关于如何提高高空探测施放高度思考

关于如何提高高空探测施放高度的思考摘要：高空探测是气象探测工作中的关键，气象部门信息预报的准确程度是由高空探测决定的，笔者就以自己单位（内蒙古兴安盟索伦国家基准气候站）所在地为个例进行了提高高空探测施放高度的相关研究。

经过研究得出了适当的净举力的选用是提高高空探测施放高度的关键环节。

关键词：高空探测；施放高度；探讨
中图分类号： p412.2文献标识码： a 文章编号：
引言：众所周知，内蒙古的气候特征为典型的干旱与半干旱气候，而兴安盟总的地形地貌特征为山地丘陵居多，其中又以山地面积最多，非山地面积仅占10%而已，该地的阳光照射时间较长，季节分隔明显，白天和晚上的温度差距较大，一年中的有240天都处于霜冻期，总体气温属于寒冻区（年平均温度3度），每年受阳光照射时间近2900小时，而每年的将于数量还不到500mm，因而，该地的高空探测的施放高度的准确性就显得尤为关键，因为它的准确度直接关系到了气象资料的准确性以及完整性。

1.影响高空探测中的施放高度的因素分析
1.1净举力是否适当
所谓的净举力指的是当氢气被充入气球之后向空中飘浮，飘浮过程中会产生浮力，此浮力除掉能占一定重量的气球表皮以及探测仪器之外的向上空飘浮的力量，被称作净举力。

如果要让装有氢气的气球的上升速度变快，则要将净举力变大或者将气球表皮以及探
测仪器等的重量变轻，不过飘浮在空中的气球表皮以及探测仪器的重量是不容易改变的，所以要使得气球的上升速度加快的唯一办法就是净举力变大。

通常情况下，气球内部的氢气量以及空中大气层的密度值是决定净举力大小的关键，而且前二者与净举力之间的关系为正比例。

通常情况下，大气层中的压强以及温度值在很大程度上也能影响大气的密度值，前二者与大气密度值的关系可以如下表述，即假设大气中的温度值恒定，大气中的压强越小，大气的密度值则越小；而当假设大气中的压强值为恒定不变时，温度越低，其密度值反而越高，上述条件在相反条件下时，结果也按同样的规律发生变化。

1.2气球表皮是否稳固
通常情况下，气象探测工作中使用的气球的重量基本都是七百五十克恒定不变的，而且必须确认使用的气球的可塑性较强，例如气球的延展概率不能小于550%,其撕裂的强度值不能小于
170kg/cm2等等。

不过以上数值的严格要求只是气球选用的基础条件，其最根本的考虑因素是形状，要提升气球高空探测的施空高度的话，最好是选用正圆形或者椭圆形状的气球，其中又以椭圆形状的气球最佳。

而且被体积大、表皮均匀度较高、弹性较好的气球应该优先被选用。

1.3气球中充入的氢气的纯度是够足够
要提升高空探测的施放高度，就要求充入气球中的氢气有较高的纯度。

氢气是几乎没有重量存在的一种气体，通过电解水提炼出
的氢气一般情况下都能使得氢气本身的纯度远远超过其他方式提
炼出的氢气。

当气球被充满氢气升入空中之后，受到大气压强的影响，当压强在超出了气球能承受的膨胀极限时就会爆破，而当气球爆破后，如果气球内部的氢气纯度较高的话，其爆破点施放的高度将大大被提升。

2.提升高空探测中的施放高度的措施探讨
2.1降低净举力数值
正如笔者在1-1中所讲，净举力的大小很大程度上决定了高空探测气球升空速度，假设气候条件无异常变化的条件下，根据笔者的实际调查发现，高空探测气球的净举力加大时，其升空速度也加快，这样气球受到大气层的压强的压迫也较大，气球爆破的时间点也会提前，这样的话，在很大程度上就对施放高度产生了不利影响。

2.2提升气球表皮的质量与规范气球形状
要定期对气球及其表皮进行检查、保养，要避免太阳直射、风雨的吹打，避免与尖利的物体发生摩擦，务必不能将其与油性以及酸性物质混合放置。

气球的保存温度最好在20度左右，如果气球探测时间为温度较低的天气时，要提前几天进行加热保温工作，以提升气球的施放效果。

如果没有提前几天就进行相关的保养工作的话，在温度较低的天气里施放之前也又采取相应措施，措施的具体步骤为：首先把气球放置在五十度的箱柜中，五个小时左右之后，将塑料性质的盆盖放置在气球表层，这样既增强了气球表皮的弹性、可塑性，同时也能提升气球的爆破高度。

此外，针对那些长时
间都没有利用的气球，一旦这类气球出现了表皮过硬现象，可以采用白油来增加气球的伸缩性。

另一方面，要规范气球的形状。

为了是气球探测实现最佳效果，气球的形状最好为椭圆形，最有效的办法是煤油的采用。

2.3拉长气球球嘴
探测气球内部充入的氢气越多，气球的施放高度可能就会越低，因而，在太阳光照较强烈的天气中，氢气的充入数量要尽量限制在一定量内。

当气球内充入氢气之后，在气球的捆绑阶段，要以尽量拉长气球球嘴为原则，这样就能加大气球的膨胀体积，以避免气球过早爆破的情况出现，这样就自然能提升气球的施放高度。

3.提升气球施放高度的经验总结
气球的升空速度很容易受天气变化影响，进而对气球的施放高度产生影响，通常条件下，有太阳光照射时，气球升空速度更快，施放的高度也自然更高。

没有太阳光的下雨或者下雪天天气中，则刚好相反。

而气球内部到底的氢气量为多少才合适，则是一个很关键的问题。

一般情况下，有太阳照射时气球的充入量可以比无太阳照射时少充入10%——20%的量。

其次气球充入氢气的时间的不同对气球施放高度的影响并不大，影响气球施放高度的关键因素为是否有太阳光照射。

最后要重点关注气球及其表皮质量。

气球及其表皮的质量对气球施放高的影响是直接的。

例如有这种状况：在还有微弱的太阳光照射时气球的施放高度甚至还不及下雨天气时所达的
施放高度，经过研究，导致这种现象的关键就是气球自身的质量不
同，当然还有净举力的因素在里面，相关的原理分析在第1章和第2章都有讲述，这里就不再重复了。

总的来说，净举力与气球升空速度呈正比关系，而净举力与气球爆破的时间点呈反比例，即净举力越大，气球施放高度越小，净举力越小，气球施放高度越大。

4.小结
本文笔者以自己所在内蒙古兴安盟索伦国家基准气候站单位气球探测施放高度为研究对象，从影响气球施放高度的因素、提升气球施放高度的措施探讨以及经验总结入手，从天气、净举力以及气球自身质量方面提出了有效方法和经验总结。

参考文献：
张元箴.天气学教程[m] .北京:气象出版社, 1992.
龚玉生.提高探空气球施放高度的经验一则.1982(6)
作者简介：王文志（1975-）男，汉族，内蒙古自治区兴安盟人，本科学历，工程师，从事高空气象探测工作。