人工与自动大气能见度观测的对比分析

大气能见度是最重要的气象学指标之一,其准确观测对气象及相关领域具有重要意义。在实际观测中经常存在器测数据与人工观测数据差异明显的现象,用对比观测期贵阳国家基准气候站的大气能见度仪器观测与人工观测数据分析,结果表明:人工与自动观测数据还是有较好的一致性、相关性。大气无雾、污染环境下,人工观测存在主观差异,能见度观测值偏大,前向散射能见度仪自动观测结果稳定,观测数据接近大气能见度的真实值。在局部雾带、大气受污染环境下,人工观测能见度平均误差低于自动观测数据平均误差。在大气受污染环境下,前向散射能见度仪自动观测的能见度偏小。前向散射能见度仪自身的清洁度等因素对观测值起到了至关重要的影响,在仪器使用过程中应引起足够重视。     

能见度与云雾微物理特征

能见度是气象站基本观测项目之一。它是以目标物能见的最大距离来表示。在国防、交通运输上十分重要,特别是航空中已成为安全飞行的一个极为重要的因素。影响能见度的因子很多,如:目标物的颜色及其背景条件、大气的光学特性,以及观测人员的视觉状况等等。不仅如此,在不同的天气条件下(如降雪、下雨、扬尘等)周围景物的清晰度就会有很大的变化。云雾对能见度的影响也是众所周知的事实！那么,能见度究竟与云雾本身的微物理特征有什么关系呢?     

夜间能见度的观测方法

能见度观测是气象观测的一个重要要素,所测得的能见度资料不仅可反映大气层稳定程度,也可作为判定气团性质和研究大气污染的重要因子,还为航空、航海、交通和人们生活提供安全保障。随着气象现代化的迅速发展,气象观测已基本由自动观测取代人工观测,目前只有极少部分气象要素人工观测,而其中云、能、天还是靠人工目测进行。     

能见度观测中的一些经验数据

能见度观测得正确与否,与飞行中气象保障工作有着重要的关系。有时能见度不但变化迅速,而且各个方向上往往也不尽一致,在目前情况下,能见度的目力观测,仍然是观测中的主要手段。 在相同的天气情况下,如果对目标物“能见”与“不能见”的定义不同,则所测得的能见度数值也不相同。对能见度的定义基本上有三种概念: 1.以目标物的消失距离(S_2)作为能见度。所谓消失距离,就是目标物的轮廓与天空背景开始融合起来时的距离,也即观测员还能隐隐约约地看到目标物     

饶平站能见度仪器测量与人工观测对比分析

利用饶平站2011年1-12月定时人工观测能见度资料,对比Belfort M6000能见度仪测得的能见度数据,分析表明:M6000能见度仪器测值与人工观测值在0～20 km两者相关性高,随着能见度的增大两者差距也越大;能见度仪器测量相比人工观测具有高精度、数据客观、不受人为因素影响等特点;人工观测能见度观测范围广,观测所得为周围大气平均状况,在大气不均匀下误差较小;出现视程障碍天气现象时M6000能见度仪测量值在空气中含有高水汽、液态水的情况下比人工观测能见度值明显偏小.     

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。     

广东省能见度自动观测系统资料评估分析与订正

利用广东省能见度自动观测系统22个站点2011年的人工观测和自动观测的能见度资料,分析了人工观测与自动观测的能见度资料的相关系数、均方根误差等,并对自动观测资料进行了订正。分析结果显示:人工观测与自动观测能见度的分布大致相同,表现为沿海的能见度高于内陆,粤东高于粤西,主要低能见度区域集中在珠江三角洲和粤西的内陆地区;自动观测能见度的准确性主要受到仪器工作原理局限性、气溶胶类型和气象条件的影响。对能见度自动观测资料订正结果显示:订正后,在低能见度时,大部分站点的均方根误差在3km以内;在高能见度时,大部分站点均方根误差在8km以内,平均为6km左右。利用统计方法对器测能见度值作数据订正,能有效减小测量误差,使能见度自动观测系统能基本满足能见度自动化观测需要,特别是低能见度事件的服务需求。     

