自動(dòng)能見度和人工能見度差異分析及觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理

張仁宗 姜雅凡

(1.甘肅省蘭州市皋蘭縣氣象局；2.黑龍江省防雷中心)

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自動(dòng)能見度和人工能見度差異分析及觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理

張仁宗1姜雅凡2

(1.甘肅省蘭州市皋蘭縣氣象局；2.黑龍江省防雷中心)

隨著全國(guó)自動(dòng)氣象觀測(cè)站的安裝完畢，我們甘肅省也和全國(guó)一樣，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大部分氣象要素觀測(cè)的自動(dòng)化，特別是近幾年安裝了能見度觀測(cè)自動(dòng)儀，由于這個(gè)自動(dòng)能見度儀精度比較高，就是受外界干擾比較大，而且能見度的算法也不一樣，反應(yīng)在數(shù)據(jù)上就是數(shù)據(jù)變化比較大，本文就是對(duì)自動(dòng)能見度和人工能見度差異分析，給基層臺(tái)站的觀測(cè)員對(duì)數(shù)據(jù)有一個(gè)正確的判斷。

能見度 差異 觀測(cè)數(shù)據(jù)

1 各種能見度的定義和意義

工能見度一般指有效水平能見度。有效水平能見度是指四周視野中二分之一以上的范圍能看到的目標(biāo)物的最大水平距離，人工能見度是代表觀測(cè)站附近的四周視野中二分之一以上的范圍空氣的平均狀況，可以這么認(rèn)為是一個(gè)面，更具有代表性，人工能見度是以千米(km),也我們平時(shí)說的公里為單位，取一位小數(shù)，第二位小數(shù)舍去，不足0.1 km記0.0。km。

自動(dòng)能見度都是以米為單位，取整數(shù)，自動(dòng)能見度只是觀測(cè)觀測(cè)場(chǎng)那個(gè)點(diǎn)，一般主要有，瞬時(shí)能見度(一分鐘能見度)，對(duì)于原來MDOS1.2.1是沒有這個(gè)數(shù)據(jù)的，現(xiàn)在這個(gè)升級(jí)的MDOS2.0是有這個(gè)數(shù)據(jù)的。10分鐘能見度，這里說的是任意10分鐘(包括正點(diǎn)10分鐘平均值)，是在1分鐘能見度的基礎(chǔ)上的10分鐘平均值，每分鐘滑動(dòng)更新一次，正點(diǎn)10分鐘平均值，是指51—00分這10分鐘“1分鐘能見度值”的算術(shù)平均值，而我們現(xiàn)在使用的地面ISOS對(duì)視程障礙現(xiàn)象綜合判斷是以10分鐘滑動(dòng)能見度做為判斷依據(jù)的。還有最小能見度(包括小時(shí)內(nèi)最小，為小時(shí)內(nèi)最小10分鐘平均值，這個(gè)數(shù)據(jù)在ISOS地面觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件和MDOS2.0數(shù)據(jù)庫中都可以查到。一天內(nèi)最小，為一天內(nèi)最小10分鐘平均值，這個(gè)數(shù)據(jù)在A文件中可以查到)。