学文网摘要：利用四川5个能见度自动观测站2012年整年数据与人工平行观测数据进行对比分析。结果表明，当能见度小于3km时，能见度自动观测与人工观测差异较小，在此能见度范围下人工观测结果小于自动观测结果，能见度自动观测结果可以代替人工观测结果。当能见度为3-10km时，由于观测员自身的视力、习惯以及对“能见”的最远目标物和“不能见”的最近目标物的不明确，导致能见度自动观测和人工观测结果差异偏大至-1.62km，自动观测结果开始小于人工观测结果。当能见度大于10km时，差异加剧。
关键词：能见度自动观测仪；人工观测；对比
中***分类号：P41 文献标识码：A
1引言
气象能见度反映了大气浑浊度。我国气象能见度的观测以目视估计为主，而目前在航空、航海，交通运输及环境监测里[1]，需要能见度的精确监测资料，但气象能见度的目测法的“能见”与“不能见”界限不太明晰，只能凭人眼和主观判别，难以满足需要。能见度自动观测仪的出现弥补了这一领域的空白，随着能见度自动观测仪的使用越来越多，它所受关注和重 视的程度也越来越来高。它所测出的数据与人工目测所得的数据相比，存在什么差异，或两者之间有什么联系[2]，是目前正在使用能见度仪的用户和准备使用的用户十分关心的问题。
根据2011年中国气象局气象监测与灾害预警工程项目，四川省建成乐山、绵阳、巴中、红原、甘孜5个能见度自动观测站。本文针对能见度自动观测仪的观测结果与人工观测能见度结果进行对比分析，对能见度自动观测仪的可靠性和替代性进行分析，同时使得历史人工观测能见度的数据更具有客观依据。
2能见度观测
2.1能见度自动观测仪
能见度仪是一种综合了光学前散射测量、电容降水感应和温度测量的微处理器控制的智能传感器。通过测量一小空气体积（约0.1L的小采样值）对33°角红外光的前向散射强度，来评估气象光学范围能见度。因大气中光的衰减是由散射和吸收引起的，一般情况下忽略吸收因子。据此，能见度仪采用红外管持续发出一束中心波长为875 am的红外光射人大气中，接收器将特定体积大气的前向散射光汇聚到光电传感器的接受面上，将PIN一光二极管检测到的光强度转换为与大气能见度成反比关系的电信号，然后发送到计算机采样进而利用数学模型演算出大气能见度值[2]。
2.2能见度人工观测方式
白天能见度是指视力正常的人，在当时天气条件下，能够从天空背景中能看到和辨识的目标物的最大水平距离。夜间能见度是指假定总体照明增加到正常白天水平，适当大小的黑色目标物能被看到和辨认出的最大水平距离；中等强度的发光体能被看到和识别的最大水平距离。
人工观测能见度，一般是指有效水平能见度。在气象站四周不同方向、不同距离上选择若干固定能见度目标物，作为观测能见度的依据。观测能见度必须选择在视野开阔，能看到所有目标物的固定地点作为能见度的观测点，根据“能见”的最远目标物和“不能见”的最近目标物，从而判定当时的能见距离。
2.3能见度观测时间
能见度自动观测仪的观测时间与人工观测的时间有很大的差异，能见度自动观测仪是24小时连续观测，每分钟进行4次采样，输出数据包括一分钟平均值、十分钟平均值、三十分钟平均值、小时平均值。人工观测按照测站级别的区别观测次数有差异，2012年4月1日之前基准站每天24次观测，基本站每天进行4次观测；2012年4月1日起基准站每天进行8次观测，基本站每天进行4次观测。根据地面气象观测规范[3]要求，正点前30分钟左右巡视观测场和仪器设备，45至60分观测能见度。夜间观测能见度时，观测员应先在黑暗处停留5至15分钟，待眼睛适应环境后再进行观测。
3资料的选择与处理
由于无法挑选能见度自动与人工观测完全一致的时间，能见度在短时间内不会发生明显的跳跃性变化，因而选择能见度自动观测正点的十分钟平均值与人工观测能见度进行对比。对比时次以人工观测时次为准，仅对有人工观测记录的能见度进行对比分析。
人工观测能见度记录精度为0.1km，自动观测能见度记录精度为0.001km，对比过程中将钝化自动能见度观测的结果，将精度调整为0.1km。
选择5个站对比观测期间的数据进行分析，具体选取的对比期如表2所示。
5能见度自动观测与人工观测结果差异原因分析
5.1观测原理差异
能见度自动观测仪是利用测量一小空气体积对33°角红外光的前向散射强度，来评估气象光学范围能见度。人工观测则是在气象站四周不同方向、不同距离上选择若干固定能见度目标物，作为观测能见度的依据，根据“能见”的最远目标物和“不能见”的最近目标物，从而判定当时的能见距离。人工观测与观测员本身的视力、解释能力、光源特性等有很大的关系，在主观上会造成较大误差。相对于人工观测能见度自动观测仪能更客观的、实时的反应当时的能见度情况。
5.2观测范围差异
人工观测的能见度资料存在一定的主观性，但是人工观测关注的是整个大气对视觉的障碍，是大范围平均的结果；而能见度自动观测仪假定大气是均匀的，取一小块气样的结果推广到广阔的空间。前提是假设大气为均质，因而当大气较均匀时相对误差较小，在大气非常不均匀时，误差则大。
6结论
通过上述的分析表明，观测的方式原理不同，但两种方法测出能见度的趋势是相同的。
1）能见度自动观测结果小于人工观测结果。乐山对比差值均值为-0.34km，差值标准差为2.14，相对差值均值-0.07。
2）当能见度小于3km时，能见度自动观测与人工观测差异较小，在此能见度范围下人工观测结果小于自动观测结果。差值均值小于0.05km。一致率在
3）当能见度为3～10km时，由于观测员自身的视力、习惯以及对“能见”的最远目标物和“不能见”的最近目标物的不明确，导致能见度自动观测和人工观测结果差异偏大至-1.62km，自动观测结果开始小于人工观测结果。
4）当能见度大于10km时，从红原和甘孜两个站可以看出，人工观测正常天气状况下能见度均为50km，将此数据与能见度自动观测结果进行对比分析差异必然会很大，且能见度观测的目的是为了在低能见度时及时的发现并预警，因此对于此类的差异可暂时忽略。
5）通过能见度自动观测与人工观测之间的比较得出，自动观测数据的连续性、精确度均高于人工观测，尤其在低能见度时具有客观、准确的优点，可望在大雾、灰霾等天气的预测预警中发挥重要作用 。
参考文献
[1]杨召琼，陈慧娴.能见度人工观测与能见度仪遥测资料的差异[J].广东气象，2008，12（30）：增刊
[2]尹淑娴，罗鵾.人工目测与仪器测量的能见度数据资料分析[J].气象水文海洋仪器，2009，9（3）：66-69.
[3]黄裕文.FD12P气象传感器的维护与校准[J].四川气象，2002 ，79 （1） ：52 -54 .
[4]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.
[5]张慧婵，陈浏.广州新机场目测和器测能见度资料的对比分析[J].气象研究与应用，2010，12（31）： 6-10.
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