能見(jiàn)度計(jì)算及LT31大氣透射儀應(yīng)用

殷譽(yù)恒+張英華

【摘 要】低能見(jiàn)度為影響航空器起降的主要?dú)庀笠蛩刂唬绕涫窃诖箪F天氣的時(shí)候，觀測(cè)員更加依賴于能見(jiàn)度儀的測(cè)量數(shù)據(jù)。為此本文詳細(xì)介紹了氣象能見(jiàn)度定義、計(jì)算方法及LT31大氣透射儀在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題及排除方法。

【關(guān)鍵詞】能見(jiàn)度計(jì)算；LT31應(yīng)用

0 引言

能見(jiàn)度對(duì)軍事、航空、航海以及人類 生存環(huán)境等方面都有直接影響。對(duì)于航空氣象來(lái)說(shuō)尤其重要。昆明長(zhǎng)水機(jī)場(chǎng)在運(yùn)行兩年多時(shí)間內(nèi)，已經(jīng)多次出現(xiàn)大霧天氣，導(dǎo)致航班無(wú)法起降。在大霧天氣出現(xiàn)時(shí)，能見(jiàn)度儀提供的能見(jiàn)度數(shù)值是不是與實(shí)際相符，此時(shí)對(duì)LT31大氣透射儀提供的能見(jiàn)度數(shù)據(jù)將更加依賴。做好LT31大氣透射儀的日常維護(hù)和故障處理就更加重要。為此，本文詳細(xì)介紹了氣象能見(jiàn)度計(jì)算方法及昆明機(jī)場(chǎng)LT31大氣投射儀在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題及排除方法。

1 能見(jiàn)度定義及計(jì)算

能見(jiàn)度定義：白天，正常人的視力在地平線附近的天空背景下，能看到合適的黑色目標(biāo)物的最大水平距離。 在夜晚，無(wú)光的背景下，能夠看到和辨認(rèn)出光強(qiáng)為1000cd的燈光的最遠(yuǎn)距離。

影響能見(jiàn)度的三個(gè)因素：目標(biāo)物與背景之間的亮度對(duì)比以及視覺(jué)對(duì)比感閾（視覺(jué)對(duì)比感閾平均約為0.02，視力好的可小至0.005）和大氣透明度。

對(duì)于航空來(lái)說(shuō)，為了安全起見(jiàn)，多采用稍高一些的視覺(jué)對(duì)比感閾值。世界氣象組織（WMO）和國(guó)際民航組織（ICAO）都采用0.05作為閾值[1]。這時(shí)實(shí)際上也是氣象光學(xué)視程。

氣象光學(xué)視程：色溫為2700K的白熾燈發(fā)出的平行光輻射通量，經(jīng)過(guò)大氣削弱，衰減至初始值的5%所通過(guò)的路徑長(zhǎng)度。

低能見(jiàn)度時(shí)，透光率變化大，但能見(jiàn)度數(shù)值變化小，也可以說(shuō)能見(jiàn)度對(duì)透光率的變化不敏感。例如MOR從50米變到100米，透光率變化了24.13%。高能見(jiàn)度時(shí)，透光率變化小，但能見(jiàn)度數(shù)值變化大，也可以說(shuō)能見(jiàn)度對(duì)透光率的變化很敏感，例如MOR從2000米變到2500米，MOR變化500米，透光率僅變化了0.86%。也就是說(shuō)，能見(jiàn)度儀在測(cè)量低能見(jiàn)度時(shí)精度高，數(shù)值更加真實(shí)可靠。測(cè)量精度最準(zhǔn)確的能見(jiàn)度數(shù)值為三倍基線距離（若基線為30米，則該數(shù)值為90米）。

2 LT31大氣透射儀應(yīng)用

2.1 LT31大氣透射儀測(cè)量原理

Vaisala 透射儀 LT31 直接測(cè)量光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)之間的大氣透光率。通過(guò)測(cè)量包含散射和吸收之后的平均消光系數(shù)計(jì)算MOR。透光率測(cè)量使用單基線系統(tǒng)，基線距離為光發(fā)射機(jī)保護(hù)窗口平面和光接收機(jī)窗口平面之間的距離（本場(chǎng)安裝的基線距離為30米）。依據(jù)透光率來(lái)計(jì)算MOR。

