摘要利用攀枝花國(guó)家基本站2014年能見(jiàn)度儀的觀測(cè)資料與近5年人工觀測(cè)霾的日數(shù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，用能見(jiàn)度儀取代人工觀測(cè)能見(jiàn)度后，霾的出現(xiàn)日數(shù)顯著增加；在24 h變壓為負(fù)時(shí)，較容易形成霾；在出現(xiàn)霾后，能見(jiàn)度變化不明顯，霾持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。在使用能見(jiàn)度儀后能消除人為誤差，真實(shí)反映當(dāng)時(shí)大氣狀況，滿足業(yè)務(wù)要求。

關(guān)鍵詞能見(jiàn)度；能見(jiàn)度儀；霾；人工觀測(cè)；差異

中圖分類號(hào)S161文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）24-08297-02

Analysis on the Results of Haze Observation by Visibility Meter

SONG Mingming et al （Panzhihua Meteorological Buresu， Panzhihua， Sichuan 617000）

Abstract The observation data by visibility meter in 2014 in national basic station in Panzhihua was compared with artificial observation haze days in recent 5 years. The analysis showed that， replace the manual observation visibility with visibility sensor， the haze days increased significantly. When △P24<0， it was easier to form haze. After the haze apperance， the visibility did not change significantly and continued for a long time. It can eliminate the human error， really reflect the atmospheric conditions， and meet the business requirements.

Key words Visibility； Visibility meter； Haze； Artificial observation； Difference

霾是指大量極細(xì)微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見(jiàn)度<10.0 km的空氣普遍混濁現(xiàn)象[1]。近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們出行方式的改變，越來(lái)越多的地區(qū)出現(xiàn)了大范圍、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、影響程度深的霧霾天氣，部分地區(qū)更是出現(xiàn)了重度霧霾天氣。能見(jiàn)度不僅反映測(cè)站四周大氣狀況和天氣現(xiàn)象，同時(shí)也對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和人身體健康具有重要社會(huì)意義。能見(jiàn)度用氣象光學(xué)視程表示。氣象光學(xué)視程是指白熾燈發(fā)出色溫為2 700 K的平行光束的光通量在大氣中削弱至初始值的5%所通過(guò)的路途長(zhǎng)度。人工觀測(cè)能見(jiàn)度一般指有效水平能見(jiàn)度。有效水平能見(jiàn)度是指四周視野中1/2以上的范圍能看到的目標(biāo)物的最大水平距離。長(zhǎng)期以來(lái)，能見(jiàn)度的觀測(cè)以觀測(cè)人員的目測(cè)為準(zhǔn)，雖各站配有能見(jiàn)度目標(biāo)物分布圖，但可參考的障礙物依然較少，極易受到因視力、解釋能力、光源特性以及透射因素有差別而得到不同的結(jié)果[2]，人為因素影響較多，誤差較大。為此，筆者利用攀枝花國(guó)家基本站2014年能見(jiàn)度儀觀測(cè)資料與近5年人工觀測(cè)霾的日數(shù)進(jìn)行對(duì)比，分析能見(jiàn)度儀觀測(cè)霾的結(jié)果。

1資料與方法

1.1能見(jiàn)度儀工作原理該站所采用的是華云公司HYV35前向散射式能見(jiàn)度儀，其工作原理是通過(guò)測(cè)量一小空氣體積對(duì)光的前向散射來(lái)計(jì)算散射系數(shù)，利用光的相關(guān)原理等將散射系數(shù)與消光系數(shù)建立聯(lián)系，進(jìn)而利用相關(guān)數(shù)學(xué)模型演算出大氣能見(jiàn)度值。根據(jù)氣象光學(xué)視程的定義，則通過(guò)消光系數(shù)可以計(jì)算得到氣象光學(xué)視程。

1.2資料處理與分析采用攀枝花國(guó)家基本站2014年一季度逐日08：00～20：00 5個(gè)觀測(cè)時(shí)次的能見(jiàn)度自動(dòng)觀測(cè)資料，對(duì)比了2009～2013年同期人工觀測(cè)資料。但由于霾的能見(jiàn)度標(biāo)準(zhǔn)在2014年1月24日進(jìn)行了調(diào)整，將原來(lái)1.0～10.0 km調(diào)整為1.0～7.5 km。同時(shí)對(duì)1月份已經(jīng)出現(xiàn)的霾天氣現(xiàn)象進(jìn)行訂正，實(shí)際上是對(duì)霾出現(xiàn)條件有所放寬。為了便于比較，將2014年一季度的霾標(biāo)準(zhǔn)仍按原標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。判別霾的濕度標(biāo)準(zhǔn)由各站自行決定，本站規(guī)定霾的相對(duì)濕度為小于70%。

