能见度的观测
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目录实验一温度和湿度的观测实验二风速和风向的观测实验三气压的观测实验四云的观测实验五能见度的观测实验六天气现象的观测实验一温度和湿度的观测1 气温和湿度观测1.1概述空气温度(简称气温,下同)是表示空气冷热程度的物理量。
空气湿度(简称湿度,下同)是表示空气中的水汽含量和潮湿程度的物理量。
地面观测中测定的是离地面1.50米高度处的气温和湿度。
需要获取的项目及其单位:气温有:定时气温,日最高、日最低气温。
配有温度计的气象站应作气温的连续记录。
以摄氏度(℃)为单位,取一位小数。
湿度有:水汽压(e)——空气中水汽部分作用在单位面积上的压力。
以百帕(hPa)为单位,取一位小数。
相对湿度(U)——空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比。
以百分数(%)表示,取整数。
露点温度(Td)——空气在水汽含量和气压不变的条件下,降低气温达到饱和时的温度。
以摄氏度(℃)为单位,取一位小数。
配有湿度计的气象站应作相对湿度的连续记录,并挑选日最小值。
测量气温和湿度的仪器主要有干球温度表、湿球温度表、最高温度表、最低温度表、毛发湿度表、通风干湿表、温度计和湿度计、铂电阻温度传感器和湿敏电容湿度传感器。
1.2干湿球温度表干湿球温度表是用于测定空气的温度和湿度的仪器。
它由两支型号完全一样的温度表组成,气温由干球温度表测定,湿度是根据热力学原理由干球温度表与湿球温度表的温度差值计算得出。
在小百叶箱的底板中心,安装一个温度表支架,干、湿球温度表垂直悬挂在支架两侧的环内,球部向下,干球在东,湿球在西,球部中心距地面1.5m高。
湿球温度表球部包扎一条纱布,纱布的下部浸到一个带盖的水杯内。
杯口距湿球球部约3cm,杯中盛蒸馏水(只允许用医用蒸馏水),供湿润湿球纱布用。
湿球包扎纱布时,要把湿球温度表从百叶箱内拿出,先把手洗干净,再用清洁的水将温度表的感应部分洗净,然后将长约10cm的新纱布在蒸馏水中浸湿,使上端服贴无绉折地包卷在感应部分上(包卷纱布的重叠部分不要超过球部圆周的1/4);包好后,用纱线把高出感应部分上面的纱布扎紧,再把感应部分下面的纱布紧靠着球部扎好,但不要扎得过紧,并剪掉多余的纱线。
浅谈夜间能见度观测技巧作者:崔灿来源:《科技视界》2015年第28期【摘要】能见度观测是气象观测的一个重要要素,表示大气的稳定度、大气污染指数等,能见度的准确观测为航空、航海、高速公路等交通和人类的生活提供安全保障。
能见度观测是人工观测的项目之一,本文就能见度的观测总结了几点的经验和技巧,为提高观测准确度做探讨。
【关键词】夜间;能见度;观测;技巧0 引言在地面气象观测项目中,水平有效能见度(以下简称能见度)的观测误差较大,通常它只能有观测员用眼睛观测目标物的清晰度来确定。
特别是在暗夜间情况下,能见度更加难以判定。
夜间光照条件差,不能象白天那样清楚地分辨目标物的形体、轮廓,更不用说细小部分,观测时只能借助于灯光或灯塔等大型目标物的暗影。
实际工作中,夜间特别在黎明前后能见度的观测值往往有很大的出入。
下面谈谈观测员在暗夜情况下如何更准确地判定能见度。
1 利用目标灯光测定夜间能见度这是夜间观测能见度的主要方法,应按技术规范中所述方法并结合经验加以判定,同时应注意:(1)目标灯应选者单个、孤立的,不宜选择排列紧密、成排成群或是重叠的灯,尽量选无灯罩的白刺灯。
(2)选择亮度和位置稳定的灯作目标灯,并查清其具体亮度(灯的瓦数)。
