应用气象学报第10卷2期V o l . 10, N o. 2
QUA R T ERL Y JOU RNAL O F A PPL IED M ET EOROLO GY
1999年5月 M ay 1999
能见度的观测及其仪器
曾书儿 王改利
(中国气象科学研究院, 北京100081)
Ξ
提 要
该文介绍了目前世界上普遍应用的几种能见度仪的工作原理, , 阐述了我国与其他国家在此方面的差距, . 关键词:能见度仪 前向散射 单光路 双光路
引 言
, 是指观测目标物时, 能从背景上分辨出目标物轮廓的最大距离. . 低能见度对轮渡、民航、高速公路等交通运输和电力供应以至于市民的日常生活都会产生许多不利的影响. 在经济高度发展的今天, 带来的影响更为明显. 近10年来, 因能见度过低而造成的重大交通事故屡有发生. 能见度的观测及其仪器的研制已为世界许多国家所关注.
1 能见度观测仪器的现状
世界上许多国家由于公路、航空、军事和生活等方面的需求, 都在对大气能见度观测仪进行实验研究, 并已取得相当大的进展, 如日本早在70年代对森林烟雾进行监测, 欧美一些国家也都相继在机场跑道、公路、港口设置了对雾的检测仪器. 为适应日益发展的高速公路上能见度的观测, 国外已生产一种公路能见度观测仪, 如芬兰的FD 12P 和美国的
. 能见度仪在美国、日本、欧M odel 8364V isib ility Sen so r , 它实际上是一种公路雾探测器
洲等国高速公路的管理上成为不可缺少的设备.
目前, 我国尚没有生产能见度观测仪的厂家, 应用于高速公路上的能见度观测仪国内也未见报道.
2 能见度观测仪及其原理
211 能见度观测仪器的分类
目前, 世界上普遍应用的能见度观测仪主要有透射式和散射式两种. 透射仪因需要基
Ξ1998203220收到, 1998207223收到修改稿.
208 应 用 气 象 学 报 10卷
线, 占地范围大, 不适用于海岸台站、灯塔自动气象站及船舶上. 但其具有自检能力, 低能见度下性能好等优点而适用于民航系统; 散射仪以其体积小和低廉的价格而广泛应用于码头、航空、高速公路等系统[1]. 212 能见度观测仪的工作原理2. 2. 1 透射仪
透射仪是一种通过测量大气透明度来计算能见度的仪器. 芬兰V aisala 公司的M I 2
. 下面就其TRA S 透射仪是国际上机场气象自动观测系统中用得较多的一种能见度仪器
原理做简单介绍:
式(1) 给出光在大气中的衰减
(1) I =I 0exp (-Ρb ) 其中:I 0为发射光光强, I 为接受光光强, Ρ为消光系数, b .
透射仪即是基于此公式的仪器, 光源向距离为b 大气透射的光强. 由式(1) 可以看出, (2) Ρ=-((I 测出两点间的透射率I I 0, 据Ko schm ic 原理, 能见度
L =-ln0105. 2. 2. 2, 而散射仪则直接测量来自一个小的采样容积的散射光强. 通过散射光强来有效地计算消光系数是建立在以下3个假设的基础上的:①假定大气是均质的, 即大气是均匀分布的; ②假定大气消光系数Ρ等于大气中雾、霾、雪和雨的散射, 即假定分子的吸收、散射或分子内部交互光学效应为零; ③假定散射仪测量的散射光强正比于散射系数. 在一般情况下, 选择适当的角度, 散射信号近似正比于散射系数[2].
根据散射角度的不同, 散射仪又可分为3种:前向散射仪、后向散射仪和总散射仪.
下面重点讨论前向散射仪.
前向散射仪以其体积小、性能价格比高而得到广泛应用, 目前普遍应用的前向散射仪可分为单光路和双光路两种.
(1) 单光路前向散射仪[3]
芬兰V aisala 公司推出的FD 12P 是一种单光路前向散射仪, 广泛应用于航空、航海、图1 FD 12P 结构图高速公路、气象等部门的能见度测量领域.
