强对流天气对高空气象探测的影响及对策研究--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

强对流天气对高空气象探测的影响及对策研究

发表时间：2021/6/16 来源：《探索科学》2021年5月作者：张彦昭

[导读] 高空气象探测业务是各级气象部门的工作重点，为天气预报，灾害风险地区和气候分析的发展提供数据支持。本文着重于高空探测与处理措施，结合强对流天气对高空现象探测的影响，并根据卢氏县气象局进行高空现象探测的实际情况，对降雨，强风，雷暴和强对流天气下的空气象探测提出改善措施，以提高本地区高空气象探测质量。

河南省三门峡市卢氏县气象局张彦昭 472200

摘要：高空气象探测业务是各级气象部门的工作重点，为天气预报，灾害风险地区和气候分析的发展提供数据支持。本文着重于高空探测与处理措施，结合强对流天气对高空现象探测的影响，并根据卢氏县气象局进行高空现象探测的实际情况，对降雨，强风，雷暴和强对流天气下的空气象探测提出改善措施，以提高本地区高空气象探测质量。
关键词：强对流天气   高空气象探测影响处理对策
        引言
        L波段高空观测作为综合气象观测的重点，进一步促进了现代气象业务的发展。 L波段高空气象探测系统的主要组件包括二次测风雷达和电子无线电探空仪，它们能够自动检测高空大气压力，温度，相对湿度，风速和其他气象数据，对高空气象探测数据的完整性和可靠性提供保障。自卢氏县探空站建立以来，各种现代化的观测仪器设备在高空气象探测中得到了广泛应用，进一步增强了高空气象探测的自动化水平，同时还提升了高空气象探测质量。每年夏季三门峡强对流天气十分活跃，雷暴、大风、冰雹、强降雨等强对流天气时有发生，在制约高空气象探测工作顺利开展的同时，还严重影响着人们的日常生产生活和工作。如何充分利用高空气象探测资料，提升强对流天气下的高空探测质量，已引起了各级气象部门的高度关注。因此，对高空气象探测综合素质水平和专业能力进行培养，全面了解强对流天气对高空气象探测可能产生的影响及相关的应对办法，不断提升高空气象探测质量，确保当地气象事业持续健康发展。
        1、强对流天气对高空气象探测的影响
        在气象学中，强对流天气是指突然发生，快速移动的剧烈天气变化和严重破坏性的天气现象的发生，包括雷暴，强风，冰雹，龙卷风，局部暴雨和飑线。极端强对流天气的主要特征是瞬时性强，影响范围小，发生时间短，损害特别严重，主要发生在中小尺度气象系统中。水汽垂直运动是强对流天气的主要原因，典型的强对流天气往往在夏天的午后出现，由于白天太阳发出的短波不断被地面吸收，使得地面增温幅度较大，随着时间的推移会释放一定强度的热量，低层空气在吸收到来自地球表面的能量后，增温幅度较大，受到热胀冷缩的作用，导致空气密度降低，空气不稳定程度增加，密度较小的空气会在最上层漂浮，为强对流天气的出现提供了有利条件。
        若是高空气象探测中遇到强降雨天气，会使探空气球下沉，甚至是对探测数据的准确性产生影响；雷暴中的电磁波会干扰探空仪信号或者是雷击损坏探空仪电子元件导致探空数据异常，造成本次观测失败；若是探空气球释放过程中出现大风天气，会造成探空气球与地面或下风方向的障碍物间出现碰撞，碰撞往往会导致气球破裂，观测失败。若高空探测中出现强对流天气，需要工作人员沉着应对，按照《常规高空气象观测业务规范》的要求，可稍微推迟释放探测气球的时间。若是因雷击损坏了探空仪器或者传感器变性，而此时的探空气球上升高度不足500hPa或者观测有效时间不足10分钟，探测人员需在规定的时间重新进行放球，不管是何种强对流天气出现，都应确保高空气象探测工作可以顺利进行。
        2、强对流天气下的对策研究
        2.1强降雨天气的高空气象探测处理对策
        卢氏县夏季出现强降雨天气的概率较大，且伴随着雷电、大风等天气，极易影响高空气象探测业务的正常进行，需要探空人员将高空气象探测前的准备工作做好。通常情况下，强降雨天气持续时间较短，应根据雨势强度变化来选择释放时机，尽量避开降雨强度较大时间段释放气球。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