2.2 LT31大氣透射儀人工校準(zhǔn)[5]

當(dāng)LT31測(cè)量數(shù)值與實(shí)際相差較大時(shí)，需要用到監(jiān)控終端進(jìn)行LT31遠(yuǎn)程校準(zhǔn)，下面介紹遠(yuǎn)程校準(zhǔn)步驟：

（1）在maintenance終端，打開(kāi)遠(yuǎn)程維護(hù)軟件（Sensor Terminal），選擇并連接需要校準(zhǔn)的LT31。

（2）Open 1（open空格 1之后回車）

（3）進(jìn)入0> level 1 （輸入后回車）

（4）Password：LT31 （輸入后回車，注：LT大寫）

（5）進(jìn)入1>calibrate visibility （輸入后回車，默認(rèn)以PWD前散射儀測(cè)量的能見(jiàn)度數(shù)值校準(zhǔn)）

（6）或者1>calibrate visibility 15000 （輸入后回車，依據(jù)人工觀測(cè)的能見(jiàn)度實(shí)際數(shù)值校準(zhǔn)）

（7）校準(zhǔn)完成后，1>level 0（輸入后回車）

（8）0>close （輸入后回車）

（9）在Sensor Terminal斷開(kāi)與LT31的連接。

注：5和6步只需選擇一種校準(zhǔn)方式校準(zhǔn)即可。

2.3 LT31大氣透射儀出現(xiàn)的問(wèn)題及排除方法

2.3.1 MOR測(cè)量值回升較慢及排除

在日常的維護(hù)和巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)22#站點(diǎn)的LT31在天氣由低能見(jiàn)度變?yōu)楦吣芤?jiàn)度時(shí)，回升較其他幾個(gè)點(diǎn)要慢一些，譬如當(dāng)下能見(jiàn)度已經(jīng)大于5000米，而22#站點(diǎn)的LT31顯示能見(jiàn)度為800米。感覺(jué)該站點(diǎn)LT31的校準(zhǔn)門限偏高進(jìn)而不會(huì)及時(shí)進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。為此，修改了LT31透射儀的校準(zhǔn)門限（從10000米修改為4000米），步驟如下：

1：0>level 3 （password SESE）

2：3>configure AC.PWDMORMIN 4000

3：3>configure AC.PWDWMOMAX 10

近期觀察22#站點(diǎn)LT31數(shù)據(jù)由低能見(jiàn)度到高能見(jiàn)度回復(fù)的都比較快，設(shè)備恢復(fù)正常。

2.3.2 LT31雷擊故障及排除

2012年雷雨季節(jié)，西跑道中部的LT31在雷雨后，數(shù)據(jù)全部丟失。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，該站點(diǎn)的LT31接收機(jī)、發(fā)射機(jī)、CPU主板及供電單元全部被雷擊壞。為此，更換了以上損壞的部件之后，重新進(jìn)行校直、校準(zhǔn)，設(shè)備恢復(fù)正常。

4 結(jié)論

綜上所述，低能見(jiàn)度為影響航空器起降的主要?dú)庀笠蛩刂唬虼嗽诘湍芤?jiàn)度期間，如何保證LT31運(yùn)行狀態(tài)良好，提供準(zhǔn)確的測(cè)量值，是一項(xiàng)非常重要的工作及課題。為此，本文詳細(xì)介紹了能見(jiàn)度計(jì)算方法及LT31應(yīng)用中遇到的問(wèn)題及排除的案例，為同行在遇到類似問(wèn)題時(shí)，可借鑒上述方法。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中國(guó)民用航空總局空中交通管理局.民用航空氣象地面觀測(cè)手冊(cè)[M].2007：46-50.

[2]Vaisala Oyj. Background Luminance Sensor LM21 USER'S GUIDE[M].2002：15-16.

[3]周璐.數(shù)值方法（第四版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005：54-58.

[4]胡亮.Excel迭代功能及其化學(xué)化工應(yīng)用[J].云南民族學(xué)院學(xué)報(bào).2002.11（1）：558-559.

[5]Vaisala Oyj.Vaisala Transmissometer LT31 USERS GUIDE[M].2010：223-230.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]