2結(jié)果與分析

由圖1可見(jiàn)，2009～2013年為人工觀測(cè)能見(jiàn)度階段，霾僅出現(xiàn)在2013年，其他年份沒(méi)有出現(xiàn)。在實(shí)現(xiàn)能見(jiàn)度自動(dòng)觀測(cè)后，2014年霾的天氣現(xiàn)象出現(xiàn)了39 d，顯著增加。與人工觀測(cè)相比霾的出現(xiàn)日數(shù)差異較大。在人工觀測(cè)階段，容易受到習(xí)慣性[3]影響，觀測(cè)員能見(jiàn)度的判別以以往的經(jīng)驗(yàn)為準(zhǔn)。

圖12009～2014年一季度霾出現(xiàn)的天數(shù)在一季度各月中1月份霾出現(xiàn)日數(shù)最多，占一季度霾日數(shù)的69%；而在歷年同期人工觀測(cè)中沒(méi)有霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)，人工觀測(cè)階段僅在2013年3月份出現(xiàn)2 d（表1）。

圖22014年1月霾和非霾的能見(jiàn)度日變化從圖3可以看出，當(dāng)24 h變壓為負(fù)時(shí)與能見(jiàn)度具有一定相關(guān)性，個(gè)別變壓值與能見(jiàn)度之間不相關(guān)，其原因是次日出現(xiàn)降水天氣現(xiàn)象，該日的氣壓變化處于天氣過(guò)程之前。因此認(rèn)為該日的變壓值為野值，剔除。根據(jù)蕭飛等對(duì)霾與24 h變壓之間關(guān)系的研究[4]，對(duì)本地的24 h變壓和霾的相關(guān)性做了分析，通過(guò)SPSS軟件分析得出了相關(guān)系數(shù)為0.548，并通過(guò)了0.01的顯著性檢驗(yàn)。當(dāng)24 h為負(fù)變壓時(shí)，城市上空存在上升氣流，城市四周的氣流向城市中心流動(dòng)，并將污染物[5]向城市堆積，有利于霾的形成與維持。

圖32014年1月出現(xiàn)霾日的24 h變壓與能見(jiàn)度3結(jié)論與討論

（1）在實(shí)現(xiàn)能見(jiàn)度自動(dòng)觀測(cè)后，霾的出現(xiàn)日數(shù)顯著增多，其主要原因是能見(jiàn)度儀可實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀測(cè)，靈敏度高，數(shù)據(jù)更加客觀真實(shí)，能夠消除人為習(xí)慣性影響。能見(jiàn)度儀觀測(cè)的能見(jiàn)度比人工觀測(cè)的能見(jiàn)度普遍小[6]，這也與于偉娟通過(guò)計(jì)算得出的結(jié)論[7]相一致。在各條件都相同的情況下，人眼觀測(cè)到的距離比能見(jiàn)度儀所能檢測(cè)到的距離多30%。所以能見(jiàn)度儀檢測(cè)出來(lái)數(shù)據(jù)比人眼觀測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，能夠滿足業(yè)務(wù)要求

（2）根據(jù)前向散射式能見(jiàn)度儀的工作原理可知，由于儀器測(cè)量的只是通過(guò)發(fā)射器和接受器之間的一小塊空氣的散射光強(qiáng)度，僅以一小塊空氣的結(jié)果代表整個(gè)大氣能見(jiàn)度。而人工觀測(cè)是以四周視野中1/2以上的有效水平能見(jiàn)度，因而能見(jiàn)度儀的觀測(cè)霾出現(xiàn)的日數(shù)會(huì)比真實(shí)情況偏多。

（3）能見(jiàn)度儀對(duì)霾的判別僅從散射光的強(qiáng)度并結(jié)合當(dāng)時(shí)風(fēng)速和濕度進(jìn)行，而區(qū)分霾與霧的特征除了風(fēng)速和濕度外，還應(yīng)從顏色區(qū)分[8]，出現(xiàn)霾背著太陽(yáng)看時(shí)黑暗色物體微帶藍(lán)色，對(duì)著太陽(yáng)看時(shí)光亮的物體微帶黃紅色。而能見(jiàn)度儀無(wú)法從顏色區(qū)分，也會(huì)造成結(jié)果失真。

（4）能見(jiàn)度自動(dòng)觀測(cè)時(shí)間較短，雖結(jié)果相比人工觀測(cè)有明顯差異，但影響因素還有待在今后取得更多資料后進(jìn)一步驗(yàn)證。在出現(xiàn)陣性風(fēng)時(shí)，觀測(cè)場(chǎng)周圍地面沙塵被吹起，也會(huì)影響能見(jiàn)度儀的觀測(cè)結(jié)果與真實(shí)情況不符，對(duì)這一情況還需進(jìn)一步探討。

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