能見度儀觀測霾的結果分析

摘要利用攀枝花國家基本站2014年能見度儀的觀測資料與近5年人工觀測霾的日數進行對比，結果表明，用能見度儀取代人工觀測能見度后，霾的出現日數顯著增加；在24 h變壓為負時，較容易形成霾；在出現霾后，能見度變化不明顯，霾持續時間較長。在使用能見度儀后能消除人為誤差，真實反映當時大氣狀況，滿足業務要求。

關鍵詞能見度；能見度儀；霾；人工觀測；差異

中圖分類號S161文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）24-08297-02

Analysis on the Results of Haze Observation by Visibility Meter

SONG Mingming et al （Panzhihua Meteorological Buresu， Panzhihua， Sichuan 617000）

Abstract The observation data by visibility meter in 2014 in national basic station in Panzhihua was compared with artificial observation haze days in recent 5 years. The analysis showed that， replace the manual observation visibility with visibility sensor， the haze days increased significantly. When △P24<0， it was easier to form haze. After the haze apperance， the visibility did not change significantly and continued for a long time. It can eliminate the human error， really reflect the atmospheric conditions， and meet the business requirements.

Key words Visibility； Visibility meter； Haze； Artificial observation； Difference

霾是指大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見度<10.0 km的空氣普遍混濁現象[1]。近年來隨著經濟的發展，人們出行方式的改變，越來越多的地區出現了大范圍、持續時間長、影響程度深的霧霾天氣，部分地區更是出現了重度霧霾天氣。能見度不僅反映測站四周大氣狀況和天氣現象，同時也對當地的經濟發展和人身體健康具有重要社會意義。能見度用氣象光學視程表示。氣象光學視程是指白熾燈發出色溫為2 700 K的平行光束的光通量在大氣中削弱至初始值的5%所通過的路途長度。人工觀測能見度一般指有效水平能見度。有效水平能見度是指四周視野中1/2以上的范圍能看到的目標物的最大水平距離。長期以來，能見度的觀測以觀測人員的目測為準，雖各站配有能見度目標物分布圖，但可參考的障礙物依然較少，極易受到因視力、解釋能力、光源特性以及透射因素有差別而得到不同的結果[2]，人為因素影響較多，誤差較大。為此，筆者利用攀枝花國家基本站2014年能見度儀觀測資料與近5年人工觀測霾的日數進行對比，分析能見度儀觀測霾的結果。

1資料與方法

1.1能見度儀工作原理該站所采用的是華云公司HYV35前向散射式能見度儀，其工作原理是通過測量一小空氣體積對光的前向散射來計算散射系數，利用光的相關原理等將散射系數與消光系數建立聯系，進而利用相關數學模型演算出大氣能見度值。根據氣象光學視程的定義，則通過消光系數可以計算得到氣象光學視程。

1.2資料處理與分析采用攀枝花國家基本站2014年一季度逐日08：00～20：00 5個觀測時次的能見度自動觀測資料，對比了2009～2013年同期人工觀測資料。但由于霾的能見度標準在2014年1月24日進行了調整，將原來1.0～10.0 km調整為1.0～7.5 km。同時對1月份已經出現的霾天氣現象進行訂正，實際上是對霾出現條件有所放寬。為了便于比較，將2014年一季度的霾標準仍按原標準計算。判別霾的濕度標準由各站自行決定，本站規定霾的相對濕度為小于70%。

2結果與分析

由圖1可見，2009～2013年為人工觀測能見度階段，霾僅出現在2013年，其他年份沒有出現。在實現能見度自動觀測后，2014年霾的天氣現象出現了39 d，顯著增加。與人工觀測相比霾的出現日數差異較大。在人工觀測階段，容易受到習慣性[3]影響，觀測員能見度的判別以以往的經驗為準。

圖12009～2014年一季度霾出現的天數在一季度各月中1月份霾出現日數最多，占一季度霾日數的69%；而在歷年同期人工觀測中沒有霾天氣現象出現，人工觀測階段僅在2013年3月份出現2 d（表1）。

圖22014年1月霾和非霾的能見度日變化從圖3可以看出，當24 h變壓為負時與能見度具有一定相關性，個別變壓值與能見度之間不相關，其原因是次日出現降水天氣現象，該日的氣壓變化處于天氣過程之前。因此認為該日的變壓值為野值，剔除。根據蕭飛等對霾與24 h變壓之間關系的研究[4]，對本地的24 h變壓和霾的相關性做了分析，通過SPSS軟件分析得出了相關系數為0.548，并通過了0.01的顯著性檢驗。當24 h為負變壓時，城市上空存在上升氣流，城市四周的氣流向城市中心流動，并將污染物[5]向城市堆積，有利于霾的形成與維持。

圖32014年1月出現霾日的24 h變壓與能見度3結論與討論

（1）在實現能見度自動觀測后，霾的出現日數顯著增多，其主要原因是能見度儀可實現連續觀測，靈敏度高，數據更加客觀真實，能夠消除人為習慣性影響。能見度儀觀測的能見度比人工觀測的能見度普遍小[6]，這也與于偉娟通過計算得出的結論[7]相一致。在各條件都相同的情況下，人眼觀測到的距離比能見度儀所能檢測到的距離多30%。所以能見度儀檢測出來數據比人眼觀測出來的數據更準確，能夠滿足業務要求

（2）根據前向散射式能見度儀的工作原理可知，由于儀器測量的只是通過發射器和接受器之間的一小塊空氣的散射光強度，僅以一小塊空氣的結果代表整個大氣能見度。而人工觀測是以四周視野中1/2以上的有效水平能見度，因而能見度儀的觀測霾出現的日數會比真實情況偏多。

（3）能見度儀對霾的判別僅從散射光的強度并結合當時風速和濕度進行，而區分霾與霧的特征除了風速和濕度外，還應從顏色區分[8]，出現霾背著太陽看時黑暗色物體微帶藍色，對著太陽看時光亮的物體微帶黃紅色。而能見度儀無法從顏色區分，也會造成結果失真。

（4）能見度自動觀測時間較短，雖結果相比人工觀測有明顯差異，但影響因素還有待在今后取得更多資料后進一步驗證。在出現陣性風時，觀測場周圍地面沙塵被吹起，也會影響能見度儀的觀測結果與真實情況不符，對這一情況還需進一步探討。

參考文獻

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