新型自動站能見度與視程障礙現象分析

崔偉++張金鳳

摘 要：隨著氣象現代化的發展，新型自動氣象站遍及全國各臺站。能見度儀也在多數臺站開始業務化運行，開啟了能見度觀測自動化模式。但是由于臺站人員剛剛接觸能見度儀，對能見度自動觀測原理，數據定義、計算方法、視程障礙天氣現象自動判別標準及人工質控數據等方面不太熟悉，現就實際觀測中需要理解記憶的技術規定進行歸納總結，與大家共同學習。

關鍵詞：新型自動站；能見度

中圖分類號：S164 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170432215

1 能見度的觀測原理

能見度作為氣象觀測要素的氣象量是大氣透明度，可以客觀地測量，并用氣象光學視程（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，而經由水滴反射、折射或衍射產生的散射現象是影響能見度的主要因素。故測量散射系數的儀器可用于估計氣象光學視程（MOR）。

目前在臺站推廣使用的是前向散射能見度儀。它的發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射器直接發射和后向散射的光，而只能接收大氣的前向散射光。通過測量散射光強度，可以得出散射系數，從而估算出消光系數。

根據柯西米德定律計算氣象光學視程（MOR）

式中：MOR氣象光學視程，ε為對比閾值，σ為消光系數。

當ε=0.05 時，有

從而可以得出氣象光學視程。

2 能見度數據定義及計算方法

1min能見度值（也稱為瞬時值）：每min輸出1個數據。即1min內采樣數據的算術平均值。

10min能見度值：每min輸出1次10min平均值，是在1min能見度值（瞬時值）基礎上的10min滑動平均。

最小能見度：10min平均能見度的最小值。

10min滑動平均能見度：是指當前時間前10min內的10min平均能見度的滑動平均值，又叫10min滑動能見度。

此數據只作為天氣現象閾值的綜判依據，不作為正式記錄使用。業務軟件的定時能見度。能見度自動觀測已正式業務運行的觀測站，為便于用戶使用，業務軟件自動將正點前15min內最小的10min平均能見度值（以0.1km為單位）寫入正點時次的長Z文件CW段能見度數據欄。報表中不能顯示此數據。自動觀測視程障礙現象的最小能見度為天橋現象時段內“過去10min平均值”的最小“10min滑動平均值”，以米（m）為單位，取整數。重要天氣報告中的能見度以“過去10min平均值”的“10min滑動平均值”為準。一般情況下定時能見度、日最小能見度、天氣現象最小能見度3個數據不相等，天氣現象最小能見度大于日最小能見度。

3 視程障礙類天氣現象

根據最新業務規定，視程障礙類天氣現象包括大霧、輕霧、霾、浮塵、揚沙及沙塵暴6種。

視程障礙類天氣現象判別參數設置：根據相關業務規定，SMO軟件設置能見度高閾值為7500m，能見度低閾值為750m，視程障礙現象濕度要求為本站多年的經驗值，視程障礙現象24h溫差一般按照軟件默認-10.0，視程障礙現象風速按照軟件默認10.0，不可修改。

視程障礙類天氣現象判別經驗算法：無降水現象、能見度低閾值≤10min滑動平均能見度<能見度高閾值、10min滑動平均相對濕度≥視程障礙現象濕度時，判別為輕霧；無降水現象，10min滑動平均能見度<能見度低閾值、10min滑動平均相對濕度≥視程障礙現象濕度時，判別為霧；無降水現象，風速≥風速閾值、10min滑動平均能見度<能見度低閾值時，判識為沙塵暴；無降水現象，風速≥風速閾值、能見度低閾值≤10min滑動平均能見度<能見度高閾值時，判識為揚沙；無降水現象，風速<風速閾值，10min滑動平均能見度<能見度高閾值，10min滑動平均相對濕度<視程障礙現象濕度，24h降溫大于等于溫差設定時，判識為浮塵；無降水現象，風速<風速閾值，10min滑動平均能見度<能見度高閾值，10min滑動平均相對濕度<視程障礙現象濕度時，判識為霾。

軟件判別的缺陷：業務運行要求濕度的閾值調整為多年的經驗值，本站多年經驗值大霧≥85，輕霧≥65，但是目前軟件只能設置1個濕度閾值，濕度閾值設置為65。但是當能見度<750m，濕度在65%～85%之間記錄大霧的情況與經驗值不符。

4 結語

能見度實現了連續自動觀測，從一定程度上避免了人工目測的主觀性和時空限制，但由于能見度儀的取樣空間有限，且采樣區的環境對數據的影響很大，造成能見度自動觀測的誤差增大。出現較大誤差或者疑誤數據時，要人工加以分析，根據實際情況對自動判別的天氣現象和能見度數據做出正確處理。

作者簡介：崔偉（1982-），女，漢族，河北省衡水市，工程師，本科，研究方向：綜合氣象業務。