高空气象探测特殊资料的分析与处理
高空气象探测数据分析与处理
分类号ＵＤＣ密级学位论文高空气象探测数据分析与处理作者姓名：指导教师：李赞妮张铁教授东北大学理学院申请学位级别：硕士学科类别：理学学科专业名称：计算数学，ｊ学位授予日期：。
．２０／１年－７围评阅人：印新参壬金铭论文答辩日期：２０１１年６月答辩委员会主席：古牡东北大学２０１１年６月东北大学硕士学位论文第１章绪论高层大气由于离地面越远，受地面的影响很小，其中温度的分布，主要由该高度上的空气直接吸收太阳辐射来决定。
平流层的下部，温度随高度的增高而保持不变；在上部，温度随高度的增高而升甜¨。
１。
２．２问题的提出从气温的垂直分布特点可以分析得出，根据时间、地点、气候的不同，气温随高度的变化也不同，其变化规律复杂，平流层气温的变化规律尤为复杂。
沈阳炮兵学院提供的实测气象数据就是一个实例。
基于沈阳炮兵学院提供的实测气象数据，本文根据高空气温的垂直分布特点，将数据分为对流层和平流层两部分分别进行处理和分析，建立数据处理模型，给出气温随高度变化的经验方程和曲线，进而为气温预估技术提供理论依据，为提高炮兵射击精度奠定基础。
１．２．３研究意义本文的研究对象是实测气象数据，本文研究的主要目的是拟合高空气象探测高度一温度经验曲线，并给出函数方程。
使曲线的拟合优度最高且曲线形状良好，解决传统的“温度一高度”拟合曲线的振荡问题，同时可直接得出气象探测报告所需要的某高度点的温度值，为温度预估提供一定的理论依据，从而为提高炮兵射击精度奠定基础。
１．３本文主要研究内容本文在已有工作的基础上，基于最小二乘法的拟合思想，对沈阳炮兵学院提供的高空气象探测温度数据进行处理和分析，建立了数据处理模型，并对模型进行了检验和分析，最终得出实用性结论。
本文的研究内容主要分为以下几个方面：１．根据高空气象探测数据的特点对数据进行预处理；２．对预处理后的数据进行合理分段和分组，建立数据处理模型；３．对数据处理模型进行分析和改进，并进行检验；４．模型的实用性分析。
高空气象探测业务问题与处置方式分析
高空气象探测业务问题与处置方式分析高空气象探测是一项重要的气象业务，它通过气象探测仪器和设备在大气层中进行气象数据的收集与分析，为天气预报、气候研究、空中交通安全等领域提供重要的数据支持。
高空气象探测业务也面临着一些问题，如设备故障、数据传输异常、设备丢失等，这些问题会严重影响到数据的准确性和实时性。
本文将对高空气象探测业务问题进行分析，并提出相应的处置方式。
一、设备故障问题及处置方式高空气象探测仪器设备一般由高空探测气球、探空仪器和数据传输设备等组成。
在实际运行中，这些设备可能会出现故障，导致数据采集和传输中断。
设备故障可能由于设计缺陷、制造质量不合格、操作不当等原因引起，因此需要及时处理。
1. 优化设备设计和制造过程，提高设备的稳定性和耐用性，减少设备故障的发生概率。
2. 定期对设备进行检修和维护，发现问题及时修复，确保设备的正常运行。
3. 配备备用设备，一旦主设备发生故障，可以迅速更换，减少数据采集中断的时间。
4. 加强操作培训，确保操作人员操作规范，减少因操作不当导致的设备故障。
二、数据传输异常问题及处置方式高空气象探测业务需要将采集到的大量数据及时传输到地面的数据中心进行分析和处理，以支持气象预报和科研工作。
数据传输过程中可能出现异常，导致数据丢失或延迟到达，影响数据的准确性和实时性。
1. 加强数据传输设备的稳定性和可靠性，优化传输通道，提高数据传输效率和安全性。
2. 增设数据传输备用通道，一旦主通道出现故障，可以迅速切换到备用通道，确保数据传输的连续性。