(3)了解目标灯到观测点的实际距离。
(4)要观测全部目标灯的实际距离。
2 利用远处的大型目标物(高楼)测定夜间能见度由于实际目标灯的数量、远近分布往往不能满足测定夜间能见度的需要,可以利用星光以及移动基站、高楼等目标物判明能见度情况。
在夜间利用目标物测定能见度时,由于外界环境一片昏暗,观测时必须格外细致才能辩别出目标物的暗影和轮廓的清晰程度,特别是在空气浑浊或有满天低云时,目标物更难以区分,夜间观测能见度还要注意对比视角等要素。
下面谈谈如何利用观察到的目标物情况判定夜间能见度:(1)当目标物呈暗黑色,轮廓清晰时,能见度值大于该目标物的距离。
(2)当目标物有朦胧感,且轮廓模糊时,能见度值一般接近该目标物的距离。
前向散射能见度观测仪与人工观测的优缺点分析摘要:大气能见度作为一项最为常见的气象学指标,对其进行准确观测非常重要。
现如今,气象领域主要使用前向散射能见度观测仪与人工观测两种方式对能见度进行观测,本文首先从观测方式、观测时间、差异原因等角度针对以上两种观测方式进行对比分析,后重点总结了前向散射能见度观测仪与人工观测的优缺点,仅供参考。
关键词:前向散射能见度观测仪;人工观测;优点;缺点引言能见度作为有效反映大气透明度的一项重要指标,在气象领域得到广泛应用,主要是由于能见度作为表征气团特性的一项重要因素,能够与天气学、气候学的需要相符合;另外,能见度最为一项业务性参量,在环境监测领域,能见度能够反映大气污染程度;在航空航海等领域,能见度更是与安全运输密切相关。
目前,主要使用两种方式对能见度进行测量,即能见度仪观测与人工观测。
传统的人工观测方式极易受到物理、主观等因素的影响,进而导致数据采集及其精确性存在着一定的局限性。
随着科学技术的发展,前向散度能见度仪作为一种智能化的大气能见度监测设备,凭借其背景光测量与能见度观测等功能,表现出测量精确度高、集成度高、轻便、易携带等特点,在高速公路、机场、常规气象观测等诸多领域得到广泛应用。
然而,近些年来,大量的实践结果显示,能见度仪观测与人工观测数据存在着一定的误差,因此,掌握以上两种方式的差异及其优缺点对于了解能见度观测数据误差的原因,进而提升观测数据质量等具有重要意义。
1前向散射能见度观测仪与人工观测对比分析1.1观测方式不同(1)前向散射能见度仪就前向散射能见度观测仪而言,是一种融温度测量、电容降水感应与光学前散射测量等为一体的由微处理器控制的智能传感器。
使用这一仪器对小空气体积(大约0.1L小采样值)对33°角红外光的前向散射强度进行测量,并据此对气象光学范围能见度进行评估。
通常情况下,散射与吸收是导致光出现衰减的主要原因,但是一般不考虑吸收因子。
能见度的观测
0前言
“一天浓雾满长江,远近难分水渺茫。
骤雨飞蝗来战舰,孔明今日伏周郎。
〞这首诗是后人对赤壁之战中,诸葛亮草船借箭神机妙算的称赞。
草船借箭的故事相信大家并不陌生,诸葛亮3天之内,不费江东半分之力,活得十万余箭。
现在我们来回忆这个故事,其它的不谈,仅从气象来说,这次成功离不开重雾迷江,能见度太低,彼军忽至,看不见没谱,必有埋伏,切不可轻动。
可拨水军弓弩手乱箭射之。
箭如雨发,雾散天明,十万箭足矣!这就是一个巧妙利用能见度的故事。
今天,我们就一起来学习讨论一下关于能见度的观测。
一、能见度的定义和影响因子
1、定义
“能见〞,顾名思义能够看见。
在白天是指能看到和识别出目标物的轮廓和形体;在夜间是指能看清目标灯的发光点。
能见度,目标物的人眼可见距离。
〔1〕水平能见度,指视力正常〔比照阈值为0.05〕的人,在当时的天气条件下,能够从天空背景中看到和区分出目标物的最大水平距离。
