劉瑞全++盧娜
摘要L波段雷達探測施放氣球時抓球是各高空觀測員頭痛的問題,探空儀施放后被成功跟蹤是每個高空觀測員的夢想,萬事開頭難,成功抓球?qū)Ω呖沼^測來說就是成功了一半,對青島特殊的觀測環(huán)境來說尤其如此。下面就青島不同天氣條件下的抓球詳細闡述,希望對各位同行有所裨益。
關(guān)鍵詞:l波段雷達;特殊天氣;觀測環(huán)境;抓球
引言
對于L波段雷達,GFEL-l型電子探空儀探測系統(tǒng)來說,值班除了保證釋放合格儀器,記錄處理正確,及時發(fā)報和打印出合格的探空、測風報表,及時上傳G文件等外,最重要的就是氣球釋放時的抓球了。與P波段雷達,59式探空儀探測系統(tǒng)不同,L波段雷達是帶有自動搜索、自動跟蹤,自動測距功能的,雷達的珩架上還裝有紅外線望遠鏡,釋放后可以實時觀察雷達跟蹤探空儀正確與否。
青島站L波段雷達的南邊是地面觀測場,東南邊是行政大樓,上面鐵塔仰角是17.6°,東邊是地面觀測值班室、休息室、學習室及高空觀測休息室、學習室,是三層小樓,仰角是6°,北邊直接是院墻,墻外是樹,無釋放場地,西邊同北邊一樣。規(guī)范對觀測場地的要求是:高空氣象探測站四周應開闊,障礙物對探測系統(tǒng)的天線形成的遮擋仰角不得高于5°,特別是測站盛行風下方120°范圍內(nèi)的障礙物對探測系統(tǒng)的天線形成的遮擋仰角不得高于2°,在半徑50米范圍內(nèi)要求平坦空曠,無架空電線、高大林木及建筑物等。以此考察,青島站條件無法滿足規(guī)范要求,在無法遷站的現(xiàn)有條件下,如何保證抓球的正確性呢?
各種天氣條件下的抓球
一、南風或偏南風
這是一年之中次數(shù)最多的風向,因為沒有放球場地,所以一般把裝配好的儀器連同升空氣球懸掛在雷達北邊的欄桿上,欄桿上提前裝置有放球環(huán)以勾住連接氣球的繩索,釋放時觀測員聽到主班的口令按時釋放。風大時儀器不能升起來,因為儀器被風壓下去可能會掛到樹枝,損壞儀器,施放前才將儀器升空或直接將靠近儀器的繩子上端拿在手中,時間到時再放,釋放時主班會稍晚一點按放球鍵,因為氣球會被風壓下來,瞬間儀器不升反降,等氣球升起時再按恰好。
二、北風或偏北風
這是一年中第二多的風向,風小時放球抓球都是比較容易的,因為雷達南面總有一片不小的開闊地,懸掛好儀器的氣球可以升起來。風大時就得用大風放球器,施放前兩分鐘,觀測員拿著儀器進制氫房,將充好的氣球與儀器連接好,然后將氣球及與之相連的儀器拿出制氫房,需小心翼翼,以免氣球觸地,風大拽著球跑時人可以稍微跟著動以免被拽倒,風小時人再拽著球退回來,放球時間到了,主班按下放球鍵也會稍晚一點,因為放球后,一是風大球一下起不來,二是放球器的繩子會抖摟開,探空儀瞬間不升反降。有經(jīng)驗的探空員在放球時會順著球跑幾步再松開手,球順勢也起來了,探空儀下墜也會極短甚至不下墜,探空員選擇放球的時間會選在風速減小的瞬間,連接探空儀的繩子用小指勾緊,施放瞬間松開,這樣繩子在釋放的瞬間抖摟的慢甚至不抖摟,達到放球的最好效果。
盡管探空員經(jīng)驗豐富,大風放球時小心翼翼,但球撞上大樓或掛到鐵塔還是會有,畢竟仰角17.6°在那擺著,想一次不碰到它很難,那就只好及時做下一次施放的準備了。
三、東風或偏東風
東風或東北風都好放,東南風施放方式與南風相同。
四、西風或偏西風
西風或西北風也好放,西南風施放方式與南風相同。
五、大霧天的放球
這可以說是最令人頭痛的放球時候了,青島近海,大霧天多,4-8月大霧天尤其多,霧有時大的升空的氣球看不到,甚至連升空的探空儀也看不到,能見度接近零,這樣的天放球,一般都將裝配好的儀器掛在樓頂上(不管什么風向),有什么風向就掛在好抓球的順風方向上,如南風就掛在北邊,西風就掛在東邊,探空儀盡量掛得高一點(雷達好跟蹤),施放前讓雷達跟蹤住探空儀,施放瞬間也是自動跟蹤,一般情況下都可以跟得住。
如大霧天風也大(這種情況雖少也有),就比較麻煩,因為施放瞬間自動跟蹤很難跟住,主班必須在放球后的幾秒內(nèi)抓到球,否則時間一長連樓頂?shù)挠^測員也看不到球了,更不用提指揮了,主班會根據(jù)顯示器上的四條亮線判斷抓住球沒,或者根據(jù)監(jiān)視屏幕上的氣球高度與氣壓反算高度的差值來判斷抓住球沒,顯示器上的四條亮線兩兩不齊,忽高忽低,或氣球高度與氣壓反算高度差值過大(大于100米且凹口跟蹤正常),那就是沒抓住球,主班應根據(jù)氣球高度判斷出氣球的仰角,迅速將天控打到手動,將雷達搖到那個仰角,然后迅速尋找氣球的方位,直到四條亮線兩兩對齊,氣球就抓住了,再將天控打到自動。丟球時另一辦法就是立即啟動“扇掃”,此功能可在幾秒內(nèi)以啟動時的仰角、方位角為中心進行半徑各8°的掃描,抓住主波信號后然后跟定他,在剛放球氣球仰角、方位角變化不大時效果明顯,仰角、方位角偏差太大則無用,還要用于手動方式抓球。手動方式抓到球后,若不放心,仍可用“扇掃”方式確認一下,若“扇掃”后雷達仰角、方位角又回到“扇掃”前的位置,則確定手動抓球成功。
大霧天為了增加視距,一般都在探空儀下邊拴一紅幅類東西,以使眼睛看得更遠,抓球時間可多出幾秒(紅色透霧能力強)。
六、雨天的抓球
雨天會將球皮打濕,外部掛上水珠,氣球升力下降,升速降低,規(guī)范規(guī)定:未過500百帕,氣球升速從某層起至紀錄終止均小于150米每分,應重放球。所以雨天應多充氣,充氣多少以雨下的大小判斷,一般應多加100-500克砝碼。當氣球上升進入零度層后,氣球上的雨滴會結(jié)冰,氣球膨脹能力受限,當球上的冰限制到球皮的再膨脹時,球皮爆裂,因此雨天氣球高度一般不會太高。
雨天施放時,施放前幾分鐘一定要將望遠鏡頭擦干,否則鏡片上的水珠會影響視線,即使是觀測員也難在瞄準鏡中看到氣球,望遠鏡頭在施放前一定要隨濕隨擦,以保證抓球順利。
結(jié)語
做好以上幾點,基本上就不會丟球了,這樣既保證了探測質(zhì)量,又節(jié)約了探測器材,又省去了觀測員丟球時的煩惱,會讓大家覺得值班很愉快,臺站工作質(zhì)量會大幅提高。
參考文獻
[1]中國氣象局L波段(1型)高空氣象探測系統(tǒng)業(yè)務(wù)操作手冊[M].北京:氣象出版社,2001.endprint