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泰山“气象千里眼”升级换代 原天气雷达服役期满“功成身退”

ZAKER泰安 10-23 9

在泰山之巅,风景秀丽的日观峰上矗立着有 " 风云前哨第一站 " 之称的泰山气象站,站内各种先进的气象观测仪器每天忙碌运转着观云测天。其中,天气雷达凭借泰山的海拔优势 " 一览众山小 ",探测距离和能力高于平原雷达,为泰安乃至全省的防灾减灾工作发挥着极其重要的作用,被称为泰山 " 气象千里眼 "。今年 9 月,泰山雷达大修工作启动,原本的雷达服役期满 " 功成身退 "。据悉,本次大修是 1983 年以来," 泰山千里眼 " 第 4 次大的升级换代,其探测能力又将迎来新的突破。

旧设备拆除,新设备运上山

弯着腰、弓着背,喊着口号,抬着铁管扎成的架子,架子上是沉重的货物 ……23 日上午登泰山的游客,很多都见证了挑山工们的挥汗一幕。挑山工们这次运送的就是泰山气象站的气象雷达升级换代中将要更换的双偏振天气雷达的综合机柜。

货物先由车辆运输至中天门,再由挑山工从中天门运到山顶。23 日 10:30,新雷达的综合机柜由运至日观峰。指挥员李其利介绍,这一趟货物总重 640 多斤,共有 16 个挑山工、4 个纤夫、1 个指挥员参与。虽然一路都很熟悉了,但他们还是提前对路线和运送方案进行了规划,一大早绑好架子,6:30 就出发了。运输队行至南天门时,由于门洞高度的限制不好通过,他们就把绑在货物外围的架子都拆了下来,将货物拖过门洞后再重新绑上,这个过程用了半个小时左右。李其利说,这一路算是很顺利,大家休息了 5 次,整个运送过程历时约四个小时,整体速度比他们之前估计的要快。

到达泰山气象站后,挑山工又跟相关工作人员一起,将机柜放置到机房指定位置。新雷达系统的相关部件陆续运上山,22 日起,泰山 " 气象千里眼 " 升级换代工作进入旧设备拆除阶段。泰山气象站内,相关工作人员已经将旧雷达的接收机、发射机、信号处理伺服系统等拆除。

爬过泰山的游客都知道,泰山极顶有个泰山气象站,而气象站的屋顶上有个极具标志性的 " 大圆球 ",能见度好的时候在山下也能看到它。人们口中的这个 " 大圆球 ",其实是泰山天气雷达的天线罩。23 日上午,记者在现场看到," 大圆球 " 外已经搭起了管架,天线罩的拆除工作也要开始了。

原天气雷达服役期满使命完成

泰山气象站此前使用的、现在即将被拆除的是新一代全相参多普勒天气雷达。泰安市气象局雷达探测高级工程师边智介绍,泰山新一代全相参多普勒天气雷达于 2006 年 6 月建成开始进行观测试运行,2007 年 2 月 1 日通过现场测试验收并正式投入业务观测应用,至今已运行 13 年。该雷达自投入业务应用以来,极大提升了泰山及周边地区的灾害性天气预警预报能力,在泰安市短时临近预警预报,人工影响天气,冰雹、暴雨等灾害性天气监测等方面发挥了重要的作用,在保障社会经济建设和人民生命财产中取得了巨大的经济效益和社会效益。泰山雷达已成为监测灾害性天气、提高预警预报能力,防灾减灾,服务社会和重点工程建设的重要支撑。

但经过多年运行,泰山雷达的可靠性、可维修性和技术性能在逐渐下降。随着雷达工作时间的增长,雷达维修难度加大、维修周期变长,导致了雷达可用性降低,进而影响了雷达产品的应用与服务。本次升级换代的目的,就是要全面恢复、提高雷达系统整体技术性能,保证雷达的可靠性、可维修性、使用性,满足新一代天气雷达观测需求。据介绍,原本的旧雷达将被全部拆除,整体换新,升级更换为 C 波段双偏振多普勒天气雷达。