图1给出FD 12P 结构, FD 12P 以支架为结构基础, 支撑变换器横梁, 横梁包括光学单元——发射器FD T 12B 和接收器FDR 12, 包括数据处理和接口单元的控制箱固定在支架上.
FD 12P 能见度仪的主要技术指标如下:电子特性 主电源:115 230VA C ±20%, 45～65H z ; 最大功耗:35W +100W 除霜加
2期 曾书儿等:能见度的观测及其仪器209
热器(寒冷天气) ; 输出:R S 232、M OD E M ; 输出数据:自动发送或查询方式; 时间间隔:15s ～N ×15s (倍数N
光学特性 发射器:
光源:近红外发射二极管; 最大波长:875nm ; 调制频率:2. 3kH z ; 发射器透镜直径:71mm ; 参考光敏管:控制光源; 后向散射光敏管:污染和障碍测量. 接收器:
光敏管:P I N 6D I ; 接收器透镜直径:71mm ; 后向散射光源:近红外发光二极管(L ED ) 测量污染和障碍.
能见度测量特性 测量范围:10～50000m 参照5%的对比临界值定义; 准确度:
±10%(10～10000m ) ; ±20%(10000～50000m 时间常数:
60s ; 更新间隔:15s .
环境特性 工作温度:-40～+55℃; 湿度:; :图2给出FD 12P 的光学结构, 它以, , 此角度产生稳定的响应. FD 12P s 作为光源, 通过一闭环电路稳定和监测光源, , 接收器采用了锁定技术来减少杂
, 使接收器的输出仅与散射光强成正比.
图2 FD 12P 光路图
(2) 双光路前向散射仪[4]
美国Q uali m itrics 公司生产了一种采用双光路测量系统测量能见度的仪器V S 8364, 它的最显著特点是采用独特的双光路对称设计对采样中的大气消光系数进行测量, 这样可以避免传统的传感器由于使用环境的影响而降低性能的问题. V S 8364也是以支架为结构基础, 其系统包括:支架、两红外发射组件、两硅光电探测组件及控制器4个部分(图略) .
V S 8364能见度仪的主要技术指标如下:
电子特性 主电源:83642A , 83642C 115VA C , 60H z ; 83642B , 83642D 240VA C ,
50～60H z ; 最大功耗:200W ; 输出:R S 232、FSK ; 输出数据:自动发送或
查询方式; 输出格式:A SC II 字符, 8位数据, 1位停止位, 无校验位.
光学特性 光源:红外发射二极管; 波长:850nm ; 调制频率:1024H z ; 检测器:硅光
电二极管.
210 应 用 气 象 学 报 10卷
能见度测量特性 测量范围:10～32000m ; 准确度:15%RM SE ; 平均间隔:3、5或
10m in .
环境特性 工作温度:-55～+55℃; 湿度:5%～100%RH ; 抗阵风:85m s .
下面就其采用的双光路散射系数测量并对光学污染物自动补偿的原理进行分析. 图3给出V S 8364的光学原理, 该传感器有两种工作模式:模式1:发射器1工作, 发射器2关闭. 探测器按以下公式测量在35°散射角时的散射光能量:
D 11=I 1×T E 1×S ×T D 1×G 11(4) 式中:D 11为模式1下探测器1的输出; I 1为发射器1的功率; T E 1为发射器1透镜透过系
数; S 为正比于消光系数的散射系数; T D 1为
V S 探测器1镜面的透射系数; G 11为模式1下探
测器1的转换因子.
探测器2测量发射器1:
=E 1×T D 2×G 12器2.
模式2:发射器2工作, 发射器1关闭.
探测器1测量发射器2的直射光能量, 探测器2测量散射光能量, 同模式1有:
D 21=I 2×T E 2×T D 1×G 21
D 22=I 2×T E 2×S ×T D 2×G 22
(5)
式中:; T D 2为探测器2镜面的透射系数; G 12模式1下探测
(6) (7)
式中:D 21为模式2下探测器1的输出; I 2为发射器2的功率; T E 2为发射器2的透镜透过系数; S 为正比于消光系数的散射系数; T D 1探测器1镜面的透射系数; G 21为模式2下探测器1的转换因子; D 22为模式2下探测器2的输出; G 22为模式2下探测器2的转换因子.
