深圳機場特定天氣條件下能見度偏低現象分析

戴求淼 王麗

摘? 要：深圳機場目前為雙跑道運行模式，東跑道AWOS系統為芬蘭VAISALA公司的MIDAS IV，西跑道AWOS系統為芬蘭VAISALA公司的AVIMET，兩者RVR探測設備的構造有較明顯的差異。2017年3月31日，深圳機場為降雨天氣，期間發生西跑道RVR數據明顯偏低的現象，而東跑道RVR數據與人工觀測數據基本一致。事后進行專門分析，得出發生此現象的合理解釋。

關鍵詞：跑道視程;降雨;自動氣象觀測系統

中圖分類號：V321.223? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）32-0079-03

Abstract： Shenzhen Airport is in dual-runway operation mode currently. The east runway AWOS（automated weather observing system） system is MIDAS IV of Finnish VAISALA company， and the west runway AWOS system is AVIMET of Finnish VAISALA company. The structure of RVR detection equipment has obvious differences On March 31， 2017， Shenzhen Airport was a rainy weather， during which the RVR data of the west runway was significantly lower， while the RVR data of the east runway was basically consistent with the artificial observation data. A special analysis was carried out afterwards to arrive at a reasonable explanation for this phenomenon.

Keywords： RVR; rainfall; AWOS （automated weather observing system）

3月31日下午15時至15時30分，深圳機場為降雨天氣，期間出現自動氣象觀測系統顯示能見度較人工觀測能見度明顯偏低現象。氣象設備管理室組織人員進行數據分析。4月25日17時30分至18時30分深圳機場為降水天氣，沒有出現能見度較人工觀測能見度明顯偏低現象。由于西跑道南端（34跑道）有深圳市氣象局前向散射儀作為LT31的備份，具有較強的對比價值，科室以34跑道為樣本對這兩天數據進行對比分析。

1 跑道自動氣象觀測系統數據分析

1.1 深圳機場3月31日數據分析

3月31日下午15時左右深圳機場發生降水，也發生自動氣象觀測系統顯示能見度較人工觀測能見度明顯偏低現象。我們以34跑道的LT31數據和深圳市氣象局前身散射儀數據分析為例，分析RVR偏低原因。

由圖1可以看出，34跑道LT31的RVR1A從15時9分開始十分鐘左右降到300米左右，而深圳市氣象局的FD12P則下降不明顯。

當時的風向與光路夾角、風速如圖2所示。

由圖2可以看出，當時風速在8至12米之間，而風向與光路夾角大部分時間在12度以下，基本與光路平行。

由數據分析可得出，3月31日能見度偏低時，風速較大，在6至12米之間，而16跑道風向在10至30度之間（風速較大，在8至12米），西跑道中間和34跑道的風向與光路夾角在10度以內。

1.2 深圳機場4月25日數據分析

4月25日深圳機場為降雨天氣，但本場并沒有發生RVR明顯下降現象。在此分析17時31分至18時30分的數據，34方向降水情況如圖3所示：

當時LT31測量的RVR1A和市氣象局前向散射儀測量的RVR1A數據如圖4所示：

由圖4可見，下雨時兩者RVR均有下降，在數值較低時LT31測量的RVR要小于FD12P的測量值，長時間來看差距不太明顯。

當時的風速、風向與光路夾角數據如圖5所示。

由圖5可以看出，當時風速基本在4至6m/s，風向與光路夾角較大，基本在30至60度之間。

由數據分析可得出，4月25日設備現場風速大部分時間在5m/s以下，而夾角在20度以上，LT31測量受雨水干擾較小。

2 分析結論

2.1 LT31和FD12P物理結構

FD12P的測量原理是測量光的散射，發射機和接收機均與水平有16.5度向下傾斜的夾角，發射機和接收機夾角為33度，保護玻璃在保護罩里面10厘米左右，雨水較難吹入里面，如圖6所示。

所以從理論上來講，FD12P和市局的前向散射儀受雨水的影響較小。

LT31主要測量由于空氣的散射和吸收導致光線誤差來測量發射機和接收機之間的大氣透射率。LT31的發射機和接收機之間的基線長度為30米，且采用平等設計，兩者之間空間較大，雨水在平行于光路的風吹拂下，光風速達到一定程度足以抵消鼓風機的風力時，雨水便會粘附于窗口，造成光路不暢。如圖7所示。

LT31的發射機上有一套小前散PWD22用于LT31的自動校準，它的發射機與接收機構造與FD12P類似，只是FD12P的發射機與接收機夾角為33度，而PWD22的夾角為45度，理論上來講雨水更難進入。

LT31人自動校準條件有3個，分別為：

（1）前散射能見度 >4000m。

（2）無降水。

（3）能見度穩定。

LT31系統每5秒鐘檢測自動校準條件是否滿足。自動校準條件滿足時，大氣透射儀使用前散射數據進行自動校準。

2.2 RVR數據偏低原因總結

3月31日西跑道RVR數據偏小，而4月25日沒有明顯偏小，前向散射儀和LT31測量值差別不大，通過對比可得出以下結論：

2.2.1 由于LT31和FD12P的機械結構原理，FD12P受風向風速及雨水干擾較小，而LT31受風向風速和雨水干擾較大。

2.2.2 當降水天氣，風向與光路夾角小于20度且風速達6m/s以上時，LT31的RVR易發生突變，界面顯示能見度亦發生突變。當降水天氣，風向與光路夾角大于20度或者風速小于6m/s時，LT31受雨水干擾較小。

在降水期間，小前散（PWD22）的能見度一般會小于4000m，能見度發生突變，校準的三個條件均不滿足，則自動校準無法進行，加熱效果也無法抵消霧氣和雨水的粘附速度。

2.2.3設備維護人員從人、機、環、管四方面進行針對性排查：

（1）人員方面，加強氣象法律法規、儀器測量原理等知識學習，進行事例分析，專業地、實際地解答用戶疑問，在發生設備顯示數據與人工觀測數據分歧較大時，一旦天氣好轉立即與觀測人員到設備現場進行人工觀測對比和設備清潔維護;當16方向發生FD12P與LT31測量結果差值較大的時候，可主動切換成FD12P數據作為主用。

（2）設備方面，加強設備巡視，加強備件儲備，及時更換故障的LT31鼓風機，從一定程度減輕降雨天時風對LT31的影響;有廠家提供解決方案，減輕雨水對窗口的影響。

（3）環境方面，更新目前外場傳感器清潔設備，減輕運維難度，提高運維效率。

（4）管理方面，切實落實定期維護制度，落實半年維護、年維護內容。

參考文獻：

[1]LT31_OPERATOR_TRAINING_China[Z].

[2]王晶紅.大氣透射儀LT31的測量原理及維護方法[J].電子技術，2014，21：165.