能见度的仪器测量原理.pptVIP

9.4 能见度测量 * * 5、能见度测量仪器的实现 (2) 散射式能见度仪 散射式能见度仪是通过测量散射系数来间接测量气象光学视程的仪器。 大气中光的衰减是由散射和吸收引起的，但是在一般情况下吸收因子可以忽略，认为光的衰减是由散射引起的，散射引起了能见度的降低。因此可以认为消光系数和散射系数相等，从而测量散射系数来估计MOR。 通过把一束光汇聚在小体积空气中，通过测量散射光的强弱变化从而间接测量出散射系数，若把来自其它光源的干扰完全屏蔽掉，则这种类型的仪器在白天和夜晚都能使用。 (a) 后向散射式 在这种仪器中，把一束光线聚集在发射器前面一小块体积空气中，接收器装置在同一相壳内且位于光源下面，接收取样空气块的后向散射的光。如图所示。 9.4 能见度测量 * * 5、能见度测量仪器的实现 (b) 前向散射式 如图所示是前向散射仪的示意图，接收器和发射器分开放置，接收器接收取样空气对光的前向散射部分的光。 9.4 能见度测量 * * 5、能见度测量仪器的实现 透射仪的发射器和接收器分开安装，而且相距较远，还需要对准，因些安装和现场调校较为困难。而后向散射仪的接收器和发射器可以做成一体，前向散射仪的发射器和收器通常也在几米的范围内，通常安装在同一支架上，因此，总的来说散射仪结构较为紧凑，具有体积小、成本低、安装和维护保养方便、动态测量范围大的优点。 散射仪的不足在于测量的只是一个较小体积空气样本的散射量，代表性稍差，测量数据变化较大，测量准确度、可靠性和稳定性不如透射表能见度仪。高能见度时误差较大，定标也相对困难。 能见度测量仪器是一种全天候条件下连续工作的光电式仪器，仪器的工作环境特殊，要求它具有良好的可靠性、稳定性以及耐久性。仪器一般由发射系统、接收系统和支架等构成，发射系统由光源、光源控制电路、聚集透镜等构成，接收部分由光学聚集系统、光电管、接收处理电路等，此外有些仪器还有加热、吹风、尘埃污染检测等装置。 9.5 云的观测与测量 * * 云及人工观测 云是悬浮在大气中的小水滴、过冷水滴、冰晶或它们的混合物组成的可见聚合体；有时也包含一些较大的雨滴、冰粒和雪晶。其底部不接触地面。云的观测主要包括判定云状、估计云量、测定云高和选定云码等。云的观测应尽量选择在能看到全部天空及地平线的开阔地点或平台进行，应注意它的连续演变。 云量是指云遮蔽天空视野的成数，云高是指云底距测站地面的垂直距离。云状指云的外形特征，包括云的尺度，在空间的分布情况、形状、结构以及它的灰度和透光程度。 云状的判定，主要根据天空中云的外形特征、结构、色泽、排列、高度以及伴见的天气现象，参照给定的云图(共有29类)，经过认真细致的分析对比判定是那种云。判定云状要特别注意云的连续演变过程。 9.5 云的观测与测量 * * 云及人工观测 云量是指云遮蔽天空视野的成数。估计云量的地点应尽可能见到全部天空，当天空部分为障碍物(如山、房屋等)所遮蔽时，云量应从未被遮蔽的天空部分中估计；如果一部分天空为降水所遮蔽，这部分天空应作为被产生降水的云所遮蔽来看待。云量观测包括总云量、低云量。总云量是指观测时天空被所有的云遮蔽的总成数， 低云量是指大空被低云族的云所遮蔽的成数，均记整数。 云高指云底距测站的垂直距离，以米(m)为单伍，记录取整数，并在云高数值前加记云状。 由于云的复杂性，因此利用仪器对云进行观测较为困难，目前除了卫星云图外，借助于仪器对云观测较少，但云高可以借助于仪器测量，因此下面介绍云高的观测。 9.5 云的观测与测量 * * 2、云高的测量 云高的观测分为云高估测和云高实测，前者主要指利用目测借助于云的形状、结构、大小、亮度等给合本地的云高范围进行估测，后者表示借助特定的仪器或设备对云的高度进行测量，得到的结果称为实测云高。实测云高通常借助云幕球、激光测距仪和云幕灯等设备测量云底的高度。 (1)云幕球测云高 云幕球测定云高，是用已知升速的氢气球，观测其从施放到进入云底的时间，乘以气球升速(m／min)求得： 云底高度＝气球升速x(分钟数+秒数/60) 气球入云时间是指气球开始模糊时间，而不是气球消失时间。 9.5 云的观测与测量 * * 2、云高的测量 (2)激光测云仪测云高 激光云高仪实质上是一个激光测距仪。激光器发出的激光脉冲遇到云层被云滴散射，后向散射部分被接收后，测量出往返时间，或者借助相位测距，即可测量出云团到光源的距离，根据光束的仰角，即可计算出云高，如图9-20所示，云高H为