深入平流层“高空听诊”,长沙成功施放平漂式探空气球

  长沙晚报掌上长沙4月17日讯(全媒体记者 张洋子 通讯员 王向)从长沙莲花镇到株洲官庄水库,近百公里,用时1小时8分钟,飞到25303米高度后,外球爆炸,内球成功实现平漂,开始7小时的工作——今日,中国气象局长沙综合气象观测实验基地高空站里,长沙本季度首次平漂式高空气象观测实验取得阶段性成功。而接下来整整一个月,类似这样的平漂式探测实验将在长沙持续进行,努力探索新一代大气高空探测模式。

  利用探空气球携带探空仪以自由升空的方式进行高空气象观测,能够高空直接“搭脉”气象环境,获得最为准确的“诊疗数据”,在气象学发展、天气预报、气候监测工作中起到重要作用。而这种平漂式高空气象观测,在我国仍处于试验阶段,可谓“养在深闺人未识”。长沙是全国五大平漂式高空气象观测试验基地之一。究竟平漂式高空气象观测有何特别?会如何影响我们生活?记者走进中国气象局长沙综合气象观测试验基地高空站,找寻答案。

观测员正在进行平漂式探测的准备工作。均为长沙晚报全媒体记者 张洋子 摄

  内外双球合作,高空气象观测的升级版

  4月17日,6时30分,位于山顶的长沙高空气象观测站被大雾笼罩,能见度不超过50米。大气探测观测员许海军和宋伟在进行每日常规的探空气球准备外,多了一项新任务:平漂式气球的准备工作。

  与普通探空气球相同,专用的平漂式气球也用天然乳胶制作,具有良好的延展性能。不同的是,平漂式气球分内外双球,外球以自由升空的方式达到一定高度后爆炸,内球根据一段高度距离的姿态调整后开始平漂,大约5小时后,其携带的熔断装置根据设定时间对绳索进行熔断,仪器在降落伞的作用下缓慢坠落。为完成平漂,平漂式气球还配有专门的电子探空仪,准备时除了检测常规的气压、温度、湿度、定位外,还需要进行熔断检测以及精准的称重环节。

  “配重,是气球达到平漂成功与否的关键。”许海军精准记录下气球放飞前的各项重量。在平漂式探测实验期间,长沙站每日需早晚各放飞一次平漂式气球,以获得更多的实验数据。“施放平漂探空气球在早晚两个时段略有不同,在白天气温逐渐上升,探空气球上升阻力减小,通过计算配出来的负重随气球一起升空,晚上则相反,配重不随气球升空。”

  数字看着简单,但却是试验很多次才得出的计算公式。 “这项探测技术在我国还处于试验阶段,长沙正是试验基地之一。”长沙市气象局大探中心高级工程师刘月新说,为确保顺利使用升级后的仪器设备,成功实现气球在平流层水平漂移探测,观测员们不仅要前往南昌、太原等地学习,还要接受平漂式探空气球施放现场培训,确保平漂收集的数据更精准,加速该项技术的普及应用,更好服务社会生活。

  全程8小时,深入平流层“高空听诊”

  7时30分,在常规高空气象观测气球放飞后,就轮到了平漂式气球试飞实验。宋伟和许海军拿出准备好的平漂式气球,在仓库里充好氢气后,在规定的时间内放飞气球。

  相比常规高空气象观测气球90分钟就结束的“短途”旅行,平漂式气球的旅行更为漫长:顺利地话,1个小时之后它将升到2.5万米到3万米之间的高空,这时外球将爆炸,内球根据一段高度距离的姿态调整后开始平漂,它将会在平流层开始4小时至6小时的漂流,之后气球所携带熔断装置将按时切断悬挂仪器的绳索,探空仪将在降落伞的作用下匀速下落,实现从高空至地面的二次观测。整个过程中,探空气球上GPS探空仪就是“听诊器”,能收集“气球上升、平漂、下降”三个阶段、精准到秒的气象要素,可谓“一举多得”。

  “试验观测的数据经过处理后,可转换为数值预报模式,可以为灾害性天气过程提供连续详细的资料,为本地及相邻地区的气候变化以及相关气象科研提供有力支撑。”长沙市气象局大探中心高级工程师刘月新说,与普通探空气球自由升空方式观测获取两次探空资料不同,平漂观测试验可通过气球上升、平漂和下降,在不加密探空次数、不增加额外探空成本和探空站的前提下,实现数据加密,弥补现有观测无法实现平流层(距离地面10公里至50公里)连续观测的空白,打破高空探测因观测时次的限定。

  应对气象变化,气象观测手段正不断升级。包括长沙在内,平漂式探测实验正在武汉、南昌、太原、安庆等五地开展。未来,我国“下一代”探空系统平漂式——探空组网系统将诞生,大大提高探测效益。

【作者:全媒体记者 张洋子 通讯员 王向】 【编辑:曾茜】
关键词:空气球 平飘式
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