由以下公式:
(D 11×D 22) (D 12×D 21)
=
I 1×T E 1×T D 2×G 12×I 2×T E 2×T D 1×G 21
(G 12×G 21) =S 2×(G 11×G 22) (8)
(G 12×G 21) 是常数设为K 1, 它代表在模式1下及2下测量散射光能与直式中(G 11×G 22)
射光能时探测器灵敏度的比值, 所以:
(D 11×D 22) (D 12×D 21) =K 1S 2
1 2
即S =[(D 11×D 22) K 1(D 12×D 21) ]
散射系数S 与消光系数Ρ是成比例的, 其比例系数设为K 2即:
22
(K 1D 12D 21) ]1 (D 12D 21) ]1 Ρ=K 2S =K 2[(D 11D 22) =C [(D 11D 22)
(9) (10)
2
式中, C =K 2K 1-1 , 由此可看出, 最可能发生变化的发射光强度值都被约掉了, 这些变化是由于温度漂移或发射器寿命等原因造成的. 另外, 由于镜头污染所造成的误差积累亦不
2期 曾书儿等:能见度的观测及其仪器211
反映在Ρ值中, 而且探测器灵敏度受温差影响而变化的因素也被排除.
3 能见度仪的对比试验
311 3种能见度仪的对比试验结果
为测试能见度传感器在常规天气观测中的运行情况, 从1993年2月10日至7月28日, 在芬兰西南部的气象观测场, 对3种传感器与人工观测进行了对比试验和评估, 这3种传感器分别为:ScT I OW I 2240L EDW I (Scien tific T echno logy Inco rpo rated , Rockville , M D 生产) 、H SS 402B 2125PW (the H SS , B edfo rd , M ass 生产) 、FD 12P (the V aisala O y , H elsink i , F in land 生产) .
表1给出了这3种传感器自动观测与人工观测的相关系数, 由于这两种观测是同时同地进行的, 如果这两种观测都是正确的, 相关系数应该接近1[5]. 从表1中可以看出, FD 12P 表1I 2B PW
0. 0. 88
FD 12P 0. 900. 89
-.
60
0. 620. 650. 73
0.
312 VS 为验证V S 8364型前向散射能见度仪在自动天气观测系统(AW O S ) 中的使用,
. 试验分5组进行, 其试验严格按Q uali m itrics 公司于1994年进行了为期一年的对比试验
照AW O S 中使用的一级系统的要求进行. 对比试验采用了两套美国联邦航空局(FAA ) 认可的透射仪(M ITRA ) 和芬兰V aisala 公司的能见度仪, 其布局如图4所示[6].
图4 V S 8364对比试验测试现场布局
试验结果表明, 平均90%的数据是符合精度要求的, 表2给出V S 8364型能见度仪的对比试验结果.
试验结果表明, FD 12P 和V S 8364在稳定度和准确度等方面均已达到了使用的要求, 而且在准确度上没有明显的差别, 但这二种仪器亦各有优缺点. 虽然V S 8364在理论上比较先进, 采用了独特的双光路测量, 克服了光学污染和光源老化的难题, 但他们的技术不够成熟, 还需要在实践中不断完善. 而V aisala 公司经过二十多年的研究和改进, 以先进的软硬件技术补偿了单光路能见度仪存在的缺陷.
212 应 用 气 象 学 报 10卷表2 VS 8364型能见度仪的对比试验结果
组号
12345
无降水事件
观测合格百分比次数次数[**************]9
[**************]5
[1**********]593
观测
次数
[1**********]07
雨
合格百分比
() 次数
[1**********]67
[1**********]90
观测
次数
4391132455
雪
合格百分比
() 次数
380152388
[1**********]5
观测
次数
[***********]
总计
合格百分比
() 次数
[***********]
[1**********]0
总计
目前, 国内的机场、码头、气象等部门都已引进FD 12P , 运行情况比较稳定, 中远距离
的能见度观测精度较高. 这种前向散射测量体制, 发挥了散射型传感器体积小的优点, 又克服了光学污染和光源老化的难题, 是一种较有前途的能见度仪. 无论是单光路的FD 12P 还是双光路的V S 8364, , 射理论的局限性, , 射仪相比, 但它的体积小, 安装方便, [7文献
1 林晔, . . 北京:气象出版社, 1995. 96～97.
