????申扎縣氣象觀(guān)測場(chǎng)的工作人員可稱(chēng)得上離天最近的探空氣象工作者——想想看，海拔4672米的探空測風(fēng)站，這一高度比目前世界上海拔最高的常規探空氣象站沱沱河氣象站還要高出137米！

人工小球測風(fēng)

在高原第一代氣象工作者的艱辛努力下，申扎縣氣象局于1960年4月1日誕生在美麗的甲崗雪山腳下。考慮到申扎縣地處西藏高原中心，是許多高原天氣系統的生成和加強地區，這里的天氣系統對整個(gè)青藏高原中下游地區的天氣系統及其演變產(chǎn)生的影響很大，為此，除常規地面氣象觀(guān)測業(yè)務(wù)之外，建站時(shí)申扎站觀(guān)測業(yè)務(wù)還包括西藏西北部唯一的經(jīng)緯儀小球測風(fēng)觀(guān)測，觀(guān)測時(shí)間為每天07時(shí)15分和19時(shí)15分，與全球探空觀(guān)測時(shí)間同步。春、夏季，在藍天下陰雨中用經(jīng)緯儀跟蹤升飄氣球，主班播報仰角和方位，副班記錄，這個(gè)畫(huà)面看似輕松有詩(shī)意，但其實(shí)主班的心臟一直處于緊張狀態(tài)，眼睛一直處于高度集中狀態(tài)，直到無(wú)法辨別目標物才如釋重負。秋、冬季，早晚暮色下用蠟燭點(diǎn)燃孔明燈作為跟蹤目標。在-20℃以下刺骨寒風(fēng)中，氣球剛一施放，蠟燭就被吹滅，重新充球、施放是常事。特別是在大風(fēng)吹雪天氣中有時(shí)一連重放四五次。氫氣不足時(shí)每位職工從家中拿著(zhù)暖瓶開(kāi)水，一起在手電筒微弱燈光下開(kāi)始操作化學(xué)制氫流程，以便快速獲取氫氣。在-30℃以下的冬季，在手電筒照射的微光中，工作人員經(jīng)過(guò)反復重放，直到測風(fēng)球成功升空之后，集中精力一邊用經(jīng)緯儀跟蹤飄忽不定的燭光，一邊播報仰角方位，旋轉經(jīng)緯儀仰角的左手凍黏在了手把上，右手轉動(dòng)方位刻度盤(pán)旋鈕的手指已經(jīng)沒(méi)有了知覺(jué)，鼻涕和眼淚在臉上都凍成了冰。

申扎站的小球測風(fēng)觀(guān)測業(yè)務(wù)為西藏高原西部高層大氣的觀(guān)測提供了寶貴資料，為高原的天氣預報業(yè)務(wù)立下了汗馬功勞。 2006年1月1日起，因各種原因，申扎站停止了小球測風(fēng)觀(guān)測業(yè)務(wù)。我們當時(shí)還因為不再擁有世界最高探空測風(fēng)站而有些失落。

自動(dòng)探空試驗

為了全面提升青藏高原區域氣象觀(guān)測能力，認知青藏高原地—氣相互作用物理過(guò)程及其影響，重點(diǎn)解決制約青藏高原地區的氣象觀(guān)測與預報的技術(shù)問(wèn)題，提升青藏高原及周邊地區天氣氣候預報水平， 2013年5月，中國氣象局啟動(dòng)了第三次青藏高原大氣科學(xué)試驗。作為此次科學(xué)試驗的重要基礎平臺建設內容，2014年，在西藏獅泉河、改則和申扎氣象站建立了自動(dòng)探空系統，于2015年年初，開(kāi)始了自動(dòng)探空業(yè)務(wù)試驗工作，這標志著(zhù)高空測風(fēng)又一次回歸了申扎氣象觀(guān)測業(yè)務(wù)。

這一次的高空測風(fēng)業(yè)務(wù)和8年前相比可以說(shuō)是有天壤之別。氫氣是電解水制氫獲取，不用再摸黑打著(zhù)手電筒充球，也不用頂風(fēng)、淋雨、冒雪去人工施放氣球了，而是用自主研制的GPZ1型全自動(dòng)探空系統來(lái)完成。我作為一線(xiàn)業(yè)務(wù)工作人員，有幸參與中國氣象高空探測業(yè)務(wù)自動(dòng)化的試驗工作，同時(shí)也肩負利用自動(dòng)化高空探測獲取第一手高空大氣探測數據、服務(wù)青藏高原氣象業(yè)務(wù)的重大使命。試驗工作開(kāi)展的時(shí)間是每年的4月1日至11月30日。選擇這一時(shí)間段，主要是要避開(kāi)冬季，首先因為冬季電解水制氫系統室內環(huán)境溫度達不到要求，其次是自動(dòng)探空系統的運行在大風(fēng)、低溫環(huán)境中會(huì )受到各種各樣的限制。

