秦興娟

摘要：氣象能見度是對大氣渾濁度的反映。我國自動氣象站建站以來，對于氣象能見度的觀測均以人工目測為主。但因各種條件所限，人工觀測已經(jīng)難以適應(yīng)信息時代的要求。隨著能見度儀的應(yīng)用，能見度自動觀測取代人工觀測已是大發(fā)展、大趨勢。就能見度儀和人工觀測的對比，本文作了淺議。

關(guān)鍵詞：能見度儀；人工觀測；對比

一、關(guān)于氣象能見度

氣象能見度是對大氣渾濁度的反映。能見度是指目標(biāo)物的能見距離，即指觀測目標(biāo)物時，能從背景中分辨出目標(biāo)物的較大距離。超出這個較大距離，就看不清目標(biāo)物的輪廓，分不清形體，稱之為“不能見”。而在這個較大距離之內(nèi)，完全能見，甚至于清晰可見。

我國自動氣象站建站以來，對于氣象能見度的觀測均以人工目測為主。但是在如今的信息時代，在航空、航海以及陸上交通、電力供應(yīng)、環(huán)境監(jiān)測里，關(guān)于能見度的監(jiān)測資料，需要精確。此外，隨著全球氣候的變化、城市化的快速發(fā)展和人越來越密集，城市大氣中的空氣污染問題也越來越嚴(yán)重，導(dǎo)致城市大氣能見度降低，環(huán)境與氣候的變化也受到越來越多的關(guān)注。能見度過低會嚴(yán)重地妨礙城市地面和空中交通，引發(fā)意外事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失或人員傷亡。因此對霧、霾、輕霧等視程障礙現(xiàn)象的實(shí)時監(jiān)控和及時發(fā)布顯得尤為重要。

二、關(guān)于人工目測及其觀測原理

人工觀測的能見度（也稱目測），是指臺站四周視野中二分之一以上范圍所能見到的目標(biāo)物的最大水平距離。人工目測能見度屬主觀判斷且對目標(biāo)物的分布、周圍觀測環(huán)境要求較高，需要視野開闊，無遮蔽物遮擋等。由于目測法的“能見”與“不能見”界限不太明確，人工觀測到的氣象能見度顯然難以滿足能見度的精確需要。

人工目測法由于視力、光源特性、個人習(xí)慣等影響，且只能憑人眼和主觀差別，人工目測估計(jì)值受主觀判斷、視力、光照條件和目標(biāo)物仰角的大小等影響必然會在主觀上造成較大誤差，導(dǎo)致客觀準(zhǔn)確的值很難觀測出。人工觀測在正點(diǎn)前45-60分，由于觀測時間上不同步，能見度值會有不同程度的變化。人工目測的樣本是測站四周視野。

大多數(shù)觀測員能見度的差別離不開前輩們“方傳身教”的模式。待特殊能見度天氣再現(xiàn)時，由于沒有前車之鑒，就無法突破這種心理障礙，而影響正確記錄。人工觀測能見度白天和夜間的規(guī)范是不同的。白天能見度是指在當(dāng)時天氣條件下，視力正常的人能夠從天空背景中看到和辨認(rèn)的目標(biāo)物（包括黑色、大小適度）的最大水平距離。與白天不同，夜間能見度是指能看到和辨認(rèn)出發(fā)光點(diǎn)目標(biāo)物的最大水平距離。

三、關(guān)于能見度自動觀測儀

能見度自動觀測儀簡稱能見度儀，是一種智能傳感器。能見度儀既可以作為獨(dú)立設(shè)備與微機(jī)終端連接組成能見度自動觀測系統(tǒng)，也可以作為能見度分采集系統(tǒng)掛接在其他采集系統(tǒng)上。