2 C Sp itzer E A , et al . U nited States Experience U sing Fo rw ard Scatterm eters fo r R unw ay V isual
1, DO T 2～8. R ange . DO T FAA AND 297 VN T SC 2FAA 29721, M arch 1997. 3
3 V aisala company . FD 12P V isibility M eter Specificati ons . Editi on FD 12PT S 0. 2, M arch 1991. 10～24. 4 How ly company L td . T echnical D escri p ti on V isibility M eter . M et Ic 0396. 3～10.
5 WM O. A P resentW eather Senso r F ield T est and Intercomparison . WM O T echnical Conference on Instrnm ent and
～55. O bserving M ethods . R epo rt N o. 57, M arch 1994. 52
6 W ilbet M arsh , et al . M odel 8364Series Fo rwo rd Scatter V isibility Senso r Certificati on T est R epo rt . Q uali m et 2
～7. rics , Inc . 1165N ati onal D rive Sacram ento , CA 95834, O ctober 1997. 2
7 濮江平. 一种双光路测量大气散射系数的方法. 气象仪器装备, 1996, 5(2) :15～18.
OBSERVAT I ON AND INSTRU M ENT OF V ISIB I L IT Y
Zeng Shu ′er W ang Gaili
(Ch inese A cad e m y of M eteorolog ica l S ciences , B eij ing 100081)
Abstract
T he op erati onal p rinci p les of several pop u lar visib ility sen so rs are described and their advan tages and disadvan tages are com p ared . Fu rtherm o re , the disp arity in ob ser 2rati on and in strum en t of visib ility betw een Ch ina and o ther coun tries is set fo rth , and the suggesti on s that ou r coun try shou ld p ay atten ti on to the research of visib ility sen so r are p ropo sed .
Key words :V isib ility sen so r Fo rw ard scattering Single beam D ual beam
应用气象学报第10卷2期V o l . 10, N o. 2
QUA R T ERL Y JOU RNAL O F A PPL IED M ET EOROLO GY
1999年5月 M ay 1999
能见度的观测及其仪器
曾书儿 王改利
(中国气象科学研究院, 北京100081)
Ξ
提 要
该文介绍了目前世界上普遍应用的几种能见度仪的工作原理, , 阐述了我国与其他国家在此方面的差距, . 关键词:能见度仪 前向散射 单光路 双光路
引 言
, 是指观测目标物时, 能从背景上分辨出目标物轮廓的最大距离. . 低能见度对轮渡、民航、高速公路等交通运输和电力供应以至于市民的日常生活都会产生许多不利的影响. 在经济高度发展的今天, 带来的影响更为明显. 近10年来, 因能见度过低而造成的重大交通事故屡有发生. 能见度的观测及其仪器的研制已为世界许多国家所关注.
1 能见度观测仪器的现状
世界上许多国家由于公路、航空、军事和生活等方面的需求, 都在对大气能见度观测仪进行实验研究, 并已取得相当大的进展, 如日本早在70年代对森林烟雾进行监测, 欧美一些国家也都相继在机场跑道、公路、港口设置了对雾的检测仪器. 为适应日益发展的高速公路上能见度的观测, 国外已生产一种公路能见度观测仪, 如芬兰的FD 12P 和美国的
. 能见度仪在美国、日本、欧M odel 8364V isib ility Sen so r , 它实际上是一种公路雾探测器
洲等国高速公路的管理上成为不可缺少的设备.
目前, 我国尚没有生产能见度观测仪的厂家, 应用于高速公路上的能见度观测仪国内也未见报道.
2 能见度观测仪及其原理
211 能见度观测仪器的分类
目前, 世界上普遍应用的能见度观测仪主要有透射式和散射式两种. 透射仪因需要基
Ξ1998203220收到, 1998207223收到修改稿.