天氣現(xiàn)象最小能見度是從天氣現(xiàn)象時(shí)段內(nèi)10分鐘滑動(dòng)平均能見度中挑取的最小值，這就是說在原來任意10分鐘滑動(dòng)的基礎(chǔ)上又滑動(dòng)了一次，也就是說一天內(nèi)最小能見度和天氣現(xiàn)象最小能見度的算法是不一樣的，是沒有可比性的，這個(gè)在我們實(shí)際審核工作中經(jīng)常能遇到，比如我們?cè)谟肙SSMO5.0.2審核A文件的時(shí)候，總提示天氣現(xiàn)象最小能見度與正點(diǎn)10分鐘能見度和一天最小能見度矛盾，而且提示的錯(cuò)誤，按照我們審核的一般處理方法，錯(cuò)誤一般是要訂正的，但我們沒有辦法訂正，一個(gè)出現(xiàn)錯(cuò)誤是因?yàn)樗惴ㄒ鸬模喺挥懈淖兯惴?，使其算法統(tǒng)一，最好的辦法就是從1分鐘數(shù)據(jù)挑取能見度天氣極值，像溫度一樣，筆者也咨詢過華云總公司編程序人員，他給筆者的答復(fù)不滑動(dòng)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，那筆者還是不明白為什么天氣現(xiàn)象最小能見度為什么要滑動(dòng)2次，答復(fù)還是數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，筆者有一個(gè)想法是不是用算法來彌補(bǔ)自動(dòng)能見度儀器的不足，這樣就需要提高自動(dòng)能見度儀器的穩(wěn)定性，防止外界干擾，現(xiàn)階段也只能這樣了。在一個(gè)如果不改變算法就是要升級(jí)OSSMO5.0.2，讓OSSMO5.0.2審核的提示為疑誤就可以了，只有明白了其中的理論和算法，才知道為什么審核出錯(cuò)誤也可以是對(duì)的，一個(gè)合格的審核員，就是能充分的掌握能見度的理論和算法，做到在審核錯(cuò)誤中發(fā)現(xiàn)是疑誤，在疑誤中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，還有一個(gè)原因就是我們省天氣現(xiàn)象儀器還沒有安裝，天氣現(xiàn)象最小能見度還是人工觀測(cè)的，由于人工觀測(cè)能見度 比自動(dòng)觀測(cè)能見度高出30%(3.9/3.0=1.3)例如：在各條件都相同的情況下，人眼觀測(cè)到的距離為1300m,而能見度儀所能檢測(cè)到的距離只有1000m(這里由于推導(dǎo)比較繁瑣在這里就不給推導(dǎo)了，如讀者有興趣可以和筆者探討)，這也就是為什么揚(yáng)沙、浮塵、輕霧、霾的能見度判識(shí)閾值為7.5km，沙塵暴、霧的能見度判識(shí)閾值為0.75km的原因，這個(gè)說的是以點(diǎn)能夠代面的情況(像夏天)，肯定也會(huì)不一致，因?yàn)槿斯び^測(cè)能見度沒有那么精確，有差異是正常的。還有一種情況就是以點(diǎn)不能代面的情況(像北方的冬天)，就更沒有可比性了，可能自動(dòng)能見度比較小，但沒有天氣現(xiàn)象，更別說最小能見度了，還有一個(gè)就是我們平時(shí)說的發(fā)報(bào)能見度，也就是說在長(zhǎng)Z文件中CW段的能見度，為正點(diǎn)15分鐘(46—00分)內(nèi)的最小平均值，以千米為單位，去一位小數(shù)，小數(shù)點(diǎn)后第二位及之后的數(shù)值直接舍去，那么我們可以不可以認(rèn)為發(fā)報(bào)能見度就是人工能見度和CW段的能見度是一個(gè)，筆者認(rèn)為就是一個(gè)，在實(shí)際工作中，只要自動(dòng)能見度儀器正常，在A文件中或者形成報(bào)表都沒有體現(xiàn)，只做發(fā)報(bào)用。

