前向散射式能见度仪测试方法研究

针对气象行业前向散射式能见度仪检测标准缺失现状,开展了前向散射式能见度仪室内测试方法研究。文中介绍了前向散射式能见度仪的工作原理,阐述了测量标准设备的组成和技术要求,详细论述了前向散射式能见度仪的测试项目和测试方法,展示了多台前向散射式能见度仪室内实测结果。研究表明:利用试验舱模拟能见度进行测量范围和示值误差测试具有可行性,测量标准器可选择透射仪;响应时间可通过放置散射板或遮光板产生突变信号完成测试。     

前向散射式能见度仪示值对比及标定方法研究

实时、准确的能见度测量数据对指导交通监测预警和空气质量评价具有重要意义。叙述前向散射式能见度仪测量原理,介绍能见度实验室内的检测技术和检测方法。基于安徽省大气探测技术保障中心研制的能见度环境模拟方舱,对3个国产厂家的前向散射式能见度仪进行检测,对比了能见度仪示值的一致程度,分析了影响示值偏差的原因。针对我国目前未建立能见度量传体系现状,提出了标定厂家系统常数以减少测量误差的方法。研究结果表明:同一厂家生产的前向散射式能见度仪测量结果一致性相对较好。能见度小于1.5km时,标准偏差均值最大为131.3m。能见度在1.5~10km时,标准偏差均值最大为457.4m。不同厂家生产的能见度仪示值偏差较大,能见度在1.5~10km时,最大相对误差均值达到-40.9%。重新标定系统常数后,能见度仪示值一致性明显提高。     

SL3型雨量传感器示值误差测量不确定度评定方法

基于雨量传感器的检定方法,介绍了SL3型雨量传感器示值误差测量不确定度的评定方法。组建了测量模型,由测量不确定度传播定理,分析了雨量传感器示值误差测量不确定度的来源,根据不同的评定方法,对测量不确定度分量进行合理评定;结合实际工作,展示了SL3型雨量传感器示值误差测量不确定度的评定实例;分析了影响雨量传感器测量不确定度的主要因素。结果表明：雨量传感器示值误差的扩展不确定度U=01 mm（k=2）。其中,示值重复性引入的标准不确定度是影响测量不确定度的主要因素,其次是雨量传感器的分辨力和计数装置分辨力引入的标准不确定度,全自动雨量校准仪模拟雨强精度偏差引入的标准不确定度影响最小。     

能见度自动观测系统性能对比及分析

1998年6月至9月间在北京进行了一次透射表能见度仪与前向散射式能见度仪的对比试验。参加试验的能见度自动观测系统有：透射表两套、前向散射能见度仪一套和双光路前向散射能见度仪两套。五套参试仪器分别被安装在南苑机场南北向主跑道的东侧。试验收集数据的起止时间为1998年7月25日09h至8月25日08h，时间间隔为1min。从总体误差分布分析，VAISALA公司的前向散射FD－12表现最好；其次是跑道中段的PRESENTEY公司的PEP9012双光路前向散射仪；而传统上认为测量结果较好的MITRAS透射表在高能见度时表现均不佳。所有参试仪器在能见度低于2000m时表现都不错，能见度4000m以上时，散射仪的测量值明显偏高。因此可以认为能见度在4000m以下时，参试的五套仪器均能满足航空气象保障要求，4000m以上测量结果的离散性较大，不确定性均大，但对飞行安全影响也较小，可以作为参考使用。     

电导率仪检定装置误差测量结果的不确定度评定

该文主要在电导率仪检定装置对电导率仪进行检定时,通过电计引用误差的各分量标准不确定度和仪器配套引用误差检定时产生的各分量标准不确定度,对电导率仪检定装置在建标过程中测量结果的扩展不确定度进行评定。     

前向散射能见度仪测试模拟环境与试验

能见度是气象、环境和交通观测重要要素,目前不同原理和型号的前向散射能见度仪没有统一的测试环境和定标标准,导致测量结果差别大。为实现前向散射能见度仪统一测试环境,研制了雾环境模拟舱,采用造雾器和净化器组合实现能见度10m到50km模拟。寻找模拟舱内空气均匀度监控方法,消除由空气不均匀带来的误差。测试不同型号的前向散射能见度仪和相同型号能见度仪,结果显示不同型号能见度仪测量值差别大于一倍,同一型号的能见度仪测量值相对误差在±5%内。尝试不同型号能见度仪修正方法,并且验证修正方法可行,修正后的不同型号仪器相对误差在±10%内。     

