仰角、方位无变化,驱动箱出现故障报警;二是放球软件界面的仰角方位角显示数字无变化,而雷达天线还在转动。第1种情况的处理是及时关闭雷达驱动箱开关,再迅速开启;第2种情况处理是应迅速关闭放球软件界面上的“发射机”开关,“天控”开关置于手动(界面的其他开关保持原位),再按关机步骤关闭雷达主控箱的发射机、驱动箱、主控箱,并迅速按照相反的顺序开启,以激活雷达与终端间的通讯传递,快速将“天控”打到自动状态,打开界面上的发射机开关即可。因此,值班人员在值班中要集中精力,及时发现并排除故障,避免因数据采集的连续错误而造成重放球。同时,也要不断总结工作经验,不断提高应对特殊情况的能力。另外,雷达要及时维护,保持良好的工作状态。
6结语
减少重放球需要注意各方面因素,在做好硬件准备的同时不断提高业务技能这一软件也很重要,熟练掌握各种操作的原理及方法,灵活应对各种突发情况,才可以从根本上避免重放球事件的发生。
7参考文献
[1] 卢英,吴芳.高空气象探测中非球炸及重放球的原因和预防措施[J].沙漠与绿洲气象,2008,2(B08):86-88.
[2] 戴丽琼,黄祖辉.新一代高空气象探测中重放球的原因[J].沙漠与绿洲气象,2009,31(4):61-62.
[3] 李蜀黔,柯莉萍.放球过程中GFE(L)1型雷达如何判断真假定向、丢球的处理[J].贵州气象,2005,29(5):41.
[4] 黄祖辉,陈丽红,赵友欣.浅谈造成探空重放球的原因及应对措施[J].江西气象科技,2004,27(3):41-42.
[5] 中国气象局监测网络司.L波段(1型)高空气象探测系统业务操测手册[M].北京:气象出版社,2005.
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