實(shí)踐與探索

隨著(zhù)探空試驗工作進(jìn)一步深入，2015—2017年，設備運行基本上可以實(shí)現定時(shí)自動(dòng)運行模式。但是，由于青藏高原特殊的地理環(huán)境和氣候特性，嚴重影響了自動(dòng)探空系統的設備性能。特別是10—11月，軟、硬件經(jīng)常會(huì )在運行過(guò)程中出現各種故障，處于停滯狀態(tài)。自動(dòng)探空系統試驗工作隨著(zhù)高原特殊氣候環(huán)境，加上設備的老化等因素，從2018年開(kāi)始頻繁出現各種故障。例如，2019年5月8日早上出現了氫氣輸送系統失控、在方艙內氫氣燃爆的情況。后經(jīng)過(guò)研發(fā)團隊修復，于2019年9月再次投入試驗運行，后來(lái)在較短時(shí)間里同樣的故障情況又出現了兩次。第二次發(fā)生氫氣燃爆事故時(shí)，研發(fā)團隊的技術(shù)人員也在本站。他們3個(gè)人主要是來(lái)處理氫氣輸送系統故障問(wèn)題的，其中兩位同志提前回去了，另一位小楊同志繼續留下，每天加密重復試驗自動(dòng)運行流程工作情況，我也全程參與。小楊30來(lái)歲，盡管被高原反應折磨得很難受，但一雙水汪汪的眼睛很有神，臉上總是洋溢著(zhù)微笑。每天重復試驗設備自動(dòng)運行10余次，直到試驗運行的第六天19時(shí)15分的常規時(shí)次探空工作結束后，小楊說(shuō)：“通過(guò)6天60余次的全流程試驗運行來(lái)看，設備運行情況正常，達到了預期效果。我打算明天就回去了。”我知道他每天06時(shí)30分就開(kāi)始工作，再加上高原反應一直沒(méi)有休息好，就勸他明天好好睡個(gè)懶覺(jué)——因為這幾天設備運行都很穩定。這一晚，我也擁有了一次長(cháng)久沒(méi)有的好睡眠，直到07時(shí)20分被手機來(lái)電鈴聲吵醒。一看是我們申扎縣氣象局拉巴局長(cháng)，就聽(tīng)電話(huà)那邊焦急地說(shuō)：“哎呀！自動(dòng)探空方艙里氫氣球又爆炸了！”我嚇了一跳，還有些不可置信，穿著(zhù)睡衣就趕到了現場(chǎng)。一股濃濃的燒焦味彌漫在空氣中，方艙內狼狽不堪，球皮燃燒得不見(jiàn)蹤影，保護網(wǎng)格被燒得只剩骨架了，方艙頂蓋微微炸開(kāi)，方艙墻壁有點(diǎn)裂紋和熏黑，方艙門(mén)被甩到20米遠的空地上，探空儀倒是沒(méi)有炸飛，卻好像一個(gè)委屈的孩子“憂(yōu)傷”地待在原地。

通過(guò)這次事故，我深深地體會(huì )到，人工智能設備幫我們實(shí)現了很多便利，但也助長(cháng)了人的依賴(lài)性和僥幸心理。明明在監控下連續出色地完成了那么多次的自主工作任務(wù)，卻有可能在沒(méi)有參與監控的那一次工作中發(fā)生不可預測的事故。所以，只有時(shí)刻監控智能設備的運行才能實(shí)現它的價(jià)值最大化，特別是涉氫工作領(lǐng)域，設備正在運行時(shí)必須要做到人不離崗。后來(lái)又發(fā)生了第三次燃爆事故，經(jīng)過(guò)分析，也是和氫氣輸送系統失控、未能及時(shí)人工干預有關(guān)。至此，自動(dòng)探空系統試驗基本宣告失敗。

但有句話(huà)說(shuō)得好：成功與失敗都是一種表現方式，是一種對結果的評價(jià)，可以從中得到經(jīng)驗。2015年年初至2019年年底，申扎探空試驗站雖然出現了不少故障，但是在5年的時(shí)間里，申扎探空氣象工作者克服種種困難，為第三次青藏高原大氣科學(xué)試驗收集了寶貴的高空觀(guān)測資料，為揭示高原天氣過(guò)程和服務(wù)下游地區的天氣預報盡了自己的一份力量。

