能见度计算及LT31大气透射仪应用

殷誉恒+张英华

【摘 要】低能见度为影响航空器起降的主要气象因素之一，尤其是在大雾天气的时候，观测员更加依赖于能见度仪的测量数据。为此本文详细介绍了气象能见度定义、计算方法及LT31大气透射仪在实际应用中遇到的问题及排除方法。

【关键词】能见度计算；LT31应用

0 引言

能见度对军事、航空、航海以及人类 生存环境等方面都有直接影响。对于航空气象来说尤其重要。昆明长水机场在运行两年多时间内，已经多次出现大雾天气，导致航班无法起降。在大雾天气出现时，能见度仪提供的能见度数值是不是与实际相符，此时对LT31大气透射仪提供的能见度数据将更加依赖。做好LT31大气透射仪的日常维护和故障处理就更加重要。为此，本文详细介绍了气象能见度计算方法及昆明机场LT31大气投射仪在实际应用中遇到的问题及排除方法。

1 能见度定义及计算

能见度定义：白天，正常人的视力在地平线附近的天空背景下，能看到合适的黑色目标物的最大水平距离。 在夜晚，无光的背景下，能够看到和辨认出光强为1000cd的灯光的最远距离。

影响能见度的三个因素：目标物与背景之间的亮度对比以及视觉对比感阈（视觉对比感阈平均约为0.02，视力好的可小至0.005）和大气透明度。

对于航空来说，为了安全起见，多采用稍高一些的视觉对比感阈值。世界气象组织（WMO）和国际民航组织（ICAO）都采用0.05作为阈值[1]。这时实际上也是气象光学视程。

气象光学视程：色温为2700K的白炽灯发出的平行光辐射通量，经过大气削弱，衰减至初始值的5%所通过的路径长度。

低能见度时，透光率变化大，但能见度数值变化小，也可以说能见度对透光率的变化不敏感。例如MOR从50米变到100米，透光率变化了24.13%。高能见度时，透光率变化小，但能见度数值变化大，也可以说能见度对透光率的变化很敏感，例如MOR从2000米变到2500米，MOR变化500米，透光率仅变化了0.86%。也就是说，能见度仪在测量低能见度时精度高，数值更加真实可靠。测量精度最准确的能见度数值为三倍基线距离（若基线为30米，则该数值为90米）。

2 LT31大气透射仪应用

2.1 LT31大气透射仪测量原理

Vaisala 透射仪 LT31 直接测量光发射机和光接收机之间的大气透光率。通过测量包含散射和吸收之后的平均消光系数计算MOR。透光率测量使用单基线系统，基线距离为光发射机保护窗口平面和光接收机窗口平面之间的距离（本场安装的基线距离为30米）。依据透光率来计算MOR。

2.2 LT31大气透射仪人工校准[5]

当LT31测量数值与实际相差较大时，需要用到监控终端进行LT31远程校准，下面介绍远程校准步骤：

（1）在maintenance终端，打开远程维护软件（Sensor Terminal），选择并连接需要校准的LT31。

（2）Open 1（open空格 1之后回车）

（3）进入0> level 1 （输入后回车）

（4）Password：LT31 （输入后回车，注：LT大写）

（5）进入1>calibrate visibility （输入后回车，默认以PWD前散射仪测量的能见度数值校准）

（6）或者1>calibrate visibility 15000 （输入后回车，依据人工观测的能见度实际数值校准）

（7）校准完成后，1>level 0（输入后回车）

（8）0>close （输入后回车）

（9）在Sensor Terminal断开与LT31的连接。

注：5和6步只需选择一种校准方式校准即可。

2.3 LT31大气透射仪出现的问题及排除方法

2.3.1 MOR测量值回升较慢及排除

在日常的维护和巡检时发现22#站点的LT31在天气由低能见度变为高能見度时，回升较其他几个点要慢一些，譬如当下能见度已经大于5000米，而22#站点的LT31显示能见度为800米。感觉该站点LT31的校准门限偏高进而不会及时进行自动校准。为此，修改了LT31透射仪的校准门限（从10000米修改为4000米），步骤如下：

1：0>level 3 （password SESE）

2：3>configure AC.PWDMORMIN 4000

3：3>configure AC.PWDWMOMAX 10

近期观察22#站点LT31数据由低能见度到高能见度回复的都比较快，设备恢复正常。

2.3.2 LT31雷击故障及排除

2012年雷雨季节，西跑道中部的LT31在雷雨后，数据全部丢失。经检查发现，该站点的LT31接收机、发射机、CPU主板及供电单元全部被雷击坏。为此，更换了以上损坏的部件之后，重新进行校直、校准，设备恢复正常。

4 结论

综上所述，低能见度为影响航空器起降的主要气象因素之一，因此在低能见度期间，如何保证LT31运行状态良好，提供准确的测量值，是一项非常重要的工作及课题。为此，本文详细介绍了能见度计算方法及LT31应用中遇到的问题及排除的案例，为同行在遇到类似问题时，可借鉴上述方法。

【参考文献】

[1]中国民用航空总局空中交通管理局.民用航空气象地面观测手册[M].2007：46-50.

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

[3]周璐.数值方法（第四版）[M].北京：电子工业出版社，2005：54-58.

[4]胡亮.Excel迭代功能及其化学化工应用[J].云南民族学院学报.2002.11（1）：558-559.

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

[责任编辑：朱丽娜]