208 应 用 气 象 学 报 10卷
线, 占地范围大, 不适用于海岸台站、灯塔自动气象站及船舶上. 但其具有自检能力, 低能见度下性能好等优点而适用于民航系统; 散射仪以其体积小和低廉的价格而广泛应用于码头、航空、高速公路等系统[1]. 212 能见度观测仪的工作原理2. 2. 1 透射仪
透射仪是一种通过测量大气透明度来计算能见度的仪器. 芬兰V aisala 公司的M I 2
. 下面就其TRA S 透射仪是国际上机场气象自动观测系统中用得较多的一种能见度仪器
原理做简单介绍:
式(1) 给出光在大气中的衰减
(1) I =I 0exp (-Ρb ) 其中:I 0为发射光光强, I 为接受光光强, Ρ为消光系数, b .
透射仪即是基于此公式的仪器, 光源向距离为b 大气透射的光强. 由式(1) 可以看出, (2) Ρ=-((I 测出两点间的透射率I I 0, 据Ko schm ic 原理, 能见度
L =-ln0105. 2. 2. 2, 而散射仪则直接测量来自一个小的采样容积的散射光强. 通过散射光强来有效地计算消光系数是建立在以下3个假设的基础上的:①假定大气是均质的, 即大气是均匀分布的; ②假定大气消光系数Ρ等于大气中雾、霾、雪和雨的散射, 即假定分子的吸收、散射或分子内部交互光学效应为零; ③假定散射仪测量的散射光强正比于散射系数. 在一般情况下, 选择适当的角度, 散射信号近似正比于散射系数[2].
根据散射角度的不同, 散射仪又可分为3种:前向散射仪、后向散射仪和总散射仪.
下面重点讨论前向散射仪.
前向散射仪以其体积小、性能价格比高而得到广泛应用, 目前普遍应用的前向散射仪可分为单光路和双光路两种.
(1) 单光路前向散射仪[3]
芬兰V aisala 公司推出的FD 12P 是一种单光路前向散射仪, 广泛应用于航空、航海、图1 FD 12P 结构图高速公路、气象等部门的能见度测量领域.
图1给出FD 12P 结构, FD 12P 以支架为结构基础, 支撑变换器横梁, 横梁包括光学单元——发射器FD T 12B 和接收器FDR 12, 包括数据处理和接口单元的控制箱固定在支架上.
FD 12P 能见度仪的主要技术指标如下:电子特性 主电源:115 230VA C ±20%, 45～65H z ; 最大功耗:35W +100W 除霜加
2期 曾书儿等:能见度的观测及其仪器209
热器(寒冷天气) ; 输出:R S 232、M OD E M ; 输出数据:自动发送或查询方式; 时间间隔:15s ～N ×15s (倍数N
光学特性 发射器:
光源:近红外发射二极管; 最大波长:875nm ; 调制频率:2. 3kH z ; 发射器透镜直径:71mm ; 参考光敏管:控制光源; 后向散射光敏管:污染和障碍测量. 接收器:
光敏管:P I N 6D I ; 接收器透镜直径:71mm ; 后向散射光源:近红外发光二极管(L ED ) 测量污染和障碍.
能见度测量特性 测量范围:10～50000m 参照5%的对比临界值定义; 准确度:
±10%(10～10000m ) ; ±20%(10000～50000m 时间常数:
60s ; 更新间隔:15s .
环境特性 工作温度:-40～+55℃; 湿度:; :图2给出FD 12P 的光学结构, 它以, , 此角度产生稳定的响应. FD 12P s 作为光源, 通过一闭环电路稳定和监测光源, , 接收器采用了锁定技术来减少杂
, 使接收器的输出仅与散射光强成正比.
图2 FD 12P 光路图
(2) 双光路前向散射仪[4]
美国Q uali m itrics 公司生产了一种采用双光路测量系统测量能见度的仪器V S 8364, 它的最显著特点是采用独特的双光路对称设计对采样中的大气消光系数进行测量, 这样可以避免传统的传感器由于使用环境的影响而降低性能的问题. V S 8364也是以支架为结构基础, 其系统包括:支架、两红外发射组件、两硅光电探测组件及控制器4个部分(图略) .