〔2〕垂直能见度,观测者垂直向上或向下能够辨清目标物的最大距离。
〔3〕最小能见度,观测点四周视野范围内能见到的最小的距离。
当出现天气现象使能见度小于1000m时观测,文发气象台一般指雾/轻雾。
〔4〕有效水平能见度,四周视野二分之一以上的范围内都能看到的最大水平距离。
目前地面日常值班观测的就是有效水平能见度的。
1〕各方向水平能见度大致一样,任一方向的水平能见度均可作为有效能见度。
2〕四周多数方向的水平能见度大致一样,多数方向中任意一方向的水平能见
度可作为有效能见度。
3〕台站四周能见度好坏很不规那么,按照能见度的实际情况划分为假设干区域,要求每个扇形区域内能见度根本一致,然后将扇形区的能见度数值由大至小依次排列,并按这种顺序将各扇形区所占的面积或角度相加起来,直到刚好大于四周面积的1/2为止。
然后从相加的区域中,挑出能见度数值最小的即为有效水平能见度。
例子
2、影响因子
能见度是复杂的大气光学现象,受众多的因素影响,影响能见度的因素概括如下:(1)大气透明程度。
直接因素,能见度是表征大气透明程度的重要物理量。
空气中水汽杂质愈多、愈浑浊,能见度就越差;反之,能见度就好。
〔2〕目标物和背景之间的亮度比照
比照度愈大,目标愈明亮,目标物愈清晰,能见度越好。
这就要求我们要选择适宜的目标物。
〔3〕观测者视觉感应能力
当目标物和背景的亮度比照值小于某一极限时,不能区别,我们把这一最小亮度比照值叫做人眼的视觉比照感阈。
视觉比照感阈的大小取决于观测者的视力、观测时的光照条件和目标物视角大小。
以白XX平天空为背景的黑色目标物,其视亮度比照C可以表示为〔Koschmieder 定律〕,
仅与大气消光系数有关。
大气消光系数,色温为2700k的白炽灯发出平行
光束在大气中传播单位长度所损失的光通量比率。
I=I0e-,大气消光系数是一个与人的视觉无关的量,这也就解决了观测结
果因人而异的问题,仪器测量的根底与核心。
大气分子和大气气溶胶对于光有吸收、散射的作用,在可见光和红外波段,大气对光的吸收作用可以忽略不计,一般通过测量大气散射系数来估计大气消光系数。
气象光学视程MOR,色温为2700k的白炽灯发出平行光束,通过大气,光度减少到初始的0.05时的路径长度。
二、能见度的观测
1、人工白XX平能见度的观测
能见度目标物的选择
台站四周不同方向,不同距离选择假设干固定的目标物,作为观测能见度距离的依据。
目标物的选择,应以使观测结果能反映大气透明度的特征为前提,具体要求如下:
1)目标物接近黑色,其亮度一年四季不变或少变,使亮度比照值比拟固定。
反光强的浅色物体〔如白色/粉红色/淡青色的建筑物或雪山顶等〕不宜做
目标物。
2)目标物应尽可能以天空为背景,假设以山、森林等为背景时,那么要求目标物在背景的衬托下轮廓清晰,且与背景的距离尽可能远一些。
3)目标物大小要适度,视角以0.5-5.0度之间为宜,近的目标物可以小些,远的目标物可以适当大一些。
、
4)目标物的仰角最好接近水平,因为台站测定的是水平能见度,一般不宜超过6度。
707#气象台目标物判断与介绍
选择好目标物后,对各目标物与测站的距离进展测量,然后制成目标物分布图,供观测员观测时参考。
观测方法
观测能见度应在视野开阔且能见到目标物的地方进展准确的观测和记录。
气象台观测位置
该方向有目标物的情况:
(1)如果某一目标物刚好能“看清“,而再远一些的目标物就〞看不清〞,那么刚好能“看清“的目标物距离,就是该方向的能见度。
(2)目标物的颜色、细微局部清晰可辨时,那么能见度通常为该目标物距离5倍以上
(3)目标物的颜色、细微局部隐约可辨时,那么能见度通常为该目标物距离