3. 设立数据传输监测系统，及时监测数据传输的情况，一旦发现异常立即进行处理，确保数据的完整性和及时性。
高空气象探测仪器设备通常携带有气象探空气球，一旦设备丢失，不仅意味着设备的损失，还将导致数据的丢失和无法收集，严重影响到气象数据的连续性和完整性。
针对设备丢失问题，可以采取以下处置方式：1. 优化设备的安全保护措施，加强设备的固定和防护，减少设备丢失的可能性。
关于L波段高空气象探测雷达操作特殊问题的探究
关于L波段高空气象探测雷达操作特殊问题的探究【摘要】L波段高空气象探测雷达是一种主要用于探测大气中降水和云等天气现象的雷达系统，具有高灵敏度和较大探测范围的特点。
在操作过程中会遇到一些特殊问题，如雷达系统稳定性与可靠性、雷达天线故障检测与维护等方面存在挑战。
本文通过对L波段高空气象探测雷达的原理和特点进行分析，探讨了在操作中可能遇到的特殊问题，并对雷达系统稳定性与可靠性、雷达天线故障检测与维护技术进行了研究。
还探讨了L波段高空气象探测雷达在气象预警中的应用。
通过本文的研究，可以更深入地了解L波段高空气象探测雷达操作中的挑战和未来研究方向，为提高气象探测和预警的效率和准确性提供参考。
【关键词】L波段高空气象探测雷达、操作特殊问题、雷达系统、稳定性、可靠性、雷达天线、故障检测、维护技术、气象预警、挑战、未来研究、结论。
1. 引言1.1 研究背景L波段高空气象探测雷达是一种能够在大气中探测和监测各种天气现象的重要设备。
随着气象科技的发展和气象预警的需求增加，L波段高空气象探测雷达在天气预报和气象研究中扮演着越来越重要的角色。
研究背景中，我们需要关注的是L波段高空气象探测雷达的使用情况和存在的问题。
随着技术的不断进步，L波段高空气象探测雷达越来越普及，但是在实际操作中却存在一些特殊问题需要解决。
比如在不同气象条件下，雷达的检测精度可能会有所不同，影响气象预警的准确性；雷达系统稳定性和可靠性问题也是关键，一旦出现故障可能会影响天气预报的及时性。
对L波段高空气象探测雷达操作中存在的特殊问题进行深入探究，对于提高雷达的性能和可靠性具有重要意义。
本研究旨在通过分析L波段高空气象探测雷达的原理和特点，探讨雷达系统稳定性和可靠性问题，研究雷达天线故障检测与维护技术，以及探讨L波段高空气象探测雷达在气象预警中的应用，为解决雷达操作中的特殊问题提供参考和指导。
1.2 研究目的研究目的是深入探究L波段高空气象探测雷达在操作中所面临的特殊问题，尤其是在气象预警中的应用方面存在的挑战。
高空气象探测特殊资料的分析与处理
高空气象探测特殊资料的分析与处理近年来随着高空气象探测业务的快速发展，探测设备的不断更新，自动化程度越来越高。
但在我们的实际工作中，时常会碰到一些特殊记录，这样的记录则需要观测员在有限的时效内，作出正确的分析处理。
本文收集了周边高空站近10年的资料，结合L波段高空气象探测数据处理软件（v5.0.1.20170601版），通过对记录仰角低于测站最低工作仰角、球坐标异常、斜距代替与无斜距测风、时间订正等实例，结合自己多年来的探空预审经验，提出自己的判断和处理方法。
1.记录仰角低于"雷达最低工作仰角"的处理高空气象探测系统业务操作手册规定：（1）当仰角从某分钟开始低于测站"雷达最低工作仰角"，而后又回升到此值以上，测风记录照常处理；(2)当仰角从某分钟开始低于测站"雷达最低工作仰角"直至球炸分钟，测风记录则只处理到等于或大于测站"雷达最低工作仰角"。
1.1 仰角低于"雷达最低工作仰角"后回升到正常值仰角低于"雷达最低工作仰角"后回升到正常值（如表1），数据处理软件中形成的"雷达和气压高度曲线"如图1所示，高差在21千米至22千米、24千米到25千米已经超出了正常高差范围。