XDNO1前向散射能见度仪的几个故障分析

主要介绍了目前在气象业务上常用的XDN01前向散射能见度仪在应用过程中出现的示值不显示、显示示值偏高、显示示值不准确、数据无法采集以及设备运行不正常等几例代表性的故障,并详细介绍了故障的分析与检修过程以及通过原理分析、电路检测等方法排除故障的详细过程。     

前散式和透射式能见度仪的综合观测试验及对比分析北大核心

通过在野外观测基地和能见度计量检测实验室开展的前散式和透射式能见度仪对比观测试验,获取了能见度和其他气象与环境要素的同步观测数据,分析了不同大气环境条件下能见度测量值差异及其产生原因。结果表明:在能见度环境模拟舱内,两种能见度仪的测量值具有较好的一致性,但在自然环境中,两种能见度仪的测量值差异随能见度上升而快速增大。在不同天气现象出现时,前向散射仪与大气透射仪的测量值比值(VIS_(FS)/VIS_(T))规律性变化明显,总体呈现随能见度上升而增大的趋势。无降水时,低湿情况下大气颗粒物吸收作用明显,透射能见度仪测量值远小于前散能见度仪测量值,两者均随PM_(2.5)质量浓度的增加而下降,且其差异也随之减小;高湿情况下大气颗粒物的散射作用在大气消光中占绝对优势,两种能见度仪测量值趋近。     

湿度传感器示值误差测量结果的不确定度评定

依据JJG(气象)003—2011《自动气象站湿度传感器检定规程》与JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》,对湿度校准装置校准湿度传感器示值误差测量结果的不确定度进行评定。通过实例,详细分析标准不确定度来源分量,评定对湿度传感器示值误差的测量结果不确定度,从而给出湿度传感器示值误差测量结果的不确定度评定方法,供今后评定其它类型的传感器示值误差测量结果的不确定度做参考。     

前向散射能见度仪校准技术

基于前向散射能见度仪的工作原理、结构特点及使用环境,分析了前向散射能见度仪的测量误差来源、产生测量误差原因及误差模型,归纳了前向散射能见度仪出厂标定方法、标定参数及标定参数修正方法。为确保能见度观测数据具有准确性,并根据将来量值传递需要,在分析了能见度量值传递参数基础上,提出了前向散射能见度仪的实验室标定条件和方法,梳理了前向散射能见度仪现场光学装置校准、校准板校准及人工校准方法,为今后建立能见度量值传递体系和编写相关校准规范提供参考。     

前向散射式能见度仪的维护和数据取值研究

利用历史资料对能见度数据进行详细分析,归纳总结数据处理方法;提出监控设备和实时数据的具体方法,并对能见度仪的日常维护和清洁方法作了介绍。     

DNQ1与FD12型能见度仪观测比对及影响因子研究

DNQ1型前向散射能见度仪是目前我国气象站应用最多的能见度仪之一,但对其观测能力的评估及与国际上同类能见度仪间的比对研究较少。本文利用2015年1—3月北京上甸子国家大气本底站DNQ1和FD12型能见度仪观测资料开展比对研究,分析两种能见度仪的观测差异特征及与关键气象要素和大气成分的关系。结果表明：两种仪器观测的小时平均能见度的变化趋势较为一致,二者相关系数为0.98。除降雨外,DNQ1与FD12型仪器观测的能见度差值受不同天气状况（包括晴天、沙尘、雾、霾、降雨和降雪）的影响较小,但随能见度等级的增加,差值范围和离散程度均有所增大。能见度差值随相对湿度的增加呈指数递减关系,与气温呈线性正相关关系,与气压、风速和风向关系不明显。两种器测能见度与相对湿度呈明显负相关关系,与其他气象要素的关系不明显。DNQ1能见度相对FD12能见度在每日不同时刻的相对偏差平均低于±10%,满足观测需求;二者在夜间的相关性优于白天,可能与相对湿度和气温的日变化有关。     

北京地区低能见度区域分布初探

选用了水平能见度小于1000m的低能见度作为影响城市交通运输的一个指标，并研究了低能见度在北京地区时空分布特征。按水平能见度小于1000m的出现频率，多年日均变化曲线及全年日均、月均、季均变化特征，将北京地区划分为3个区，即东南部平原地区、西北部山区及东北－西南部过渡区。同时讨论了雾、浮尘等天气现象对北京地区低能见度的影响，得出影响北京地区低能见度的主要因子是雾。     