能見度儀由穩(wěn)定的紅外發(fā)射光源，高靈敏度、大動態(tài)范圍的紅外散射光接收器，信號采集與處理器，控制器，加熱器，電源，調(diào)制解調(diào)器，防護(hù)罩，防腐支架，不銹鋼機(jī)箱等部件組成。整個電路采用大規(guī)?？删幊唐骷?、貼片工藝，體積小，升級靈活方便，易于擴(kuò)充。該傳感器綜合了溫度測量、光學(xué)前散射測量和電容降水感應(yīng)的微處理器控制。目前所使用的能見度儀屬于散射能見度儀，是通過測量散射系數(shù)從而對氣象光學(xué)視程作出估算的儀器。能見度儀的核心部件包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、控制板和內(nèi)部連接電纜等。其觀測原理為：發(fā)射機(jī)持續(xù)發(fā)射紅外光脈沖，被透鏡聚焦后經(jīng)大氣中的顆粒物散射，接收機(jī)透鏡將散射光收集到光敏二極管上并對其強(qiáng)度進(jìn)行檢測。最后，將檢測得到的信號發(fā)送到cpu上，再通過特定的算法轉(zhuǎn)化為氣象光學(xué)能見度。

隨著能見度儀的使用越來越多，它所受關(guān)注和重視的程度也越來越高。它所測出的數(shù)據(jù)與人工目測所得的數(shù)據(jù)相比，存一定的差異。

能見度自動觀測儀有較高的分辨率和精確度，觀測的數(shù)據(jù)可靠性高。能見度自動觀測儀取值采用10分鐘滑動平均值。能見度自動觀測儀采樣空間小，以點(diǎn)代面，當(dāng)大氣均勻時代表性好，反之較差。

四、能見度儀和人工觀測的對比

（一）定時觀測能見度的平均值分析。從某日變化趨勢來看，3個時次的平均能見度與能見度日變化趨勢是相似的。對3個定時數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算平均值，分別對比分析08時、14時、20時的定時觀測值，可以看出人工觀測值偏大。在20時時，二者觀測值最接近，平均差值最小0.783km。因?yàn)?4時是一天中光照條件最好的時刻，14時平均差值最大2.358km，因?yàn)槿说囊暰€也最好，目測估計(jì)值就最大。20時天黑而且無目標(biāo)燈，只能根據(jù)天黑前能見度實(shí)況和變化趨勢，因此，結(jié)合20時氣象要素變化情況估測能見度值，目測估計(jì)值受環(huán)境、人的主觀差別影響誤差非常大。

（二）大霧天氣對比分析。大霧是影響交通的重要?dú)庀鬄?zāi)害之一。公路上出現(xiàn)大霧會造成車輛毀損、人員傷亡、交通癱瘓，可以說，大霧是主要“殺手”。每當(dāng)出現(xiàn)大霧天氣，因能見度較低，海航、空航都會停航，造成旅客滯留的同時，也造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。某縣歷年大霧主要集中在6-7月份，占全年總數(shù)的47.7%，平均日數(shù)57天。2014年6-7月份，該縣共出現(xiàn)大霧20次。因?yàn)橐归g不守班，因此，該對比選擇了早晨和白天的12次大霧過程的定時觀測時段對同步觀測資料進(jìn)行對比。

首先，因?yàn)榭諝饣鞚幔貏e是有霧、霾、煙、風(fēng)沙及降水時，人工目測能見度就差。在有大霧天氣的情況下，自動觀測值與人工觀測值相比較，人工觀測值偏小。其次，在大氣透明度不變的條件下，如果目標(biāo)物同背景的亮度對比較大，則能見距離較遠(yuǎn)；相反，那么能見距離較近。總之，在氣象自動化觀測中，能見度自動觀測是其中一部分。自動化能見度觀測儀具有連續(xù)性、穩(wěn)定性等特點(diǎn)。能見度的測量目前還是以人工目測為主，只有少量的地面觀測用能見度儀進(jìn)行觀測。隨著自動化的發(fā)展，能見度自動觀測減少了人力勞動，取代人工觀測已是大發(fā)展、大趨勢。

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