基于数字摄像能见度仪的北京地区降雨和雾霾天气能见度对比分析

数字摄像能见度仪（Digital Photographic Visibility System,DPVS）仿照人工目测能见度的原理测量大气能见度。本文应用2017年3—8月北京地区DPVS、前向散射仪（PWD22）、大气透射仪（LT31）三种观测仪器在降雨天气和雾霾天气观测数据进行了对比。结果表明：能见度观测数据与相对湿度、颗粒物浓度、降水粒子等要素之间有明显的负相关性;在低能见度天气条件下,三种仪器观测数据变化趋势一致,但存在一定的差异;DPVS在中雨天气、大雨天气、暴雨天气和中度雾霾天气中,观测数据离散性更小,稳定性更好。但DPVS在白天和夜间的交替过渡期观测值不够稳定,这也是今后算法优化的重点方向。     

能见度的观测与天气现象的关系

测报上的能见度通常是指有效水平能见度,即四周视野中二分之一以上的范围都能看到的最大水平距离。影响能见度的因子有三:<1>大气透明度;<2>目标物和背景的亮度比;<3>观测员的视觉感应能力。第一个因子是影响能见度的直接因子,也就是能见度变化的实质。它是随着天气现象变化的。因此,能见度与天气现象关系十分密切,在“规范”规定观测的三十四种天气现象中,与能见度有关的就有十一种,其中九种是直接以能见度为标准划分的,有些现象(沙尘暴、吹雪、毛毛雨、雪、阵雪)的强度是由能见度来决定的。能见度观测的准确与否,直接影响这些天气现象电码的选择。象毛毛雨,当能见度1.O千米以上算轻毛毛雨,报电     

浙江省人工观测与仪器观测能见度对比分析

随着自动能见度仪的使用越来越多,它所受关注和重视的程度也越来越高,利用2011年全省人工观测与仪器观测能见度资料,对全年能见度空间分布做了分析,能见度高值区位于西南山区和东部沿海地区,低值区位于杭州地区、金衢盆地及湖州部分地区。以杭州为例分析两种能见度资料在不同能见度水平和天气现象下的一致性,当能见度小于1 km时,两种能见度资料误差较小,能见度在1~10 km之间,误差有所增加,当能见度在10 km以上时,误差较大,仪器观测能见度只有一定的参考性。在考察天气对能见度的影响时发现,人工观测能见度波动较大,降水的分布不均匀对于能见度测量有较大影响,因此在测量霾天气能见度时应排除降水对能见度的干扰。     

咸阳机场大雾天气能见度的观测

恶劣的能见度或跑道视程直接威胁着飞机的起飞和着陆，是影响飞机进近爬升和降落的主要因素，恶劣能见度造成的飞行事故占所有气象原因造成事故的一半左右。低能见度观测的准确与否影响飞行安全和航班正常起降，分析咸阳机场大雾天气条件下能见度的变化规律，以提高低能见度观测的准确性。     

自动绘制能见度目标物分布图的技巧

1引言能见度是地面气象观测的一个重要要素。能见度目标物分布图是人工观测能见度必不可少的参照图。利用计算机在一定时间内生成新的参考目标物,对观测能见度,有良好的参考价值。随着城市建设等环境因素的变化,目标物也在发生变化。2004年1月1日执行新的《地面气象观测规范》规定,当雾、霾、浮尘等现象出现能见度<1.0km时,都应观测和记录最小能见度。应用VB软件绘制目标物分布图,解决以上问题,阐述如下。2目标物情况登记管理功能模块目标物情况的描述数据采用数据库进行保存、管理。数据内容、格式参照规范要求,并添加了一些绘图所需的项…     