" 大锅盖 " 或下周运上山

泰山气象站的天气雷达主要由天线罩、天线、馈线系统、发射系统、接收系统、信号处理器、终端显示系统和伺服系统等部分构成。人们常说的 " 大圆球 " 是天线罩,雷达的天线藏在天线罩内。

雷达外面为何要罩一个体积庞大的罩呢?采访时技术人员介绍,天线罩的作用也是不可或缺的,它可使天线系统不受太阳紫外线辐射,避免天线形变,从而保证天线系统电参数不变坏 ; 使天线系统不受风、 雨、冰、雪等的侵袭,保证雷达全天候工作 ; 可防止盐雾、酸雨有害气体对天线系统的腐蚀,延长天线系统的使用寿命 ; 可简化天线系统结构设计,降低天线系统重量,从而可减小伺服系统对天线系统的驱动功率,使伺服系统工作均衡平稳,进而提高雷达的瞄准精度等。

平时人们最常见到的体积最大的也是天线罩,但天线罩是拼接而成的,雷达所有零部件中体积最大的是天线。新旧雷达的天线罩和天线大小相差无几。据了解,即将安装的 C 波段双偏振多普勒天气雷达的天线直径约 4.5 米,外形看上去也是像一个巨大的锅盖,预计将于下周由挑山工运至泰山气象站,为便于运输,运送时或分成两部分进行。

新雷达预计明年 3 月底投入试运行

边智自 1997 年起就一直从事雷达机务保障及雷达探测日常值班相关工作,至今已 22 年,见证了泰山气象站雷达的升级换代。他介绍,山顶的第一部天气雷达—— 713C 模拟信号天气雷达是 1983 年建成的。据老一辈气象工作者回忆,显示器上的雷达回波图那时还需要人工手绘,先把纸张铺在显示器上,再把雷达回波图一点点描下来。

1995 年,713C 模拟信号天气雷达的数字化改造完成。自此,雷达实现了雷达资料电脑软盘存储,并可借助 200M 无线通讯设备将雷达回波图直接传输到省气象局或市气象局。" 这当时在整个华东地区都是比较先进的。" 边智说。

2006 年,新一代全相参多普勒天气雷达建成。建成后雷达具备了宽带网络传输功能,其探测信息可即时传输到中国气象局,供相关用户调阅使用。2008 年,新一代全相参多普勒天气雷达又实现了远程控制功能。" 远程控制功能实现以后,我就不用在山上值班了,平时在山下的市气象台值班就行了。" 边智说。以往的雷达每 3 小时探测一次,而新一代全相参多普勒天气雷达每 6 分钟就出一份雷达回波资料。2018 年,新一代全相参多普勒天气雷达实现流传输,可不间断探测,雷达回波图可实时传输给用户。至此,真正实现了全天候实时监测天气。

本次升级换代,将安装 C 波段双偏振多普勒天气雷达。边智介绍,建成投入运行后,C 波段双偏振多普勒天气雷达能够自动识别降水类型(如冰雹、强降水、冰晶、霰、雨、雪等),而在这之前降水类型只能通过预报员分析来确定。

新的雷达不仅可以解决原本雷达老旧带来的问题,还可实时在线实现自动标定。此前标定需人工完成,完成一次标定就需要两天,一个月标定一次。边智进一步解释,标定相当于一种 " 校准 ",可以确保雷达的探测数据准确。C 波段双偏振多普勒天气雷达还自带视频监控系统,机房内的温度、湿度可实时查看,建成后将极大提高设备运行的稳定性。此外,为减少信号损耗,新的雷达将接收机移到了天线座部分,机房内原本的 5 个机柜减少为 3 个,雷达的硬件集成化程度大大提高。

据介绍,目前旧设备的拆除和后续新设备的安装调试都在按照计划有序进行。预计 2020 年 3 月底,全新的 C 波段双偏振多普勒天气雷达可投入试运行。

【最泰安全媒体记者 贾风城 隋翔】

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