2 能見度儀器檢測(cè)值與人眼觀測(cè)值差異來源分析

從以上的定義看自動(dòng)能見度觀測(cè)的數(shù)據(jù)是代表某一點(diǎn)也就是儀器從發(fā)射器到接收器的空氣的平均狀況，而人工能見度是代表觀測(cè)站附近的四周視野中二分之一以上的范圍空氣的平均狀況，更具有代表性。我們通過公式推導(dǎo)能導(dǎo)出人工觀測(cè)能見度比自動(dòng)觀測(cè)能見度高出30%(3.9/3.0=1.3)，例如：在各條件都相同的情況下，人眼觀測(cè)到的距離為1300m,而能見度儀所能檢測(cè)到的距離只有1000m，我們基層臺(tái)站都建在市區(qū)或者邊緣，我們省夏天是不去暖的，所以能見度普遍比較好，就是說，我們用自動(dòng)觀測(cè)能見度就能代表當(dāng)?shù)氐拇髿獾钠骄鶢顩r，這個(gè)時(shí)候我們記錄天氣現(xiàn)象的時(shí)候就一定以自動(dòng)能見度為準(zhǔn)考慮記錄視程障礙天氣現(xiàn)象，這個(gè)時(shí)候自動(dòng)觀測(cè)能見度和人工觀測(cè)能見度是統(tǒng)一一致的是以點(diǎn)能夠代面了，例如：我們自動(dòng)觀測(cè)的能見度是6000米，那記錄天氣現(xiàn)象的時(shí)候一定要考慮是不是氣象規(guī)定的視程障礙天氣現(xiàn)象，要有我們?nèi)鐚?shí)記錄，也有的情況可以不用記錄視程障礙天氣現(xiàn)象。像原來我們記錄的天氣現(xiàn)象有煙，我們現(xiàn)在規(guī)定就沒有煙了，這個(gè)時(shí)候是煙的影響也允許能見度和天氣現(xiàn)象不一致的情況，但夏天一般情況都是能見度和天氣現(xiàn)象是一致的，還有一種情況就是我們省特別多情況發(fā)生，由于我們省是中高緯度地區(qū)(一般北緯40度以上就是高緯度地區(qū))冬天特別比較冷，在加上我們省取暖燒的是煤，我們基層觀測(cè)站又在市區(qū)或者邊緣，所以冬天的能見度特別的不好，這個(gè)時(shí)候以點(diǎn)不能代面了，只要自動(dòng)觀測(cè)記錄正常或者沒有顯著差異，能見度還是以自動(dòng)能見度為準(zhǔn)記錄，天氣現(xiàn)象以人工能見度為準(zhǔn)的判斷，這個(gè)時(shí)候冬天表現(xiàn)最多的就是能見度和天氣現(xiàn)象不符是可以理解的，我們省現(xiàn)在天氣現(xiàn)象儀器還沒有安裝，所以表現(xiàn)在審核時(shí)總提示天氣現(xiàn)象最小能見度和定時(shí)能見度還有最小能見度矛盾是可以的，還有一種情況就是人工觀測(cè)的能見度那有自動(dòng)觀測(cè)能見度那么精確(這個(gè)說的是以點(diǎn)代面的情況)，是有誤差的，就是我們省以后安裝了自動(dòng)能見度儀器，這個(gè)時(shí)候就是都是觀測(cè)站那個(gè)點(diǎn)了，這個(gè)時(shí)候是以點(diǎn)絕對(duì)可以代面了，那我們省的冬天也可以往往表現(xiàn)為自動(dòng)觀測(cè)能見度和自動(dòng)觀測(cè)天氣現(xiàn)象不符，是因?yàn)橛袩煹挠绊懺斐傻模苍试S自動(dòng)能見度和自動(dòng)天氣現(xiàn)象不一致的情況發(fā)生，所以，我們選址觀測(cè)場(chǎng)的時(shí)候一定要有代表性，準(zhǔn)確性和比較性，沒有代表性，準(zhǔn)確性和比較性將無從談起，沒有準(zhǔn)確性，就更沒有比較性了，但3性的核心就是代表性，從這個(gè)意義上說觀測(cè)站選址一定是選在一個(gè)地方的盛行風(fēng)的上風(fēng)方，這也是地面觀測(cè)規(guī)范要求我們的，但筆者覺得還不確切，應(yīng)該選在取暖期的盛行風(fēng)的上風(fēng)方更為準(zhǔn)確。

3 總結(jié)

能見度的觀測(cè)記錄異常處理原則，①能見度自動(dòng)觀測(cè)的臺(tái)站，當(dāng)視程障礙現(xiàn)象自動(dòng)判識(shí)出現(xiàn)明顯錯(cuò)誤時(shí)，僅對(duì)定時(shí)時(shí)次的天氣現(xiàn)象記錄進(jìn)行人工訂正，能見度記錄仍以自動(dòng)觀測(cè)為準(zhǔn)，允許自動(dòng)能見度記錄與該類天氣現(xiàn)象不匹配，在實(shí)際工作中一定要注意煙這個(gè)現(xiàn)象，因?yàn)檫@個(gè)現(xiàn)象太多，在MDOS的疑誤信息回復(fù)時(shí)，可以說是煙的影響，但在元數(shù)據(jù)一定不要說明，這樣在A文件也沒有一般備注了。②當(dāng)能見度設(shè)備故障或數(shù)據(jù)異常，非定時(shí)觀測(cè)時(shí)次的正點(diǎn)數(shù)據(jù)中所有能見度數(shù)據(jù)均按缺測(cè)處理；定時(shí)觀測(cè)時(shí)次進(jìn)行人工補(bǔ)測(cè)，人工觀測(cè)值存入長(zhǎng)Z文件CW段能見度和VV段10分鐘平均能見度，其他VV段自動(dòng)能見度數(shù)據(jù)按缺測(cè)處理；A文件中使用人工觀測(cè)值。③能見度自動(dòng)記錄缺測(cè)時(shí)不做內(nèi)插處理，不用正點(diǎn)前后10分鐘接近正點(diǎn)的記錄代替。

責(zé)任編輯：葛 君

校 對(duì)：王 卉

Automatic Visibility and Artificial Visibility Gap Analysis and Deal with the Observation Data

ZhangRenzongJiangYafan

(First-author's addrsess: Gaolan weather bureau of Lanzhou in Gansu province,Gaolan 730200,Gansu,China)

Along with the installation of automatic weather station, we also like the country, in gansu province have automate most of the meteorological observation, especially automatic meter installed visibility observation in recent years, due to the automatic visibility instrument accuracy is higher, is the interference is large, and the algorithm of visibility is different also, reflected in the data is the data change is bigger, this article is to automatically visibility and artificial visibility gap analysis, data to the base station operator to have a correct judgment.

visibility; difference; the observed data

2017-02-15