前散式和透射式能见度仪的综合观测试验及对比分析

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。     

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。     

陕西关中气溶胶对大气能见度的影响研究

为了研究大气污染对能见度的影响,利用MODIS卫星气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)产品、陕西关中地区43个气象观测站能见度资料、西安泾河太阳光度计CE318气溶胶观测资料以及泾河站风速、相对湿度、能见度观测资料,分别分析了卫星MODIS/AOD和地基CE318/AOD与能见度、低能见度日数的关系以及在不同风速、相对湿度时AOD与能见度的关系。结果表明,陕西关中MODIS/AOD的空间分布与能见度分布具有明显对应关系,冬、春季AOD与08:00(北京时,下同)能见度相关最好,夏、秋季AOD与14:00能见度相关最好。去除降水因素后,空气中颗粒物污染是造成秋、冬季出现低能见度的主要原因。地基观测的气溶胶波长指数在0.8~1.2之间时对能见度的影响最大。空气中颗粒物造成的能见度下降与相对湿度密切相关,湿度越大,能见度下降越明显。风速小,大气中的颗粒物容易聚集,使能见度变差;风速大,有利于空气中颗粒物扩散,使能见度得到改善。用AOD估算能见度时,需要考虑大气相对湿度和风速的影响。     

夜间能见度的观测方法

大气探测中,夜间能见度的观测,是目前普遍存在问题较大的一个观测项目.本文通过长期对夜间能见度观测,摸索、积累一些经验,并提出一些做好夜间能见度观测的方法和要求.     

能见度自动仪与人工观测资料对比分析

根据国家气象中心制定的《对比观测期间监测资料评估技术方法》,对2008年嘉兴气象观测站能见度仪资料与人工观测能见度进行对比分析,结果表明,能见度仪资料与人工观测值在低能见度多发季节(秋、冬、春季)相关较好,而夏季(能见度总体较高)则相反。对能见度进行分级后的比较得出,低能见度(2km)时能见度仪观测效果较好,和人工观测值之间的对比差值及粗差率低、一致率高,具有很好的代替作用,而随着能见度的逐渐升高(2～5 km,5 km),两者之间的差距加大,能见度仪的可替代性降低。最后通过比较两种数据的各项统计指标发现,能见度仪数据序列离散度较低,精密度及精确度都要高于人工观测值,通过订正后未来有望取代人工观测。     

基于高速公路视频图像的能见度计算

能见度作为重要的气象观测因素之一,影响高速公路行车安全.基于视频资料的能见度计算方法类似于人眼的感知方式,具备对恶劣天气条件和复杂场地的适应性.基于安徽省2016年10月17日、12月1日和7日的3次大雾天气过程,选取跨省分布的3个高速公路站点,使用对应时次下视频图像灰度值均方差与能见度观测值建立计算模型.结果表明：1）随着大雾天气过程变化,模型计算结果较好体现了能见度的变化规律,对高速公路行车具有指导意义;2）基于视频图像的能见度计算方法类似于人眼观测,能见度越高,人眼分辨地物清晰度越高,图像均方差越大;3）由于监测原理和环境差异,能见度测量值与模型计算结果之间存在误差,理论上大雾空间分布越均匀,能见度仪和监控摄像头距离越近,计算误差越低.     

浙江省大气水平能见度气候特征分析

利用1955—2011年浙江全省人工气象观测站能见度历史观测资料,分析浙江省大气水平能见度时空分布规律,初步探讨浙江大气环境的变化特征。结果表明,20世纪70年代末之前,浙江能见度普遍较高,80年代后明显降低;浙江省能见度具有显著的月变化特征,全年中7月最高,1月最低;一天中能见度呈现单峰单谷的波动变化,早晨7时最低,下午15时最高;能见度在全省范围内的空间分布特征也十分明显,东部沿海及西南山区为能见度的高值区,低值带主要位于北部和金华、衢州一带。能见度是空气质量的重要指标,因而它反映出不同时期、不同地区大气环境的好差,同时也折射出浙江经济发展及环境保护意识的变化。     

能见度与相对湿度的关系

本文通过光散射理论计算,分析了大气消光系数(削弱系数)与相对湿度的关系,并与观测实例进行了比较。由此提出在一定条件下,根据相对湿度的未来变化预报气象能见度的可能性。 气象能见度对交通运输和光学探测等一系列实际问题均具有重要意义,是气象台站的常规观测项目之一。