此时就需要我们进行人工干预，根据球坐标找出相应的分钟数据删除或斜距采用高度代替，直至回到正常的高差范围。
1.2 仰角低于测站"雷达最低工作仰角"直至球炸分钟仰角低于测站"雷达最低工作仰角"直至球炸分钟（如表2），值班人员进入数据处理软件中查看"雷达和气压高度曲线"，如高度差没有超出正常范围，数据处理软件将自动对测风数据进行整理，值班人员无需人工干预。
2.球坐标异常的判断与处理2.1 仪器故障影响的球坐标异常从图2及表3中可以看出，球坐标曲线的连接、仰角、方位角、斜距已经出现了异常，这样的记录需要我们人工干预，根据我们L波段雷达数据处理软件提供的"每秒球坐标数据查询"功能，找出球坐标异常的开始数据与结束数据后删除，当处理后进一步对球坐标曲线、高表-13中的量得风层进行查看，至到处理正确为止。
高空气象探测业务问题与处置方式分析
高空气象探测业务问题与处置方式分析高空气象探测业务是指在大气层的高空区域进行气象数据采集和信息传输的一种业务，通常涉及到一些技术设备和人员的运作，在这个过程中就会出现一些问题。
下面就针对高空气象探测业务中常见的问题进行分析，并提出相应的解决措施。
一、气象探测设备故障问题气象探测设备可能会出现很多不同的故障，例如传感器损坏、设备无法启动、数据传输异常等。
这些故障可能会导致数据采集不全或不准确，从而影响气象预测的可靠性。
解决这个问题的方法是提高设备的质量和稳定性，并且定期检修和维护设备，及时发现并修复故障，确保探测数据的准确性和可靠性。
二、气象探测通信中断问题高空气象探测业务需要使用无线通信技术将采集到的气象数据传输回地面接收站，但是在高空环境中，天气条件不稳定，通信信号容易受到干扰和衰减，可能会造成数据传输中断。
为了解决这个问题，需要采用高效可靠的通信技术，并且在选址时需要考虑地面通信站与高空气象探测设备之间的距离和气象条件。
三、气象探测人员安全问题在高空气象探测业务中，一些人员需要进行高空作业，例如安装和维护设备等。
这些工作需要高度的安全意识和专业技能，如果操作不当或者设备故障，可能会造成人员伤亡和设备损坏。
为了保证人员安全，需要严格执行安全规程和操作规程，并配备合格的人员进行操作。
四、气象预测误差问题高空气象探测业务的数据采集和传输是气象预测的重要依据，探测数据的准确性和可靠性直接影响气象预测的精度和可靠性。
因此，为了提高气象预测的准确性和可靠性，需要定期对探测数据进行分析和校准，并不断优化和完善探测技术和算法，提高预测模型的精度和稳定性。
气象数据是一种重要的信息资产，涉及到国家安全和公共利益等方面。
因此，保护气象数据的安全是高空气象探测业务中一个非常重要的问题。
为了保护气象数据的安全，需要采用合适的加密、备份和存储技术，防止数据丢失、泄露和被篡改。
总之，高空气象探测业务在实际运作中可能会遇到各种问题，如设备故障、通信中断、人员安全、预测误差和数据安全等。
高空气象探测业务问题与处置方式分析
高空气象探测业务问题与处置方式分析
高空气象探测业务是一项关键性的任务，它能够提供对天气和气象变化的准确预测和
实时监测。
然而，高空气象探测业务面临着许多问题，影响其准确性和可靠性，需要采取
相应的处置方式。
问题一：设备故障
高空气象探测设备是业务的核心，如果设备发生故障，将导致数据采集不准确和不可靠。
因此，业务需要定期检查和维护设备，并有备用设备，以确保业务的连续性和可靠性。
同时，发现设备故障要及时进行故障排除，减少影响范围。
问题二：环境因素
高空气象探测业务受环境因素的影响较大，包括强风、雷电、暴雨等天气现象。