呼伦贝尔市大气能见度影响因子及一次低能见度个例分析

为探寻呼伦贝尔市大气能见度、低能见度特征及其影响因子,揭示"冰晶雾"天气成因,利用呼伦贝尔市大气能见度资料及地面气象要素资料对4个代表站的能见度进行统计分析,并对一次典型低能见度事件进行分析,结果表明:(1)整个地区大气能见度的气候特征在空间分布及时间演变上均存在较大的不一致性,牧区能见度优于农区;(2)大气能见度与相对湿度和气压呈负相关,与气温和风速以正相关为主;(3)大气低能见度出现的集中时段是冬季,伴随最多的天气现象为结冰、积雪和霜;(4)2 m温度低于零下36℃,对于浓雾的产生具有指示意义。     

不同用语能见度之间的差异

着重介绍各种能见度术语以及部分国家和国际组织因对能见度描述用语的不同而产生的差异，尤其是气象能见度同航空要求的能见度与跑道视程之间的不同。对于我国加入WTO后，航空界了解国际使用能见度的情况及如何和国际接轨有一定参考价值。     

机场主导能见度仪器自动观测方法研究

主导能见度是航空活动能否正常进行的重要标准之一。伴随我国通用机场建设,主导能见度的自动观测具有重要的实际意义。本文使用中值法、图形比例法和均值法3种方法,利用机场现有多套能见度传感器进行主导能见度自动观测,并使用3种方法研究分析了天津、大连、海拉尔、成都和重庆5个机场2014年12月10日起连续100天的07:00和19:00 2个时间点的多能见度传感器测量值。结果表明:相比于中值法和图形比例法,均值法具有更小的观测偏差;观测原理和方法、能见度传感器数量、地区气候差异和观测位置差异是影响主导能见度自动观测数据质量的主要影响因素。     

M6000型能见度仪与人工观测能见度差值分析

利用阳江气象站2013年7月至2014年3月的观测资料,分阶段探讨了M6000型能见度仪与人工观测能见度的差值特征及其造成原因,并探索了提高能见度仪观测质量的方法。结果显示：两者的差值主要集中在-20~30 km之间,且差值的绝对值随着能见度的增大而增大;总体上差值正常的时次占90%,在有天气现象时,自动观测能见度偏小比较明显,能见度小于等于5 km时负误差率最大,平均差值为负值且异常率最高。造成两者存在差值的原因是多方面的,除了人工观测的主观习惯性误差外,两者在概念、测量原理上的不同和仪器的维护不当也是造成差异的原因之一。通过加强能见度仪的日常维护,可以提高自动观测能见度的质量,用自动观测能见度来判断霾天比较接近实际,在雾天通过对自动观测值作适当的正向修正,也能提高两者的一致性,基本能够满足能见度自动化观测的要求。     

厦门城市能见度和雾的特征与城市环境演变

利用厦门城市1980～2000年21年地面资料和探空资料，对能见度和雾演变特征及其物理成因进行分析，结果表明：厦门城市夏季能见度明显好于冬季，这可能与冬夏盛行风向不同，输送排放污染源地不同以及不同季节天气气候条件相关。厦门城市冬季和夏季能见度呈下降趋势，尤以夏季为突出，轻雾以上的频数也日益增加，其重要因素是城市的热岛效应。厦门城市能见度虽然明显好于污染较为严重的北京，但冬季厦门城市能见度与北京呈反位相演变趋势。夏季厦门城市能见度有着明显的日间变化，这与夏季海陆风日变化的垂直环流圈有密切关系。     

用PP方法做河北省雾的分县预报

利用 1 96 0～ 1 999年 4 0年的气候资料 ,运用天气学原理和气候统计学方法 ,分析了雾与气象要素的关系。使用常规气象资料、利用T1 0 6数值预报产品和PP方法 ,分别制作了 2 4小时、4 8小时河北省雾的区域预报和分县预报     

气象能见度的突变特征及其在预报上的应用

该文讨论了气象能见度的突变特征及其在预报上的应用，研究表明，可用计算中空以上的变温分布和云量变化来诊断气象能见度，而且中空以上的变温的正负转换和槽脊更替对预报气象能见度有一定的意义。