V S 8364能见度仪的主要技术指标如下:
电子特性 主电源:83642A , 83642C 115VA C , 60H z ; 83642B , 83642D 240VA C ,
50～60H z ; 最大功耗:200W ; 输出:R S 232、FSK ; 输出数据:自动发送或
查询方式; 输出格式:A SC II 字符, 8位数据, 1位停止位, 无校验位.
光学特性 光源:红外发射二极管; 波长:850nm ; 调制频率:1024H z ; 检测器:硅光
电二极管.
210 应 用 气 象 学 报 10卷
能见度测量特性 测量范围:10～32000m ; 准确度:15%RM SE ; 平均间隔:3、5或
10m in .
环境特性 工作温度:-55～+55℃; 湿度:5%～100%RH ; 抗阵风:85m s .
下面就其采用的双光路散射系数测量并对光学污染物自动补偿的原理进行分析. 图3给出V S 8364的光学原理, 该传感器有两种工作模式:模式1:发射器1工作, 发射器2关闭. 探测器按以下公式测量在35°散射角时的散射光能量:
D 11=I 1×T E 1×S ×T D 1×G 11(4) 式中:D 11为模式1下探测器1的输出; I 1为发射器1的功率; T E 1为发射器1透镜透过系
数; S 为正比于消光系数的散射系数; T D 1为
V S 探测器1镜面的透射系数; G 11为模式1下探
测器1的转换因子.
探测器2测量发射器1:
=E 1×T D 2×G 12器2.
模式2:发射器2工作, 发射器1关闭.
探测器1测量发射器2的直射光能量, 探测器2测量散射光能量, 同模式1有:
D 21=I 2×T E 2×T D 1×G 21
D 22=I 2×T E 2×S ×T D 2×G 22
(5)
式中:; T D 2为探测器2镜面的透射系数; G 12模式1下探测
(6) (7)
式中:D 21为模式2下探测器1的输出; I 2为发射器2的功率; T E 2为发射器2的透镜透过系数; S 为正比于消光系数的散射系数; T D 1探测器1镜面的透射系数; G 21为模式2下探测器1的转换因子; D 22为模式2下探测器2的输出; G 22为模式2下探测器2的转换因子.
由以下公式:
(D 11×D 22) (D 12×D 21)
=
I 1×T E 1×T D 2×G 12×I 2×T E 2×T D 1×G 21
(G 12×G 21) =S 2×(G 11×G 22) (8)
(G 12×G 21) 是常数设为K 1, 它代表在模式1下及2下测量散射光能与直式中(G 11×G 22)
射光能时探测器灵敏度的比值, 所以:
(D 11×D 22) (D 12×D 21) =K 1S 2
1 2
即S =[(D 11×D 22) K 1(D 12×D 21) ]
散射系数S 与消光系数Ρ是成比例的, 其比例系数设为K 2即:
22
(K 1D 12D 21) ]1 (D 12D 21) ]1 Ρ=K 2S =K 2[(D 11D 22) =C [(D 11D 22)
(9) (10)
2
式中, C =K 2K 1-1 , 由此可看出, 最可能发生变化的发射光强度值都被约掉了, 这些变化是由于温度漂移或发射器寿命等原因造成的. 另外, 由于镜头污染所造成的误差积累亦不
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反映在Ρ值中, 而且探测器灵敏度受温差影响而变化的因素也被排除.
3 能见度仪的对比试验
311 3种能见度仪的对比试验结果
为测试能见度传感器在常规天气观测中的运行情况, 从1993年2月10日至7月28日, 在芬兰西南部的气象观测场, 对3种传感器与人工观测进行了对比试验和评估, 这3种传感器分别为:ScT I OW I 2240L EDW I (Scien tific T echno logy Inco rpo rated , Rockville , M D 生产) 、H SS 402B 2125PW (the H SS , B edfo rd , M ass 生产) 、FD 12P (the V aisala O y , H elsink i , F in land 生产) .
表1给出了这3种传感器自动观测与人工观测的相关系数, 由于这两种观测是同时同地进行的, 如果这两种观测都是正确的, 相关系数应该接近1[5]. 从表1中可以看出, FD 12P 表1I 2B PW
0. 0. 88
FD 12P 0. 900. 89
-.
