申扎县气象观测场的工作人员可称得上离天最近的探空气象工作者——想想看，海拔4672米的探空测风站，这一高度比目前世界上海拔最高的常规探空气象站沱沱河气象站还要高出137米！

人工小球测风

在高原第一代气象工作者的艰辛努力下，申扎县气象局于1960年4月1日诞生在美丽的甲岗雪山脚下。考虑到申扎县地处西藏高原中心，是许多高原天气系统的生成和加强地区，这里的天气系统对整个青藏高原中下游地区的天气系统及其演变产生的影响很大，为此，除常规地面气象观测业务之外，建站时申扎站观测业务还包括西藏西北部唯一的经纬仪小球测风观测，观测时间为每天07时15分和19时15分，与全球探空观测时间同步。春、夏季，在蓝天下阴雨中用经纬仪跟踪升飘气球，主班播报仰角和方位，副班记录，这个画面看似轻松有诗意，但其实主班的心脏一直处于紧张状态，眼睛一直处于高度集中状态，直到无法辨别目标物才如释重负。秋、冬季，早晚暮色下用蜡烛点燃孔明灯作为跟踪目标。在-20℃以下刺骨寒风中，气球刚一施放，蜡烛就被吹灭，重新充球、施放是常事。特别是在大风吹雪天气中有时一连重放四五次。氢气不足时每位职工从家中拿着暖瓶开水，一起在手电筒微弱灯光下开始操作化学制氢流程，以便快速获取氢气。在-30℃以下的冬季，在手电筒照射的微光中，工作人员经过反复重放，直到测风球成功升空之后，集中精力一边用经纬仪跟踪飘忽不定的烛光，一边播报仰角方位，旋转经纬仪仰角的左手冻黏在了手把上，右手转动方位刻度盘旋钮的手指已经没有了知觉，鼻涕和眼泪在脸上都冻成了冰。

申扎站的小球测风观测业务为西藏高原西部高层大气的观测提供了宝贵资料，为高原的天气预报业务立下了汗马功劳。 2006年1月1日起，因各种原因，申扎站停止了小球测风观测业务。我们当时还因为不再拥有世界最高探空测风站而有些失落。

自动探空试验

为了全面提升青藏高原区域气象观测能力，认知青藏高原地—气相互作用物理过程及其影响，重点解决制约青藏高原地区的气象观测与预报的技术问题，提升青藏高原及周边地区天气气候预报水平， 2013年5月，中国气象局启动了第三次青藏高原大气科学试验。作为此次科学试验的重要基础平台建设内容，2014年，在西藏狮泉河、改则和申扎气象站建立了自动探空系统，于2015年年初，开始了自动探空业务试验工作，这标志着高空测风又一次回归了申扎气象观测业务。

这一次的高空测风业务和8年前相比可以说是有天壤之别。氢气是电解水制氢获取，不用再摸黑打着手电筒充球，也不用顶风、淋雨、冒雪去人工施放气球了，而是用自主研制的GPZ1型全自动探空系统来完成。我作为一线业务工作人员，有幸参与中国气象高空探测业务自动化的试验工作，同时也肩负利用自动化高空探测获取第一手高空大气探测数据、服务青藏高原气象业务的重大使命。试验工作开展的时间是每年的4月1日至11月30日。选择这一时间段，主要是要避开冬季，首先因为冬季电解水制氢系统室内环境温度达不到要求，其次是自动探空系统的运行在大风、低温环境中会受到各种各样的限制。

实践与探索

随着探空试验工作进一步深入，2015—2017年，设备运行基本上可以实现定时自动运行模式。但是，由于青藏高原特殊的地理环境和气候特性，严重影响了自动探空系统的设备性能。特别是10—11月，软、硬件经常会在运行过程中出现各种故障，处于停滞状态。自动探空系统试验工作随着高原特殊气候环境，加上设备的老化等因素，从2018年开始频繁出现各种故障。例如，2019年5月8日早上出现了氢气输送系统失控、在方舱内氢气燃爆的情况。后经过研发团队修复，于2019年9月再次投入试验运行，后来在较短时间里同样的故障情况又出现了两次。第二次发生氢气燃爆事故时，研发团队的技术人员也在本站。他们3个人主要是来处理氢气输送系统故障问题的，其中两位同志提前回去了，另一位小杨同志继续留下，每天加密重复试验自动运行流程工作情况，我也全程参与。小杨30来岁，尽管被高原反应折磨得很难受，但一双水汪汪的眼睛很有神，脸上总是洋溢着微笑。每天重复试验设备自动运行10余次，直到试验运行的第六天19时15分的常规时次探空工作结束后，小杨说：“通过6天60余次的全流程试验运行来看，设备运行情况正常，达到了预期效果。我打算明天就回去了。”我知道他每天06时30分就开始工作，再加上高原反应一直没有休息好，就劝他明天好好睡个懒觉——因为这几天设备运行都很稳定。这一晚，我也拥有了一次长久没有的好睡眠，直到07时20分被手机来电铃声吵醒。一看是我们申扎县气象局拉巴局长，就听电话那边焦急地说：“哎呀！自动探空方舱里氢气球又爆炸了！”我吓了一跳，还有些不可置信，穿着睡衣就赶到了现场。一股浓浓的烧焦味弥漫在空气中，方舱内狼狈不堪，球皮燃烧得不见踪影，保护网格被烧得只剩骨架了，方舱顶盖微微炸开，方舱墙壁有点裂纹和熏黑，方舱门被甩到20米远的空地上，探空仪倒是没有炸飞，却好像一个委屈的孩子“忧伤”地待在原地。

