用垂向光学辐照度测量数据计算雾能见度的方法和验证
2020-02-25133次
Title:用垂向光学辐照度测量数据计算雾能见度的方法和验证
Journal:中国海洋大学学报，49(5):1-10
Authors:赵进平，刘一林，衣立，王晓宇，陈显尧
Abstract:大气能见度是描述雾的重要物理参数。目前测量大气能见度是采用主动光源测量水平方向的可视距离，本文提出了用垂直方向测量的自然光光学数据计算能见度的方法，该方法通过测量两个不同高度上的谱辐照度，计算谱衰减系数，然后将自然光参数转换为标准光参数，按照大气能见度的定义计算能见度，形成了由垂向光学测量获取大气水平能见度的合乎规范的理论和实际可行的计算方法。在2016年5月5日，作者采用2台光学辐照度计（Trios）和1台能见度仪进行了9h的观测，获得了一个完整的雾生成和发展过程的观测数据，对本文提出的算法进行了检验。针对环境干扰因素可能导致虚报雾的情形，本项研究提出，先从光谱数据本身定性判断是否有雾，再通过本文提出的理论方法计算能见度。研究发现直射光和散射光在594和674nm的特异性，用归一化光谱之差作为判据，成为能见度是否小于2000m的可靠判断方法。结果表明，光学观测的计算结果在能见度小于1000m的均方根误差为173m，在能见度小于2000m的均方根误差为471m。与通常使用的用550nm单一谱段衰减系数计算大气能见度的方法比较，精度有很大提高。尤其对于能见度小于2000m的情形，与实测能见度有很高的一致性。用垂向光学辐照度观测结果计算能见度是可行的方法。