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探空气球:3万米高空探“天情”

来源:威海新闻网·威海晚报

作者:

2018-03-23 15:21:03

今天是“世界气象日” 带您揭秘荣成高空气象观测站

探空气球:3万米高空探“天情”

气象部门对气象信息的观测,主要分为地面和高空观测两种。地面观测站很多,如威海市气象台和荣成、文登、乳山气象台,全国各县(市、区)几乎都有分布。但高空观测站,全国仅124个,山东3个,其中一个便是荣成高空气象观测站,而探空气球是该站非常重要的探测工具。

在3•23世界气象日到来之际,记者于昨日来到荣成,揭秘高空气象观测站如何使用探空气球,探测高空气象信息的全过程。

放飞探空气球。

为探空气球充氢气。

气球充完气后比人还高大

当日6时30分,天刚刚亮,值班人员钱恒臣、高玉岩和张阳便来到荣成高空气象观测站,开始当天的工作。

“一般来说,每个探空站1天施放两次气球,分别在7时15分和19时15分,早一秒钟都不行,晚的时间也要控制在5分钟以内。”钱恒臣说,全国的探空站都是这个时间,早放和晚放都算不按规定操作。365天,一天都不能断,一次都不能错。

7时15分释放气球,值班人员要提前至少半个小时抵达探空站,进行前期的准备工作。

他们首先从仓库里把要放的气球拿出来——这是一个重约750克的乳胶气球,确定没有损坏后,它将被带到储氢室充入适量的氢气,让它直立起来。充灌完毕后的气球,高约2米,直径约1.5米。

气球本身是不可能探测气象信息的,它还有一个共同飞向高空的小伙伴——探空仪。别看探空仪只有成人手掌大小,但里面有许多电子元件,可以探测气温、气压、湿度、风向、风速等。

探空仪的电池很特别,这是一块镁电池,靠浸泡在盐水中充电,“镁电池在盐水中充电后,可以保证最多三个小时的电力,足够探测仪使用。”高玉岩一边将镁电池放在盐水中,一边向记者介绍。

和探空气球一样,探空仪在出发半个小时前也要进行体检。它被放在一个叫做“基测箱”的地方,检测它显示基测箱内温度、湿度、气压等各项指标是否在正常的差值范围内。如果在这个范围内,那就说明它体检合格,可以与气球相伴去天空遨游了。

用于接收探空气球发回信息的接收仪。 

接收探空气球传回的气象信息。

每分钟400米直奔3万米高空

前期准备工作结束后,探空气球和它的小伙伴探空仪,被牢牢拴在同一根绳子上,值班人员张阳将它拿在手上。

这是一个长达30米的绳子,“如果绳子太短,它在空中摆动幅度大。30米才能保证绳子的摆动幅度在最小范围以内,震动也相对变小,对于观测而言会更加精确。”张阳说。

7时15分,张阳准时来到荣成高空气象观测站放球点,将探空气球放飞。

从离开工作人员手中的那一瞬间起,气球以每分钟约400米的速度随风飘扬,飞向1万米、2万米,直至3万米左右的高空。

在上升过程中,气球会穿越云层,遇到水滴、冰晶,并会穿越大风区,其所处位置的温度、湿度、气压、风向、风速等也在不断变化。

每隔0.8秒,探空气球就能将高空测得的一组气象要素数据,反馈给地面接收雷达,雷达再将这些信息传送给荣成高空气象观测站终端电脑。

这些对平常人犹如“天书”的数据,对于气象专业人士来说,却弥足珍贵。通过解读之后,它们就会成为每天天气预报的重要依据。

气象观测员正在打开一个新的探空仪,准备今天的探空观测工作。

70分钟的“生命”短暂而绚烂

从探空气球自地面放飞起,到升至3万米左右的高空,一般需要花费70到80分钟的时间。

随着高度的不断上升,周围空气越来越稀薄,气压不断减小,探空气球不断膨胀,地面1.5米左右的直径会增加到8米至9米,并最终在空中爆炸。

气球爆炸后,其残骸将与探空仪一起顺着气流方向自由下落。整个探测过程也就在爆炸的一瞬间结束。

“不用担心探空仪的残骸在下落过程中砸到你的头上,因为他们降落的地点大多在人烟稀少的郊区野外。而且探空仪的体重还不到400克,爆炸后的它根本伤不了你。”钱恒臣说,我市的高空气象观测站自1967年建立以来还没有出现伤人的情况,不过确实有人曾经捡到过探空仪的残骸,“捡到后也不用上交,对气象感兴趣的市民可以好好珍藏。”

据介绍,每个探空站一般每天施放两次气球,假如遇上台风、暴雨、雷电等恶劣天气,气球在升空途中遭遇“不测”,还要在规定时间内立即再充一个气球升放到空中。

“2010年以前,我市的高空气象观测站建在成山头时,因为那里的环境比较恶劣,探空气球常常遭遇‘不测’,有补放的情况。不过2010年后,高空气象观测站迁到荣成城郊后,就很少再补放了。”

采访快要结束时,钱恒臣还向记者透露了一个好消息:荣成高空气象观测站新引进了自动放球系统,预计今年年底前可投入使用,“投入使用后,给气球充气、放球等全部都可以用电脑操作自动施放,不仅减轻了观测员的劳动力,提高了工作效率,还在很大程度上解决了恶劣天气情况下放球难的问题。”

延伸阅读

威海市这些气象设施,也很“高大上”

除高空气象观测站,威海市还拥有不少“高大上”的气象设施,记者带您一起来看看其中2个:

曾护航“神舟十一号”

市气象局工作人员说,2009年至2011年,石岛气象台先后建成了中国气象部门第一个太阳光球色球望远镜和太阳射电望远镜。

在近年来的多次航天任务中,中国气象局国家空间天气预警中心均利用石岛两个望远镜观测数据,预报和预警可能对飞船造成影响的太阳风暴事件,向航天部门提供空间天气预报,为中国空间站建设提供气象保障。如在“天宫一号”“天宫二号”“神舟十一号”的发射和“神舟八号”与“天宫一号”的对接保障服务中,这些观测数据都发挥了巨大作用。

国内先进的气象雷达

在荣成成山大道和将军路交叉口附近,距离荣成高空气象观测站非常近,还有一个名为“新一代多普勒天气雷达”的气象设施,目前在国内都属先进。

与其它天气雷达相比,此种雷达发射功率大,探索和定位能力强,除实时提供各种气象图像信息外,还可自动识别多种灾害性天气,并对气象云图的走势进行准确预测。

该雷达系统2014年投入使用后,对威海市突发的台风、龙卷风、暴雨、冰雹等灾害天气,进行有效的监测和预警,在防汛抗旱、人工影响天气等方面发挥了重要作用。 

[责任编辑:杨凡、肖梦凡]

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