新型自動(dòng)站能見度與視程障礙現(xiàn)象分析

崔偉++張金鳳

摘 要：隨著氣象現(xiàn)代化的發(fā)展，新型自動(dòng)氣象站遍及全國(guó)各臺(tái)站。能見度儀也在多數(shù)臺(tái)站開始業(yè)務(wù)化運(yùn)行，開啟了能見度觀測(cè)自動(dòng)化模式。但是由于臺(tái)站人員剛剛接觸能見度儀，對(duì)能見度自動(dòng)觀測(cè)原理，數(shù)據(jù)定義、計(jì)算方法、視程障礙天氣現(xiàn)象自動(dòng)判別標(biāo)準(zhǔn)及人工質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)等方面不太熟悉，現(xiàn)就實(shí)際觀測(cè)中需要理解記憶的技術(shù)規(guī)定進(jìn)行歸納總結(jié)，與大家共同學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：新型自動(dòng)站；能見度

中圖分類號(hào)：S164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170432215

1 能見度的觀測(cè)原理

能見度作為氣象觀測(cè)要素的氣象量是大氣透明度，可以客觀地測(cè)量，并用氣象光學(xué)視程（MOR）表示。大氣中光的衰減是由散射和吸收引起的，在一般情況下，吸收因子可以忽略，而經(jīng)由水滴反射、折射或衍射產(chǎn)生的散射現(xiàn)象是影響能見度的主要因素。故測(cè)量散射系數(shù)的儀器可用于估計(jì)氣象光學(xué)視程（MOR）。

目前在臺(tái)站推廣使用的是前向散射能見度儀。它的發(fā)射器與接收器在成一定角度和一定距離的兩處。接收器不能接收到發(fā)射器直接發(fā)射和后向散射的光，而只能接收大氣的前向散射光。通過(guò)測(cè)量散射光強(qiáng)度，可以得出散射系數(shù)，從而估算出消光系數(shù)。

根據(jù)柯西米德定律計(jì)算氣象光學(xué)視程（MOR）

式中：MOR氣象光學(xué)視程，ε為對(duì)比閾值，σ為消光系數(shù)。

當(dāng)ε=0.05 時(shí)，有

從而可以得出氣象光學(xué)視程。

2 能見度數(shù)據(jù)定義及計(jì)算方法

1min能見度值（也稱為瞬時(shí)值）：每min輸出1個(gè)數(shù)據(jù)。即1min內(nèi)采樣數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。

10min能見度值：每min輸出1次10min平均值，是在1min能見度值（瞬時(shí)值）基礎(chǔ)上的10min滑動(dòng)平均。

最小能見度：10min平均能見度的最小值。

10min滑動(dòng)平均能見度：是指當(dāng)前時(shí)間前10min內(nèi)的10min平均能見度的滑動(dòng)平均值，又叫10min滑動(dòng)能見度。

此數(shù)據(jù)只作為天氣現(xiàn)象閾值的綜判依據(jù)，不作為正式記錄使用。業(yè)務(wù)軟件的定時(shí)能見度。能見度自動(dòng)觀測(cè)已正式業(yè)務(wù)運(yùn)行的觀測(cè)站，為便于用戶使用，業(yè)務(wù)軟件自動(dòng)將正點(diǎn)前15min內(nèi)最小的10min平均能見度值（以0.1km為單位）寫入正點(diǎn)時(shí)次的長(zhǎng)Z文件CW段能見度數(shù)據(jù)欄。報(bào)表中不能顯示此數(shù)據(jù)。自動(dòng)觀測(cè)視程障礙現(xiàn)象的最小能見度為天橋現(xiàn)象時(shí)段內(nèi)“過(guò)去10min平均值”的最小“10min滑動(dòng)平均值”，以米（m）為單位，取整數(shù)。重要天氣報(bào)告中的能見度以“過(guò)去10min平均值”的“10min滑動(dòng)平均值”為準(zhǔn)。一般情況下定時(shí)能見度、日最小能見度、天氣現(xiàn)象最小能見度3個(gè)數(shù)據(jù)不相等，天氣現(xiàn)象最小能見度大于日最小能見度。

