能見度計算及LT31大氣透射儀應(yīng)用

殷譽恒+張英華

【摘 要】低能見度為影響航空器起降的主要氣象因素之一，尤其是在大霧天氣的時候，觀測員更加依賴于能見度儀的測量數(shù)據(jù)。為此本文詳細介紹了氣象能見度定義、計算方法及LT31大氣透射儀在實際應(yīng)用中遇到的問題及排除方法。

【關(guān)鍵詞】能見度計算；LT31應(yīng)用

0 引言

能見度對軍事、航空、航海以及人類 生存環(huán)境等方面都有直接影響。對于航空氣象來說尤其重要。昆明長水機場在運行兩年多時間內(nèi)，已經(jīng)多次出現(xiàn)大霧天氣，導(dǎo)致航班無法起降。在大霧天氣出現(xiàn)時，能見度儀提供的能見度數(shù)值是不是與實際相符，此時對LT31大氣透射儀提供的能見度數(shù)據(jù)將更加依賴。做好LT31大氣透射儀的日常維護和故障處理就更加重要。為此，本文詳細介紹了氣象能見度計算方法及昆明機場LT31大氣投射儀在實際應(yīng)用中遇到的問題及排除方法。

1 能見度定義及計算

能見度定義：白天，正常人的視力在地平線附近的天空背景下，能看到合適的黑色目標(biāo)物的最大水平距離。 在夜晚，無光的背景下，能夠看到和辨認出光強為1000cd的燈光的最遠距離。

影響能見度的三個因素：目標(biāo)物與背景之間的亮度對比以及視覺對比感閾（視覺對比感閾平均約為0.02，視力好的可小至0.005）和大氣透明度。

對于航空來說，為了安全起見，多采用稍高一些的視覺對比感閾值。世界氣象組織（WMO）和國際民航組織（ICAO）都采用0.05作為閾值[1]。這時實際上也是氣象光學(xué)視程。

氣象光學(xué)視程：色溫為2700K的白熾燈發(fā)出的平行光輻射通量，經(jīng)過大氣削弱，衰減至初始值的5%所通過的路徑長度。

低能見度時，透光率變化大，但能見度數(shù)值變化小，也可以說能見度對透光率的變化不敏感。例如MOR從50米變到100米，透光率變化了24.13%。高能見度時，透光率變化小，但能見度數(shù)值變化大，也可以說能見度對透光率的變化很敏感，例如MOR從2000米變到2500米，MOR變化500米，透光率僅變化了0.86%。也就是說，能見度儀在測量低能見度時精度高，數(shù)值更加真實可靠。測量精度最準確的能見度數(shù)值為三倍基線距離（若基線為30米，則該數(shù)值為90米）。

2 LT31大氣透射儀應(yīng)用

2.1 LT31大氣透射儀測量原理

Vaisala 透射儀 LT31 直接測量光發(fā)射機和光接收機之間的大氣透光率。通過測量包含散射和吸收之后的平均消光系數(shù)計算MOR。透光率測量使用單基線系統(tǒng)，基線距離為光發(fā)射機保護窗口平面和光接收機窗口平面之間的距離（本場安裝的基線距離為30米）。依據(jù)透光率來計算MOR。

2.2 LT31大氣透射儀人工校準[5]

當(dāng)LT31測量數(shù)值與實際相差較大時，需要用到監(jiān)控終端進行LT31遠程校準，下面介紹遠程校準步驟：

（1）在maintenance終端，打開遠程維護軟件（Sensor Terminal），選擇并連接需要校準的LT31。

（2）Open 1（open空格 1之后回車）

（3）進入0> level 1 （輸入后回車）

（4）Password：LT31 （輸入后回車，注：LT大寫）

（5）進入1>calibrate visibility （輸入后回車，默認以PWD前散射儀測量的能見度數(shù)值校準）

（6）或者1>calibrate visibility 15000 （輸入后回車，依據(jù)人工觀測的能見度實際數(shù)值校準）

（7）校準完成后，1>level 0（輸入后回車）

（8）0>close （輸入后回車）

（9）在Sensor Terminal斷開與LT31的連接。

注：5和6步只需選擇一種校準方式校準即可。

2.3 LT31大氣透射儀出現(xiàn)的問題及排除方法

2.3.1 MOR測量值回升較慢及排除

在日常的維護和巡檢時發(fā)現(xiàn)22#站點的LT31在天氣由低能見度變?yōu)楦吣芤姸葧r，回升較其他幾個點要慢一些，譬如當(dāng)下能見度已經(jīng)大于5000米，而22#站點的LT31顯示能見度為800米。感覺該站點LT31的校準門限偏高進而不會及時進行自動校準。為此，修改了LT31透射儀的校準門限（從10000米修改為4000米），步驟如下：

1：0>level 3 （password SESE）

2：3>configure AC.PWDMORMIN 4000

3：3>configure AC.PWDWMOMAX 10

近期觀察22#站點LT31數(shù)據(jù)由低能見度到高能見度回復(fù)的都比較快，設(shè)備恢復(fù)正常。

2.3.2 LT31雷擊故障及排除

2012年雷雨季節(jié)，西跑道中部的LT31在雷雨后，數(shù)據(jù)全部丟失。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，該站點的LT31接收機、發(fā)射機、CPU主板及供電單元全部被雷擊壞。為此，更換了以上損壞的部件之后，重新進行校直、校準，設(shè)備恢復(fù)正常。

4 結(jié)論

綜上所述，低能見度為影響航空器起降的主要氣象因素之一，因此在低能見度期間，如何保證LT31運行狀態(tài)良好，提供準確的測量值，是一項非常重要的工作及課題。為此，本文詳細介紹了能見度計算方法及LT31應(yīng)用中遇到的問題及排除的案例，為同行在遇到類似問題時，可借鑒上述方法。

【參考文獻】

[1]中國民用航空總局空中交通管理局.民用航空氣象地面觀測手冊[M].2007：46-50.

[2]Vaisala Oyj. Background Luminance Sensor LM21 USER'S GUIDE[M].2002：15-16.

[3]周璐.數(shù)值方法（第四版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005：54-58.

[4]胡亮.Excel迭代功能及其化學(xué)化工應(yīng)用[J].云南民族學(xué)院學(xué)報.2002.11（1）：558-559.

[5]Vaisala Oyj.Vaisala Transmissometer LT31 USERS GUIDE[M].2010：223-230.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]