措姆
西藏那曲市气象局 852000
摘要：目前，我国高空探测探测业务中应用最为广泛的为L波段雷达系统，该探测系统的运用大幅度提升了我国各个地区高空气象探测业务的准确性。但与此同时，在高空观测中也会遇到气球过顶丢球的问题，影响高空探测质量。因此，本文主要根据西藏那曲市气象局L波段雷达高空气象探测系统运行实际，着重从L波段雷达高空观测中气球过顶丢球现象以及处理方法进行探讨，以供同行参考。
关键词：L波段雷达；高空观测；气球过顶丢球；处理方法
引言
近些年来，随着科技与气象事业的迅猛发展，我国综合气象观测系统日臻完善，气象观测业务取得了极大进步。目前，我国高空探测探测业务中应用最为广泛的为L波段雷达，该探测系统的运用大幅度提升了我国各个地区高空气象探测业务的准确性，在气候监测以及气象预报中占据着举足轻重的地位。然而，在高空观测中过程中，有时候也会出现气球过顶丢球的现象，在很大程度上制约了高空观测业务的顺利开展，进而对气象观测业务质量产生不利影响。基于此，本文主要根据L波段高空气象探测业务实际，着重对高空观测中气球过顶丢球原因以及处理方法进行探讨，为今后更好地开展高空气象观测业务，不断提高高空观测质量，为开展天气预报、气象服务以及气候变化研究等气象业务提供更为可靠的指导依据。
1 气球过顶丢球的主要原因
（1）非人为原因。非人为原因涉及到两个方面：环境因素与雷达故障，其中，环境因素涵盖外界强干扰信号以及障碍物遮挡两个原因，这两个原因可能导致气球过顶丢球；雷达故障涉及到仰角、方位死位（雷达仰角超过90°的时候极易卡死）、接收机发射问题使得信号无法正常接收等故障使得天线无法自动跟踪，从而导致气球过顶丢球[1]。
（2）人为原因。这方面的原因通常是值班人员操作不规范导致高空观测业务气球过顶丢球，大致包含下述几类：一是未正确选择放球位置，这导致释放球时气球过顶丢球；二是地面雷达在发球前切换为自动，在这种状态下，探空仪不在摄像头屏幕的中间，导致旁瓣跟球。三是放球的时候，天空控制开关为手动状态。四是放球时，接收器的增益未在地面上调节。通常，在放球之前，应将接收器的增益调整为（30-50）。或者它不是对准地面上的仪器，而是始终处于旁瓣跟踪状态，这均可能导致丢球；五是在放球前后，不能及时准确地调节频率。当无线电探空仪响应器的频率偏离L波段雷达的中心频率太多时，信号可能会很弱，而当信号很弱时，则极易引起旁瓣抓球现象。
2过顶丢球预防措施
要做好放球前的准备工作，按规范要求调整雷达的增益以及频率，天线要对准无线电探空仪，然后结合地风选择放球的位置。还要备好电池，浸入式电池的水温约大概为35°上下，盐量为3g，冬季应将电池电压最好为20V，夏季大约为18-19V。打开雷达后，将基测盒的电源和信号线连接到探空仪，开启放球软件，打开摄像头屏幕，将天线控件转变为为手动，然后使用内部控制盒的天线控制手柄旋转雷达天线指向探空仪，示波器显示模式为角度模式。要把增益设置成手动，调整增益以将4条亮线减少到2?3格，然后将频率设置为手动，调整频率以使4条亮线变大，然后调整增益以使4条亮线变小，然后重复调整，使频率处于被理想状况，将其增益设定为30?50范围内，然后把增益设定为自动。在放球之前，应将无线电探空仪放置在距离雷达天线50 m的位置，并且把天线控制转变为自动模式。探空仪需要处于相机屏幕的中间，并且4条亮线状维持清晰平齐状态。当小型发射机打开并且示波器显示模式切换到距离模式的时候，无线电探空仪发射机的回波凹保持清楚。如果凹口不好，可以对雷达频率进行调整，之后结合地面上的风，选择适宜放球位置，以免将气球过顶丢球。当地面是静态风的时候，释放气球之后2分钟内仰角通常较高。使目标越过顶部并且容易造成丢球。