通过这次事故，我深深地体会到，人工智能设备帮我们实现了很多便利，但也助长了人的依赖性和侥幸心理。明明在监控下连续出色地完成了那么多次的自主工作任务，却有可能在没有参与监控的那一次工作中发生不可预测的事故。所以，只有时刻监控智能设备的运行才能实现它的价值最大化，特别是涉氢工作领域，设备正在运行时必须要做到人不离岗。后来又发生了第三次燃爆事故，经过分析，也是和氢气输送系统失控、未能及时人工干预有关。至此，自动探空系统试验基本宣告失败。

但有句话说得好：成功与失败都是一种表现方式，是一种对结果的评价，可以从中得到经验。2015年年初至2019年年底，申扎探空试验站虽然出现了不少故障，但是在5年的时间里，申扎探空气象工作者克服种种困难，为第三次青藏高原大气科学试验收集了宝贵的高空观测资料，为揭示高原天气过程和服务下游地区的天气预报尽了自己的一份力量。

我们在实践工作中总结分析设备故障原因，积极与设备研发团队沟通交流，并于2019年在西藏自治区气象局局设项目“高海拔环境对气象自动探空设备性能的影响及应对措施使用技术手册”的课题支持下，针对青藏高原为主的高海拔地区专用自动探空设备的问题，对在运行过程中因环境影响导致设备性能下降、工作时间缩短、冬季无法观测等问题的出现原因进行了分析，并针对问题专门编写了《GPZ1型自动探空系统、QDQ2-1型水电解制氢设备操作及维护维修手册》。

服务二次科考

随着第二次青藏高原综合科考的进行，申扎探空试验站又一次全力投入到青藏高原的科学考察和观测工作中。2022年6月10日，第二次青藏高原综合科学考察研究任务“西风—季风协同作用及其影响之2022高原低涡组网综合立体观测试验”正式启动。申扎站又与改则和狮泉河站一道全力投入到青藏高原西部低涡的组网立体观测试验中。高原低涡是青藏高原特殊的热力和动力作用影响形成的天气系统。据统计，青藏高原降水有40%以上由高原低涡带来，尤其是青藏高原西部，高原低涡带来的降水贡献达60%以上。

谚语说“低涡一出，必有暴雨”，高原低涡还影响着青藏高原周边广阔的区域。由于地处西藏高原的中心位置和青藏高原的西部，海拔高、四季地面和高空风强劲，加上地形相对开阔，所以申扎是青藏高原西部高原低涡的重要起源地和加强区域。在这里开展高层大气观测，是揭示高原低涡等主要天气系统生成和演变过程的重要一环。我们利用原来的自动探空系统＋人工充放球的方式每天01时15分、07时15分、13时15分和19时15分开展4次加密观测，共计释放气球80次，为青藏高原第二次科考收集了宝贵的高空大气资料，顺利完成了第二次科考青藏高原西部高原低涡组网立体观测。

美好未来

经过多年的试验运行和探空观测，目前GPZ1型自动探空系统观测相比常规L波段雷达探空观测可以节省90%以上的人工工作量，设备运行也基本良好。如果在高寒、高海拔地区，自动探空系统和箱式自动电解水制氢设备有机地结合利用，科学合理地制定大修和维护保养周期，加强改进氢气输送系统的工艺流程和安全性能，提高机械设备与人工智能系统的进一步融合，形成严格周密的操作规程和值守制度，便是一条中国气象高空探测业务全面实现自动化的可行道路。

随着西藏气象事业高质量的发展和不断增长的气象服务需求，以及中国气象高空探测业务逐步实现全面自动化，对高原气象观测业务也提出了更高的要求。我们也期待着海拔4672米的青藏高原最高探空试验站在不久的将来正式服役到常规气象观测业务中，不仅为今后的各类青藏科考试验收集宝贵的探空资料，更重要的是为高原天气系统演变规律和预报服务做出更大的贡献。那时，我们将再次成为世界海拔最高探空站的气象观测员，为西藏气象事业发展和羌塘高原生态文明高地建设续写美丽乐章。