新型站能见度仪器检测值与人眼观测值差异探讨

摘要 通过分析2012年3—8月安装的新型站CJY-1G（J）型能见度仪检测出来数据和人眼观测值的差异，并介绍新型站能见度仪的工作原理，证明了新型站能见度仪准确、连续、可用的优点，在一定程度上减轻了观测员的工作量，可有效解决人眼观测能见度的误差。

关键词 新型站；CJY-1G（J）型能见度仪；差异

中图分类号 P414 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）18-0246-02

天气变化与人类的工作、生活息息相关，人类对大气科学的研究、掌握和使用已经达到一个全新的高度，而能见度与天气变化有着密切的联系，自气象站形成以来能见度的观测都以人工目测为主要观测方式，观测中主要以能见度目标物当作能见度观测的参照物，从而估测出能见度距离的大小[1-2]。能见度的估计受许多人为主观和物理量因素的影响。

近年来，随着气象现代化进程的发展，越来越多的气象站以自动采集仪器代替了人工观测，这在一定程度上减轻了观测员的工作量；自动站采集的数据更为准确和连续；但在实际工作中，在有人工观测向自动采集过渡的平行观测期间，有些数据存在着一定的差异[3]，比如许昌国家基本气象站在2013年3月底安装了一套新型自动站，OSSMO2004和新型站并轨运行，2013年3—8月的试运行期间，发现使用的CJY-1G（J）型能见度仪检测出来的数据小于人眼目测的能见度；为了确保观测数据的准确性，特进行了一些研究，结果发现CJY-1G（J）型能见度仪检测数据比人眼观测数据更准确。

1 能见度传感器工作原理

CJY-1G（J）型能见度仪由发射器、接收器、控制箱组成，其利用光的向前散射原理，采用微处理器控制。它发出红外光脉冲，并测量大气中悬浮粒子的前向散射光强度，采用适当的算法将测量值转换成气象能见度（图1）。散射测量：散射通量与消光系数成正比（吸收通常可忽略不计）。

向散射仪发射出一束光，照射到空气中的粒子上并发生光线散射，测量散射光的强度，以此换算消光系数。当能见度低时，有强的散射强度就会产生高消光系数；当能见度高时，有弱的散射强度就会产生低消光系数。需要注意的是：只有部分的散射光是被测量的。

传感器可以迅速采集散射信号，并从信号中可探测到降水离子，根据信号强弱判断粒子的大小（图2）。

2 MOR

世界气象组织（WMO）将气象光学视程（MOR）定义为代表大气光学状态的基本变量。气象光学视程是指白炽灯发出色温为2 700 K的平行光束的光通量，在大气中削弱至初始值的5%所通过的路径长度。白天能见度是指视力正常的人（对比感阀为0.05），在当时的条件下，能够从天空背影中看到和辨认的目标物（黑色、大小适度）的最大水平距离。夜间能见度是指：①假定总体照明程度增加到正常白天水平，适当大小的黑色目标物能够看到和辨认出的最大水平距离。②中等强度的发光体能被看到和识别的最大水平距离[4]。

MOR符合人工能见度观测（白天观察），被定义为一个单纯的物理量。MOR的定义：气象光学视程（MOR）被定义为一束光的强度衰减到原始强度5%的距离（衰减是由散射和吸收造成的）。CJY—1G（J）系列能见度仪是对MOR进行测量的（图3）。

比MOR高出30%（3.9/3.0=1.3）。

例如：在各条件都相同的情况下，人眼观测到的距离为1 300 m，而能见度仪所能检测到的距离只有1 000 m。所以CJY-1G（J）型能见度仪检测出来数据要比人眼观测出来的数据更准确。

在气象上，能见度可以用来了解大气稳定度，辨别气团属性，在环保方面能见度能反映出大气污染的一些基本状况；在国防和国民经济建设方面它是保证航空、航海、交通运输安全的一个重要因素。

5 参考文献

[1] 周淑贞，张如一，张超.气象学与气候学[M].北京：人民教育出版社，1979.

[2] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003：11.

[3] 张世昌.气象装备技术保障手册[M].北京：气象出版社，2011：5.

[4] 张文煜，袁九毅.大气探测原理与方法[M].北京：气象出版社，2007.