这要求户外指挥工作人员应加强放球的观察，当出现丢球现象的时候，可以及时与雷达操作员合作，从而在最短的时间找到目标。放球之后需要在较短时间内对频率进行调整，以使信号接收处于最佳状态，确保高空探测业务的正常运行。
3 过顶丢球的处理方法
（1）在高空气象观测业务中，若出现气球过顶丢球时要冷静应对，在相机中看到气球时，需要仔细关注仰角的变化情况，若仰角大于90°的时候，需要马上对相机焦距控进行调整，以使气球更小且在相机中可见，接着将天空控制按钮调整为手动模式，摇晃雷达的方位角和仰角，气球偏向视频中的那一侧就摇晃到那一侧，以使气球位于屏幕的中心。在这之后要将天空控制调为自动状态。若距离跟踪误差太大，则需要再次调整距离。当倾斜距离跟踪正常时需要进行扇扫。日抛在扇扫过程中4根亮线无任何变化，则表示球已被抓住。
（2）在出现气球过顶丢球时工作人员可以通过对讲机报出气球在经纬仪中的仰角、方位角，雷达操作任人员要在较短时间内把天控转变为手动方式，摇雷达到指定区域，接着将天控转为自动模式。若晚上放球，则必须准备好灯笼（电子），蜡烛固定好且充分燃烧，防止蜡烛熄灭，使得经纬仪中无法看清球影。
（3）当灯笼熄灭且无法在相机中看到气球时，通常能够结合探测信号的强度、地面以及增益的大小来对气球所处位置作出判断。 若地面上的风速较低，则将天控转到手动模式，将雷达仰角滚动到大约50°，然后将方位角快速旋转360°，获得探测信号最强且增益特别小的区域（在正常状态下，增益读数大概为30-50，并且当旁瓣接球时增益将增加），将天控设为自动，并在倾斜距离跟踪的时候进行扇扫。若在扇扫动过程中4根亮线无任何变化，则高度和空气高度总体一致，表明已抓住球。若仍旧不一致，则需要把雷达仰角提高6到8°，然后重复上面的处理方式，一直到抓住气球为止[2]。
（4）当雷达仰角大于90°的时候出现机械故障的概率较搞，也就是说，雷达仰角可能会超过90°。 若出现此类状况，可及时将雷达关闭，然后逐步开启开关以将雷达激活，之后继续执行上述操作过程，及时找到气球，防止缺测与重放球。
（5）通常在出现气球过顶丢球时若能看到倾斜距离，则还可以结合高度计算仰角值。 计算仰角值的方法是获悉高度与斜距，之后通过获取的仰角值和360度旋转方位角来查询气球的区域。
（6）在气球释放之后，若出现雨雪、强雷暴等恶劣天气，并且雷达无法自动跟踪，则雷达操作员需要谨慎，要及时天控切换到手动状态，结合地面风向确定气球的方位角，判断方位角概况，然后按照斜距与气体高度计算仰角（确保无点），把天线滚动到大概的区域，且在附近搜索以及时抓球。 但应该谨记，在运用雷达的“扇扫”功能的时候，必须确保倾斜跟踪准确，否则就导致误判并使得抓球时间有所延迟。
4结语
L波段雷电探测系统是高空探测系统的重要组成部分，探测精度比较高，在获取高空气象要素资料中起到极其重要的作用。但是在在高空观测中过程中，有时候也会出现气球过顶丢球的现象，在很大程度上制约了高空观测业务的顺利开展。因此，气象台站工作人员应需要熟悉掌握L波段高空气象探测系统的操作手册，学习相关专业技术，并且在日常工作中及时总结工作经验，对于常见的气球过顶丢球问题要及时处理，以确保高空观测业务的顺利开展，大幅提升高空探测资料的准确性和完整性。
参考文献：
[1] 张定文,帅建疆.L 波段高空气象探测雷达操作特殊问题及处理方法 [J].农业与技术,2013(5):192.
[2] 王平，陈宇.高空观测中气球过顶丢球的处理方法浅析[C]//第28 届中国气象学会年会要S1 第四届气象综合探测技术研讨会. 北京：中国气象学会，2011：3
作者简介：措姆（1976.09），女，藏族，西藏日喀则南木林县人，大专学历，工程师。