3 視程障礙類天氣現(xiàn)象

根據(jù)最新業(yè)務(wù)規(guī)定，視程障礙類天氣現(xiàn)象包括大霧、輕霧、霾、浮塵、揚(yáng)沙及沙塵暴6種。

視程障礙類天氣現(xiàn)象判別參數(shù)設(shè)置：根據(jù)相關(guān)業(yè)務(wù)規(guī)定，SMO軟件設(shè)置能見度高閾值為7500m，能見度低閾值為750m，視程障礙現(xiàn)象濕度要求為本站多年的經(jīng)驗(yàn)值，視程障礙現(xiàn)象24h溫差一般按照軟件默認(rèn)-10.0，視程障礙現(xiàn)象風(fēng)速按照軟件默認(rèn)10.0，不可修改。

視程障礙類天氣現(xiàn)象判別經(jīng)驗(yàn)算法：無(wú)降水現(xiàn)象、能見度低閾值≤10min滑動(dòng)平均能見度<能見度高閾值、10min滑動(dòng)平均相對(duì)濕度≥視程障礙現(xiàn)象濕度時(shí)，判別為輕霧；無(wú)降水現(xiàn)象，10min滑動(dòng)平均能見度<能見度低閾值、10min滑動(dòng)平均相對(duì)濕度≥視程障礙現(xiàn)象濕度時(shí)，判別為霧；無(wú)降水現(xiàn)象，風(fēng)速≥風(fēng)速閾值、10min滑動(dòng)平均能見度<能見度低閾值時(shí)，判識(shí)為沙塵暴；無(wú)降水現(xiàn)象，風(fēng)速≥風(fēng)速閾值、能見度低閾值≤10min滑動(dòng)平均能見度<能見度高閾值時(shí)，判識(shí)為揚(yáng)沙；無(wú)降水現(xiàn)象，風(fēng)速<風(fēng)速閾值，10min滑動(dòng)平均能見度<能見度高閾值，10min滑動(dòng)平均相對(duì)濕度<視程障礙現(xiàn)象濕度，24h降溫大于等于溫差設(shè)定時(shí)，判識(shí)為浮塵；無(wú)降水現(xiàn)象，風(fēng)速<風(fēng)速閾值，10min滑動(dòng)平均能見度<能見度高閾值，10min滑動(dòng)平均相對(duì)濕度<視程障礙現(xiàn)象濕度時(shí)，判識(shí)為霾。

軟件判別的缺陷：業(yè)務(wù)運(yùn)行要求濕度的閾值調(diào)整為多年的經(jīng)驗(yàn)值，本站多年經(jīng)驗(yàn)值大霧≥85，輕霧≥65，但是目前軟件只能設(shè)置1個(gè)濕度閾值，濕度閾值設(shè)置為65。但是當(dāng)能見度<750m，濕度在65%～85%之間記錄大霧的情況與經(jīng)驗(yàn)值不符。

4 結(jié)語(yǔ)

能見度實(shí)現(xiàn)了連續(xù)自動(dòng)觀測(cè)，從一定程度上避免了人工目測(cè)的主觀性和時(shí)空限制，但由于能見度儀的取樣空間有限，且采樣區(qū)的環(huán)境對(duì)數(shù)據(jù)的影響很大，造成能見度自動(dòng)觀測(cè)的誤差增大。出現(xiàn)較大誤差或者疑誤數(shù)據(jù)時(shí)，要人工加以分析，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)自動(dòng)判別的天氣現(xiàn)象和能見度數(shù)據(jù)做出正確處理。

作者簡(jiǎn)介：崔偉（1982-），女，漢族，河北省衡水市，工程師，本科，研究方向：綜合氣象業(yè)務(wù)。