2.5到5倍距离
(4)目标物的颜色、细微局部很难分辨,那么能见度应大于该目标物距离2倍距离,但不能超过2.5倍。
运用以上几点时,应考虑目标物大小、背景颜色以及当时的光照条件。
在观测方向上无目标物的情况下,应当观察该方向和目标物方向上的空气浑浊程度以及天地线清晰程度。
根据其差异情况参照有目标物方向的能见度,判别该方向的能见度。
在沙漠、草原、海岛或其它地物稀少的地区,可采用人工设置目标物,并视其清晰程度来判定。
2、人工夜晚水平能见度的观测
夜间由于光照条件限制,能见度观测最好是用发光物理〔如灯光〕作为目标物,
根据灯光的强度和距离,查出相应的能见距离。
在无条件利用目标物进展观测的情况下,那么只能根据天黑前能见度的变化趋势、当时天气现象和气象要素变化情况,结合实践经历加以估计。
在夜间观测能见度时,应当在黑暗处停留至少5分钟,待眼睛适应环境后进展观测。
垂直能见度的观测
由于空中无固定目标物,目前又无专门的观测仪器,难以测定垂直能见度的具体数值,因此,只能用天顶方向的空气浑浊程度来代替,以“好〞、“中〞、“差〞、“劣〞四个等级来表示。
能见度器测
理论根底和核心问题:如何准确的测量大气消光系数。
能见度仪的种类和根本原理
透射式能见度仪
设置一个人工光源,在一定距离处检测光源的强度,计算大气消光系数,得到能见度距离。
采样体积大,测量的精度高,通常作为器测能见度的标准。
需要长度为L的基线,使仪器占地面积相对增大,而且光源-探测器之间要保持准确的光轴〔防止大风引起支架的颤抖〕,这样在实际业务应用中就是仪器的安装、使用及应用领域收到限制。
散射式能见度仪〔前向/后向/侧向〕
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的计算消光系数。
激光雷达式能见度仪
和后向散射仪相似。
激光雷达发射激光脉冲,激光脉冲在大气中传输时,会因大气中的空气分子和气溶胶粒子而产生散射和吸收。
通过接收和测量大气后向散射光信号,提取不同距离处空气分子和气溶胶粒子光学参数的有关信息,进一步反演获取大气消光系数和大气水平能见度。
可以测量倾斜能见度和垂直能见度。
CCD摄像能见度仪,数字摄影头,仿照人眼观测能见度原理、根据人工观测能见度定义研制而成的,是取代人工观测能见度的最正确仪器。
具体做法:
在CCD的正前方从近到远选定几个目标物,作为本系统用于观测能见度的参考目标,并对这些选定的目标的距离、亮度等相关信息进展测定并存储作为参考信息〔能见度目标物分布图〕。
观测时,CCD直接摄取这些选定的目标物图像,通过图像采集卡将图像传输送至计算机,计算机再对这些目标物的图像信息分别进
展处理〔得到目标物及其背景物的视亮度〕,然后带入能见度计算公式进展计算,得到能见度值。
系统可以准确测量2000m以内的能见度,广泛用高速公路的能见度监测。
本钱底、体积小、方便可靠,以后一定会在高速公路的关闭、车辆的限速、机场飞机的起降甚至人们的日常出行和野外施工作业等领域得到广泛的应用。
PWD22介绍
原理:前向散射能见度仪。
组成
三、能见度与其它气象要素的关系
天气现象、相对湿度、风等气象要素
影响能见度的天气现象强度不断增强时,或风速较小而湿度不断增大时,或者地表枯燥而风速增大时,水平能见度将相应减小。
参考器测。
四、能见度对航空发射的影响
主要有两方面,一是对火箭发射的瞄准的影响,在火箭地面瞄准期间,低能见度将干扰/影响地面瞄准仪与火箭瞄准棱镜之间光信号传输的强度和准确度,严重时将无法瞄准;而是水平与垂直能见度都会影响光学测量跟踪设备,影响其完成摄像、跟踪、测量的质量。