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自动探空系统,三万米高空探“天机”

        高空探测抵达3万米高空,采集气象信息,为天气预报提供数据支撑,是锡林浩特国家气候观象台的“利器”之一。锡林浩特高空站是我国唯一的全球气候观测系统高空基准观测站(GRUAN),因此首部GPZ2型自动探空系统业务化考核选择在这里开展。

                                     

       锡林浩特国家气候观象台野外试验基地安装了一台大型的GPZ2型自动探空系统,该系统通过计算机控制一套机械装置代替复杂的人工操作, 实现从探空气球充气到探空气球携带探空仪施放全过程的自动化, 能保证在雷暴、大风、强降雨等恶劣天气条件下, 正常开展高空气象探测业务。

     工作人员在室内中心站对着控制电脑轻轻一按,室外的自动探空系统立马就开动起来,电脑屏幕上也出现了高空气象探测自动化业务流程:抓取材料、检测加电、通过检测、托盘到接料位、舱门打开……最后到自动放球完成24个步骤。

      在一旁的监控器上,自动探空系统内部的运行情况看得一清二楚。启动系统后,探空系统控制室里,机械手臂自动伸到料箱抓取材料,将材料放到控制室侧壁,加电、做检测,通过检测后,机械手臂再将材料送到放球室里充气,待充到合适气量,仓位顶盖随之打开。7点25分,一颗自动探空气球冉冉升起,整个过程仅仅需要20分钟。在上升过程中,气球会穿越云层,遇到水滴、冰晶;会穿越有强烈垂直运动和不规则乱流运动的对流层,遇到大风和低温;会穿行平流层,与臭氧层亲密接触…所到之处的温度、湿度、气压、风向、风速…每隔0.8秒,会反馈给地面接收机,接收机再将这些信息传送给高空气象观测站终端电脑。这些犹如“天书”的数据,对气象专业人士来说,弥足珍贵。通过解读,就会成为每天天气预报的重要依据,也会成为当地气象分析最重要的基础数据。
 
      而探空气球的“生命”,往往只有70分钟到80分钟。“随着高度的不断上升,气压不断减小,探空气球不断膨胀,并最终在空中爆炸。气球爆炸的一瞬间,探测过程结束。
      近年来,依托锡林浩特国家气候观象台建设的国家综合气象观测试验基地初具规模,有能力承担各类气象科学实验任务。中国气象局根据气象科研试验的需求,将自动探空系统业务考核落地锡林浩特。该系统基于北斗导航定位探测,其自动化程度、精准探测能力与芬兰齐驱并进,标志着我国在全自动探空系统研发与生产能力达到国际领先水平。不久的将来,代表新一代高空气象探测技术的自动探空系统在锡林浩特通过业务化考核试验后,中国气象局将部署推广应用于全国高空气象站网。特别是高空气象数据缺少的青藏高原、南海、东海等气象系统的上游,该系统将发挥无可替代的优势。该系统还将走出国门,为落实“一带一路”战略,构建人类命运共同体发挥积极作用。