这些
天气现象会导致业务无法进行或数据采集存在误差。
为此，业务需要提前关注天气情况，
并采取相应的措施，如提前维护设备、暂停业务等，以确保业务的准确性和连续性。
问题三：数据处理
高空气象探测业务需要处理大量的数据，包括气象数据、图像数据、声音数据等。
数
据处理需要高效、准确和及时，以保证数据分析结果的正确性和有效性。
对于复杂的数据，业务需要借助专业的数据分析软件和技术人员进行分析和处理。
问题四：人员能力
高空气象探测业务需要专业的技术人员进行操作和维护，人员的能力对业务的准确性
和可靠性具有重要影响。
因此，业务需要定期培训和提高技术人员的能力，以适应不断变
化的技术需求和业务需求。
高空气象探测业务问题与处置方式分析
高空气象探测业务问题与处置方式分析高空气象探测业务是指利用气象探测仪器和设备，在大气中进行天气参数的测量和观测。
这一业务在现代气象领域扮演着重要的角色，对于预测气象灾害和保障社会生活生产安全具有重要意义。
高空气象探测业务也面临着一系列的问题和挑战，需要及时采取有效的处置方式。
一、问题分析1. 数据误差在高空气象探测过程中，由于气象探测仪器的精度限制、天气条件变化等因素，往往会导致数据误差的产生。
这会对气象预报和气象科学研究造成影响，严重时甚至会导致误导性的预报结果。
2. 仪器故障高空气象探测仪器需要长时间运行在复杂的天气环境中，容易受到外界环境的影响，从而发生故障。
一旦出现仪器故障，将直接影响气象数据的采集和传输，严重时会影响气象预报的准确性。
3. 数据传输问题高空气象探测仪器传输的数据量庞大，需要通过卫星或其他通讯手段传输到地面气象台。
在复杂的天气条件下，数据传输往往会受到干扰和阻碍，导致数据丢失或传输延迟。
4. 安全风险高空气象探测业务涉及到高空作业，工作人员需要登上高空气象探测仪器进行维护和调试。
这种高空作业存在一定的安全风险，一旦发生意外将带来严重的后果。
二、处置方式分析1. 加强精度控制针对高空气象探测仪器数据误差的问题，需要加强精度控制，提高气象探测仪器的测量精度和稳定性。
可以采用更先进的技术和材料，提高仪器的性能和抗干扰能力，减少数据误差的产生。
2. 定期维护检查针对仪器故障问题，需要建立完善的维护检查制度，定期对高空气象探测仪器进行维护和检修。
一旦发现故障，及时进行修复和更换，保证仪器的正常运行。
3. 完善数据传输通道针对数据传输问题，可以采用多样化的数据传输通道，增加数据的传输通道的多样性和稳定性。
也可以加强卫星信号的接收和处理能力，提高数据传输的成功率。
4. 加强安全防护针对高空作业安全风险，可以加强安全防护措施，采取有效的安全措施保障工作人员的安全。
可以建立安全教育和培训制度，提高工作人员的安全意识和技能水平，降低高空作业的安全风险。
高空气象探测业务问题与处置方式分析
高空气象探测业务问题与处置方式分析高空气象探测业务是指利用卫星、飞机、气球等平台，采集高空的气象信息，包括温度、湿度、气压、风向风速等气象要素的观测。
这些数据对气象预报、气候研究、天气灾害预警等方面具有重要的应用价值。
高空气象探测业务也面临一些问题，需要进行合理的处置方式。
高空气象探测业务面临的问题是观测数据的准确性和时效性。
由于高空环境的复杂性和不稳定性，观测数据的准确性受到很大的影响。
风向风速观测受大气湍流、气流不稳定等因素的影响较大，容易出现误差。
而且，高空观测数据需要及时传输和处理，以保证其在气象预报和灾害预警等方面的应用。
需要采取相应的处置方式来提高数据的准确性和时效性。
一种处理观测数据准确性和时效性的方式是采用多平台同步观测。