我們在實(shí)踐工作中總結分析設備故障原因，積極與設備研發(fā)團隊溝通交流，并于2019年在西藏自治區氣象局局設項目“高海拔環(huán)境對氣象自動(dòng)探空設備性能的影響及應對措施使用技術(shù)手冊”的課題支持下，針對青藏高原為主的高海拔地區專(zhuān)用自動(dòng)探空設備的問(wèn)題，對在運行過(guò)程中因環(huán)境影響導致設備性能下降、工作時(shí)間縮短、冬季無(wú)法觀(guān)測等問(wèn)題的出現原因進(jìn)行了分析，并針對問(wèn)題專(zhuān)門(mén)編寫(xiě)了《GPZ1型自動(dòng)探空系統、QDQ2-1型水電解制氫設備操作及維護維修手冊》。

服務(wù)二次科考

隨著(zhù)第二次青藏高原綜合科考的進(jìn)行，申扎探空試驗站又一次全力投入到青藏高原的科學(xué)考察和觀(guān)測工作中。2022年6月10日，第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究任務(wù)“西風(fēng)—季風(fēng)協(xié)同作用及其影響之2022高原低渦組網(wǎng)綜合立體觀(guān)測試驗”正式啟動(dòng)。申扎站又與改則和獅泉河站一道全力投入到青藏高原西部低渦的組網(wǎng)立體觀(guān)測試驗中。高原低渦是青藏高原特殊的熱力和動(dòng)力作用影響形成的天氣系統。據統計，青藏高原降水有40%以上由高原低渦帶來(lái)，尤其是青藏高原西部，高原低渦帶來(lái)的降水貢獻達60%以上。

諺語(yǔ)說(shuō)“低渦一出，必有暴雨”，高原低渦還影響著(zhù)青藏高原周邊廣闊的區域。由于地處西藏高原的中心位置和青藏高原的西部，海拔高、四季地面和高空風(fēng)強勁，加上地形相對開(kāi)闊，所以申扎是青藏高原西部高原低渦的重要起源地和加強區域。在這里開(kāi)展高層大氣觀(guān)測，是揭示高原低渦等主要天氣系統生成和演變過(guò)程的重要一環(huán)。我們利用原來(lái)的自動(dòng)探空系統＋人工充放球的方式每天01時(shí)15分、07時(shí)15分、13時(shí)15分和19時(shí)15分開(kāi)展4次加密觀(guān)測，共計釋放氣球80次，為青藏高原第二次科考收集了寶貴的高空大氣資料，順利完成了第二次科考青藏高原西部高原低渦組網(wǎng)立體觀(guān)測。

美好未來(lái)

經(jīng)過(guò)多年的試驗運行和探空觀(guān)測，目前GPZ1型自動(dòng)探空系統觀(guān)測相比常規L波段雷達探空觀(guān)測可以節省90%以上的人工工作量，設備運行也基本良好。如果在高寒、高海拔地區，自動(dòng)探空系統和箱式自動(dòng)電解水制氫設備有機地結合利用，科學(xué)合理地制定大修和維護保養周期，加強改進(jìn)氫氣輸送系統的工藝流程和安全性能，提高機械設備與人工智能系統的進(jìn)一步融合，形成嚴格周密的操作規程和值守制度，便是一條中國氣象高空探測業(yè)務(wù)全面實(shí)現自動(dòng)化的可行道路。

隨著(zhù)西藏氣象事業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展和不斷增長(cháng)的氣象服務(wù)需求，以及中國氣象高空探測業(yè)務(wù)逐步實(shí)現全面自動(dòng)化，對高原氣象觀(guān)測業(yè)務(wù)也提出了更高的要求。我們也期待著(zhù)海拔4672米的青藏高原最高探空試驗站在不久的將來(lái)正式服役到常規氣象觀(guān)測業(yè)務(wù)中，不僅為今后的各類(lèi)青藏科考試驗收集寶貴的探空資料，更重要的是為高原天氣系統演變規律和預報服務(wù)做出更大的貢獻。那時(shí)，我們將再次成為世界海拔最高探空站的氣象觀(guān)測員，為西藏氣象事業(yè)發(fā)展和羌塘高原生態(tài)文明高地建設續寫(xiě)美麗樂(lè )章。