内蒙古地区特殊天气提高高空气象观测质量的方法

张凯霞

(锡林浩特国家气候观象台，内蒙古 锡林浩特 026000)

1 做好气球施放前探空仪及充灌气球的准备工作

1.1 气球施放前探空仪的准备

从2020年1月1日开始，内蒙古自治区的高空站使用的都是改进型的探空仪和新型基测箱，由于改进型探空仪的温湿度传感器较旧型探空仪更为“细小、精致”，所以工作人员在操作探空仪时更需加倍“呵护”，防止损坏温湿度传感器，影响探空仪的正常施放。使用温水将盐溶化后，再将电池浸泡在盐水中5min左右，使电池电压保持在18～20V左右，防止电池电压过高将探空仪击穿，导致仪器无信号。根据地面风向选择合适的放球点，调整放球软件上雷达天线增益和频率在合适的位置，避免出现旁瓣跟踪气球的现象。

1.2 气球施放前充灌气球的准备

目前本区各高空观测站大多使用的是750g探空气球，无论何种天气都要保持气球的平均升速在400m/min左右。凭各站的实际工作经验，晴天灌球净举力可小些，雨天为避免出现气球下沉现象，使其呈上升走势，需要增加气球的净举力。

2 大风天气高空气象观测的有效措施和方法

2.1 室外放球人员

(1)选择准确的放球地点。室外放球人员在放球前要依据风的来向，提前确定手动放球的大致放球地点，一般为雷达的下风方，确保气球施放后，不要由于风速过大，气球快速从雷达顶部移过，导致雷达不能自动跟踪探空仪的情况发生。

(2)抓住有利时机，成功施放气球。室外放球人员要时刻观察风速的变化，选择好施放地点后，一旦发现风速有所减小时，应立即抓住有利时机，顺风随气球方向助跑，尽量让气球升起来，防止大风将气球及探空仪拍打到地面，导致气球破裂或探空仪摔坏，使其顺风而行，掌握好有利时机迅速施放气球。

(3)正确判断，准确指挥。室外放球人员要熟练掌握本站的能见度目标物方位，成功施放气球后，根据目测到的气球的位置用对讲机向室内雷达操作人员报出气球的仰角、方位角，使其尽快抓住气球，一旦有丢球情况发生，更需要室外放球人员时刻目测跟踪好气球，将气球的大致方位角和仰角报告给室内雷达操作人员。

2.2 室内雷达操作人员

(1)选择结实的大风放球器。在大风天气状况下，更有利于施放气球的工具是大风放球器。大风放球器是塑料制品，风力较大时，有的大风放球器会被风带着气球刮断，所以在风力较大时要选择韧性好、比较结实的大风放球器。

大风放球器的细绳较光滑，在连接探空仪时要多拴几个疙瘩，避免探空仪与气球脱离，导致施放失败。

(2)挂上小灯泡。如果是19时15分的放球时次或能见度较低时遇上大风天气，室内雷达操作人员最好提前用盐水浸泡一个专用的小灯泡电池，悬挂在探空仪下面，方便室外放球人员目测跟踪气球，也有利于室内操作人员在雷达摄像头中更清晰地看到探空仪，以便尽快抓到气球。

(3)熟练操作雷达，准确跟踪探空仪。放球前室内雷达操作人员应对地面风向、风速做到心中有数，对施放后气球的移动位置要做到准确估计，室外人员成功施放气球后，在雷达“手动”状态下熟练摇动方位和仰角，在雷达摄像头屏幕能看到的情况下，将探空仪迅速移到摄像头屏幕的正中央后按下“自动”键，使其自动跟踪。

3 静风和大雾及低能见度天气高空气象观测的有效措施和方法

3.1 静风天气高空气象观测

在静风天气放球时，施放气球后，气球垂直向上升起，飘不远，导致雷达自动跟踪探空仪仰角达到或接近90°时限位，导致丢球问题发生。

大雾天气时，一般无风，且湿度接近100%，能见度低于1km，摄像头的屏幕上看不清楚气球，雷达也易出现高仰角限位，导致丢球的问题发生。防止丢球的有效措施是：在施放气球后，室外放球人员目测发现雷达如果没有准确对准探空仪，应及时通过对讲机告知室内雷达操作人员手动将雷达摇到气球移动的正确位置。雷达处在仰角大于90°过顶时，也极易发生雷达机械故障，遇到这种情况，可以先迅速关闭雷达电源，再依次重新打开各个开关，以激活雷达，尽快找回探空仪信号，避免缺测情况的发生。

3.2 低能见度天气高空气象观测

当出现由于沙尘、烟、霾、降水等导致的低能见度天气现象时，在摄像头屏幕上不能清楚地看到气球和探空仪，容易发生雷达旁瓣跟踪探空仪的问题。如果没有及时发现，会造成部分数据缺测问题的发生。所以，雷达操作人员此时要更加关注4条亮线及高差的大小，及时发现旁瓣问题，及时纠正，防止数据缺测。

4 雷阵雨、强雷暴天气高空气象观测时的有效措施和方法

4.1 雷阵雨降水天气

夏季的降水一般都是雷阵雨偏多，根据雨势的强度变化，尽量使仪器施放时避开雨势最强时段，抓住雨势开始减弱的有利时机施放气球，从而避免重放或造成观测数据缺测。同时要做好探空仪的防雨措施，可以在探空仪盒盖与盒身的连接处用透明胶带封闭，防止和避免探空仪的电路板进水导致仪器信号突失。

4.2 强雷暴天气

雷暴具有极强的破坏性，为防止雷电击穿探空仪的应答器导致信号突失或将气球击破，导致放球失败情况的发生，在放球时如果遇有强雷暴移至放球点上空，应稍等几分钟，等强雷暴移出测站上空时再施放气球，同时也要注意考虑人身安全。

5 结语

内蒙古地区在大风、静风和大雾及低能见度、雷阵雨、强雷暴等特殊天气条件下，进行高空气象观测工作时会出现各种影响高空观测质量的异常情况，我们需要从施放前探空仪和充灌气球的准备方面着手，采取有效的措施和方法，有助于防止探空气球及探空仪的损坏，避免出现影响高空观测记录及时性、完整性的情况发生，以提高高空观测质量，更好地为天气预报、气候分析、科学研究和国际交换，提供及时准确的高空气象资料。