可以同时利用卫星和飞机进行高空气象观测，多个平台之间相互验证，提高数据的准确性。
采用高速数据传输技术，保证数据的及时传输和处理，以满足实时预报和灾害预警的需求。
高空气象探测业务还面临着观测设备的维护和管理问题。
观测设备通常需要定期的校准和维护，以确保其正常运行和准确观测。
由于高空环境的恶劣性和不稳定性，观测设备容易受到大气冲击、温度变化等因素的影响，导致设备损坏或误差增大。
需要采取相应的处置方式来进行设备的维护和管理。
一种处理观测设备维护和管理问题的方式是加强设备检修和更新。
定期对观测设备进行检修和维护，及时更换老化或损坏的设备部件，确保设备正常运行。
基于新技术的设备更新也是重要的方式，例如使用更先进的传感器和数据处理系统，提高设备的准确性和稳定性。
高空气象探测业务还面临着数据存储和利用问题。
观测数据的容量较大，需要合理的存储和管理方式。
高空气象观测数据对气象预报、气候研究等方面具有重要的应用价值，需要进行合理利用和共享。
需要采取相应的处置方式来解决数据存储和利用问题。
一种处理数据存储和利用问题的方式是建立统一的数据共享平台。
将高空气象观测数据统一存储于云端服务器，实现数据的集中存储和管理。
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高空气象探测特殊资料的分析与处理
发表时间：2019-03-13T16:09:30.873Z 来源：《中国西部科技》2019年第1期作者：斯兰芬管小波刘银梅[导读] 根据高空气象观测资料中的几个实例对资料中仰角低于测站雷达最低工作仰角、球坐标异常、斜距代替与无斜距测风、时间订正进行分析判断，得出自己的处理方法。
和田市气象局
近年来随着高空气象探测业务的快速发展，探测设备的不断更新，自动化程度越来越高。
但在我们的实际工作中，时常会碰到一些特殊记录，这样的记录则需要观测员在有限的时效内，作出正确的分析处理。
本文收集了周边高空站近10年的资料，结合L波段高空气象探测数据处理软件（v5.0.1.20170601版），通过对记录仰角低于测站最低工作仰角、球坐标异常、斜距代替与无斜距测风、时间订正等实例，结合自己多年来的探空预审经验，提出自己的判断和处理方法。
1.记录仰角低于"雷达最低工作仰角"的处理高空气象探测系统业务操作手册规定：（1）当仰角从某分钟开始低于测站"雷达最低工作仰角"，而后又回升到此值以上，测风记录照常处理；(2)当仰角从某分钟开始低于测站"雷达最低工作仰角"直至球炸分钟，测风记录则只处理到等于或大于测站"雷达最低工作仰角"。
1.1 仰角低于"雷达最低工作仰角"后回升到正常值仰角低于"雷达最低工作仰角"后回升到正常值（如表1），数据处理软件中形成的"雷达和气压高度曲线"如图1所示，高差在21千米至22千米、24千米到25千米已经超出了正常高差范围。
此时就需要我们进行人工干预，根据球坐标找出相应的分钟数据删除或斜距采用高度代替，直至回到正常的高差范围。
1.2 仰角低于测站"雷达最低工作仰角"直至球炸分钟仰角低于测站"雷达最低工作仰角"直至球炸分钟（如表2），值班人员进入数据处理软件中查看"雷达和气压高度曲线"，如高度差没有超出正常范围，数据处理软件将自动对测风数据进行整理，值班人员无需人工干预。
2. 球坐标异常的判断与处理2.1 仪器故障影响的球坐标异常
从图2及表3中可以看出，球坐标曲线的连接、仰角、方位角、斜距已经出现了异常，这样的记录需要我们人工干预，根据我们L波段雷达数据处理软件提供的"每秒球坐标数据查询"功能，找出球坐标异常的开始数据与结束数据后删除，当处理后进一步对球坐标曲线、高表-13中的量得风层进行查看，至到处理正确为止。