60
0. 620. 650. 73
0.
312 VS 为验证V S 8364型前向散射能见度仪在自动天气观测系统(AW O S ) 中的使用,
. 试验分5组进行, 其试验严格按Q uali m itrics 公司于1994年进行了为期一年的对比试验
照AW O S 中使用的一级系统的要求进行. 对比试验采用了两套美国联邦航空局(FAA ) 认可的透射仪(M ITRA ) 和芬兰V aisala 公司的能见度仪, 其布局如图4所示[6].
图4 V S 8364对比试验测试现场布局
试验结果表明, 平均90%的数据是符合精度要求的, 表2给出V S 8364型能见度仪的对比试验结果.
试验结果表明, FD 12P 和V S 8364在稳定度和准确度等方面均已达到了使用的要求, 而且在准确度上没有明显的差别, 但这二种仪器亦各有优缺点. 虽然V S 8364在理论上比较先进, 采用了独特的双光路测量, 克服了光学污染和光源老化的难题, 但他们的技术不够成熟, 还需要在实践中不断完善. 而V aisala 公司经过二十多年的研究和改进, 以先进的软硬件技术补偿了单光路能见度仪存在的缺陷.
212 应 用 气 象 学 报 10卷表2 VS 8364型能见度仪的对比试验结果
组号
12345
无降水事件
观测合格百分比次数次数[**************]9
[**************]5
[1**********]593
观测
次数
[1**********]07
雨
合格百分比
() 次数
[1**********]67
[1**********]90
观测
次数
4391132455
雪
合格百分比
() 次数
380152388
[1**********]5
观测
次数
[***********]
总计
合格百分比
() 次数
[***********]
[1**********]0
总计
目前, 国内的机场、码头、气象等部门都已引进FD 12P , 运行情况比较稳定, 中远距离
的能见度观测精度较高. 这种前向散射测量体制, 发挥了散射型传感器体积小的优点, 又克服了光学污染和光源老化的难题, 是一种较有前途的能见度仪. 无论是单光路的FD 12P 还是双光路的V S 8364, , 射理论的局限性, , 射仪相比, 但它的体积小, 安装方便, [7文献
1 林晔, . . 北京:气象出版社, 1995. 96～97.
2 C Sp itzer E A , et al . U nited States Experience U sing Fo rw ard Scatterm eters fo r R unw ay V isual
1, DO T 2～8. R ange . DO T FAA AND 297 VN T SC 2FAA 29721, M arch 1997. 3
3 V aisala company . FD 12P V isibility M eter Specificati ons . Editi on FD 12PT S 0. 2, M arch 1991. 10～24. 4 How ly company L td . T echnical D escri p ti on V isibility M eter . M et Ic 0396. 3～10.
5 WM O. A P resentW eather Senso r F ield T est and Intercomparison . WM O T echnical Conference on Instrnm ent and
～55. O bserving M ethods . R epo rt N o. 57, M arch 1994. 52
6 W ilbet M arsh , et al . M odel 8364Series Fo rwo rd Scatter V isibility Senso r Certificati on T est R epo rt . Q uali m et 2
～7. rics , Inc . 1165N ati onal D rive Sacram ento , CA 95834, O ctober 1997. 2
7 濮江平. 一种双光路测量大气散射系数的方法. 气象仪器装备, 1996, 5(2) :15～18.
OBSERVAT I ON AND INSTRU M ENT OF V ISIB I L IT Y
Zeng Shu ′er W ang Gaili
(Ch inese A cad e m y of M eteorolog ica l S ciences , B eij ing 100081)
Abstract
T he op erati onal p rinci p les of several pop u lar visib ility sen so rs are described and their advan tages and disadvan tages are com p ared . Fu rtherm o re , the disp arity in ob ser 2rati on and in strum en t of visib ility betw een Ch ina and o ther coun tries is set fo rth , and the suggesti on s that ou r coun try shou ld p ay atten ti on to the research of visib ility sen so r are p ropo sed .
Key words :V isib ility sen so r Fo rw ard scattering Single beam D ual beam