天山脚下的能见度计量实验室 |
2020-02-27 |
2020-1，新疆白雪皑皑，最低温度达到零下20℃
此刻佐格的项目团队正热火朝天地组装与调试能见度计量实验室系统。
而在此前，工程师们已为实验室建设投入数月的前期准备，对于每个细节已经全部确认数遍。由于实验室建在一处山头，佐格的工程师在运输线路中的每个转角都使用了卫星图片经过精密计算，确保大型方舱能顺利运达。
大气能见度是气象观测的要素之一，不仅是气象部门的重要研究对象，更在交通、航空、航海、军事等领域起到至关重要的作用。对于能见度仪的计量校准和溯源在全球都是一项顶尖研究和复杂的系统工程。
大气透射式MOR计算公式：
Vm=bln(0.05)/ln(Tb)
Tb= I/I0
式中：Vm为MOR，单位为m；b为基线长度，单位和Vm相同；Tb为大气在距离b时的透过率，I0为发射光光强，I为接收光光强。
能见度仪在使用过程中会受到不同程度的镜面污染、光电探测器温度漂移、电路参数的离散性、光源的稳定性、光源的单色性以系统工作时间的长短、器件的老化等影响，测量精度易发生偏差。目前，世界各国的能见度仪器厂商都采用自己的相关参考标准来评判各自产品的精度，缺乏统一的计量检验标准。
能见度模拟方舱的主要原理为在密闭舱体内产生5~50um颗粒的水雾，采用高精度高稳定性的透射式能见度光源作为标准器，对前散能见度仪进行检测。而透射式能见度光源则可以通过衰减片溯源到国际光学计量标准，自此建立一套完整的能见度溯源体系。
佐格MOR系列能见度计量实验室的沿革：
▼2014年
中国气象局上海物资管理处与佐格公司共同合作探索我国首个能见度计量实验室（MOR20）建设。该实验室采用了方形舱体，主体尺寸达20*3.5*3m，可模拟10m~10km范围能见度环境变化，气象部门将依托该实验室建立前向散射能见度仪计量保障业务。
▼2017年
佐格承建国防科技大学小型造雾试验方舱（MOR05），舱体尺寸为5*1.5*1.5m，通过造雾装置及控制系统模拟5~2000m范围的能见度，以供科学研究。
2019年，佐格再一次承担中国气象局气象探测中心新疆气象技术保障分中心能见度计量实验室（MOR12）的设计与建设。该实验室主要用于模拟在10m~10km能见度范围内前向散射能见度仪的检测与校准，进一步探索新型气象装备的标准化管理与科学研究。
方舱主体
实验室方舱尺寸为12*2.5*2.5m ，由喷淋系统、造雾系统、排风系统、照明系统、排水系统、净化系统六大系统组成，可实现云雾、降雨的自动形成与消散，照明装置与透明窗口设计方便工作人员直观判断云雾形成实况。
MOR12方舱采用模块化设计，共有六段舱体组合而成，可同时检测8个前散能见度仪，每个舱体左右两侧均有丰富的测试接口，安装夹具可适用于目前行业内常见的若干种能见度仪。
软件设计
包含SQL数据库系统及数据开发接口、监测显示软件、系统控制软件和计量业务软件等。
光学测试系统
实验室采用了佐格自主研发的透射式白光光源。该光源依据世界气象组织（WMO）8_Ed2008标准，采用2700K白光光源，经过长达4年的设计更迭与测试验证，可满足前散能见度仪及散射板的计量校准需求。
辅助系统
温湿压环境测量、传感器供电通信、视频监控、网络信息化等系统为实验提供辅助功能。
中国气象局副局长于新文和观测司领导在走访新疆技术装备保障分中心能见度计量实验室时，充分肯定了新疆在能见度计量方面创新探索，期待能见度量值溯源体系早日投入业务使用。
依据《能见度计量业务管理暂行规定》相关规定，能见度计量业务采用国家级、省级和市级三级运行，省（区、市）级气象计量业务机构以2年为周期，将现场核查套件或能见度仪送至能见度计量实验室进行检测与校准。
新疆，深居内陆，山脉与盆地相间排列，盆地与高山环抱。其中最具盛名的世界七大山之一——天山横贯新疆东西向，约占新疆全区面积的1/3，平均海拔达4000m。丰富的地貌造就了复杂的气候变化，新疆是中国气象局气象研究的重点区域之一。
新疆，地处亚欧大陆腹地，是古丝绸之路的重要通道，现在是第二座“亚欧大陆桥”的必经之地，是“一带一路”规划中丝绸之路的经济带核心区，也是亚欧气象交流与合作中心。
新疆能见度计量实验室的建立可辐射西北区域，以气象技术装备保障业务为主、科研为辅的业务能力可为区域提供支撑，同时可向中亚国家开放合作交流。
2019年11月，中国气象局综合观测司在陕西全国气象观测会议上发布了《气象观测技术发展引领计划（2020-2035年）》，提出“计量仿真装备化”的理念，表明计量与仿真系统实际也是一种气象装备检测与计量的迫切需求。佐格MOR系列能见度计量实验室正是顺应气象行业的发展趋势，利用仿真手段实现天气模拟舱和计量校准能力。
除能见度外，云和天气现象观测也是目前地面气象观测中计量检测难度较大的。云能天之间相互联系，相互依存，因其在定量观测中多数采用光学原理，计量检测复杂性大于一般气象仪器。云高仪、天气现象仪的校准系统也是佐格积极探索中的重点研发项目，期待云能天计量检测的体系化建设能够快速实现。