2.2雷达故障引起的球坐标异常
图3 球坐标秒数据曲线
在放球过程中由于各种原因，雷达会出现驱动箱卡死、低空丢球、发射机故障等现象，这将造成高表-13中的量得风层不正确，秒数据曲线异常（如图3）。
当出现上述问题时，我们应该人工作出判断，从每秒坐标数据中查出秒数据异常的开始与结束时间后删除，直到量得风层与坐标曲线正常为止。
3.高度代替斜距与无斜距测风3.1 因凹口漂移引起的斜距采用高度代替在综合探测过程中因各种因素影响，气球施放后凹口漂移，斜距无法正常跟踪，造成雷达高度与气压高度误差曲线异常，如图4中红色标注部分，
图4 雷达高度与气高曲线
高表-13中的斜距也是明显错误，当雷达高度与气压高度误差在500hpa以下大于100米或500hpa以上大于1000米时，放球软件监控面板上的雷达故障报警灯就会不断闪烁，提示当班者查看球坐标数据。
这时我们就需要人工干预，从球坐标数据中找出斜距异常的分钟数据，采用雷达高度代替斜距。
如果采用雷达高度代替斜距后，还出现异常，则异常球坐标分钟数据进行删除。
3.2 综合探测雷达无斜距和处理
L波段雷达高空气象探测系统业务操作手册中规定：综合探测时次，因某种原因，部分或全部测风分钟数据无斜距时，软件采用无斜距方式，计算量得风层的风向、风速。
从图5中可以看出，仰角与方位角坐标正常，但斜距坐标从气球施放后第13分开始直到球炸均异常，按操作手册中对综合探测斜距的规定，这份记录则需要采用无斜距测风，操作方法：如图6所示，打开数据处理软件，点击"探空数据处理"菜单中的"文件属性"，选择测风方式为"无斜距测风"后按"确定"，此时我们的高表-13中的测风工作方式即改为了"无斜距测风"。
4.放球时间订正
高空气象探测规范规定若气球施放时，遇到早按了放球"确定"键（气球题晚放）或迟按了放球"确定"键（气球早放）时，可进行时间订正。
是否迟按（或早按）放球键可以根据软件中"探空数据查询"或"每秒球坐标数据查
图7 探空秒数据
询"所显示的秒数据进行判断，如图7所示，瞬间地面气压值与按了放球"确定"键后收到的第一个气压值相差23.5hpa,这就是明显的迟按放球键，此时我们就要对这份记录进行时间订正。
订正的方法："在探空曲线"状态下，按鼠右键，在弹出的"放球时间订正"对话框中，选中"迟按了放球键"输入需要订正的秒数，按"确定"按钮，程序将自动对探空、测风数据加入相应的时间，并会自动修改放球时间。
早按放球键的操作与迟按放球键操作方法相同特别提醒：时间订正操作要先在数据处理软件中进行，千万不要在放球软件中操作，因为放球软件中删除的数据无法恢复。
）如图8。
在我们目前使用的L波段高空气象探测数据处理软件（v5.0.1.20170601版）的放球软件中，
有一项"设置放球开始时间"功能，如果当班者在气球施放后，没有来得及按"放球确定"键，则可以使用此功能键进行放球开始时间设定。
设定方法：在"探空曲线"状态下，用鼠标将水平基准线移到气压发生变化之前的最后一点（不是发生变化的第一点），按鼠标右键，在弹出的菜单中选中"设置放球开始时间"项，在随后弹出的确认对话框按"是"即可，软件会清除放球前的数据并行动计算好正确的放球时间，效果与原来的完全一样。
参考文献：
[1].中国气象局监测网络司.L波段（1型）高空气象探测系统业务操作手册[M].气象出版社，2005
[2].中国气象局.常规高空气象观测业务规范[M].气象出版社.2010
[3].中国气象局大气探测中心.L波段（1型）高空气象探测系统软件（5.0.1）升级说明.气象出版社.2017。