在高空气象探测工作还没有开始之前，需要工作人员密切关注雨势强度，抓住有利时机进行放球，防止探空仪故障或观测数据缺测。高空气象探测中，晴好天气、阴雨天气、强降雨天气下的净举力分别为1.3kg、1.4kg、1.6kg左右，且晴好天气下的释放高度较高。探空观测人员必须根据天气状况适当控制探空气球充气量，比如大风天气气球充气量可以稍小，降雨时探空气球宜多充氢气，雨强越大充气量相应越多。
        2.2大风天气的高空气象探测处理对策
        首先，根据气象台站的实际选择选择合适的放球点，大风天气必须选择下风向的放球点，并且放球点应高于L波段雷达基础或略低于雷达基础。如果周围空旷且没有障碍物，则球放置点应位于L波段雷达基础上方或稍低于雷达基础。如果离雷达太近，则会在成雷达跟踪丢球。使用大风放球器时，需要仔细检查绕线周围是否有裂纹，并且检查连接仪器挂钩和绕线板释放线的线是否紧固。为防止连线散脱，放球时需握紧放球线和绕线板，一旦接收气球释放指令后需朝上放出。。如果放开气球时天空很暗，则需要悬挂灯笼，并且避免灯笼线不会太长。其次，必须准确把握探空的时机。如果在检测过程中出现大风天气，可以选择风速减小的时间段释放气球；若是大风天气持续较长时间，此时在等待时机的同时，还要根据风向选择合适的放球地点，始终确保放球路线的畅通性。最后，需要熟练掌握雷达跟踪技巧，可以在平时多加观察多练习手动抓球技巧。若高空探测中遇到大风天气，确保雷达可以成功跟踪探空仪，避免雷达误跟踪旁瓣信号，放球人员需熟练掌握相关操作技能，在释放气球前了解当时地面风向风，以准确判断释放气球后的初始运动轨迹，方便雷达自动跟踪，以推动高空气象探测工作可以正常开展。
        2.3雷暴天气下高空气象探测的处理对策
        雷暴是伴随有雷击和闪电的局地对流性天气，雷电直接击中探空仪或者气球概率很小，但是雷暴过程中发出的雷击电磁脉冲对包括探空仪和地面观测设备在内的电子元器件危害很大，雷击脉冲波在损坏地面观测仪器设备的同时，还极有可能造成应答器受损或者是气压、温度和湿度传感器变性，使得无线电探空仪无信号或者是探测数据失真。若在探测区域上方出现雷暴或者是雷暴即将移动到探测区域所在高空处，探空仪未释放应暂缓释放，探空仪已经释放则密切关注探空数据接收情况，第一时间处理异常情况，必要时做好重放球准备；即使已经到了规定的放球时间，需在雷暴强度减弱或移动到该站高空风相反的方向上，方能释放气球。为了保证高空气象探测的数据有效率，观测站周围出现雷暴活动或者附近出现强雷暴过程时禁止释放气球。探测人员可以结合积雨云运动规律和高空风随雷暴运动方向进行判断。在出现雷暴天气的情况下，因雷击电磁脉冲的作用，会干扰无线电探空仪信号，此时探测人员应保证信号始终处于接收状态，若是连续4min的不能接收到有效数据，需开展重放球操作。
        结论：
        综上所述，因科学技术水平的快速提升，各种现代化的观测仪器设备在气象部门中得到了广泛应用，高空气象探测精确率和可靠性显著提升，进一步促进了气象业务现代化建设步伐。但是现代化观测设备特别是目前广泛使用的GTS系列探空仪应用了更多的电子元器件，导致探空仪遭遇雷暴天气非常容易损坏，气象和气候条件复杂多变，强降水、雷暴、大风等强对流天气的出现严重阻碍了高空气象探测业务的顺利开展。因此，工作人员应对高空气象探测业务加强学习，熟练掌握相关操作技巧，不断提升强对流天气下高空气象探测业务的应对处理能力，以进一步增强高空气象探测业务质量。
参考文献：
[1]董福镇 , 缪集群 , 钟凯仪 . 强对流天气对高空气象探测的影响及应对措施 [J]. 气象水文海洋仪器 , 2018(2).
[2]刘清芳，乔玉新.特殊天气高空探测应对方法与技巧[J].气象水文海洋仪器,2017（01）:34-36.
[3]中国气象局.常规高空气象观测业务规范[M].气象出版社,2010（10）:10.
作者简介：张彦昭（1989.05），男，河南省三门峡市卢氏县人，本科，助理工程师，从事气象探测工作。