拨开迷雾观风云——安徽自主创新率先建成能见度仪计量检定业务纪实
近年来，能见度自动观测在气象灾害监测和交通、环境气象业务服务中的作用日益凸显。能见度仪有一定的使用周期，如何对仪器进行计量检定？安徽省气象局充分利用气象光学探测技术积累与人才储备优势，持续加大创新投入，自主开展能见度仪计量检测技术研究与装备研制，在全国率先建成全功能规范化的能见度仪计量检定实验室（以下简称实验室）。
突破“瓶颈”掌握关键技术
实验室有 6 台待检的能见度仪。关上舱门，水颗粒物发生和空气净化机组开始制造测试环境，舱内大雾弥漫。技术人员经过 12 个小时的不间断试验后，分析相关数据给出检测结论，决定待检的能见度仪能否继续“服役”。
“能见度仪的大规模业务列装，对设备检测和标校工作提出了更高的需求，迫切需要建立气象部门自主的能见度仪计量检定实验室。”安徽省气象局观测与网络处处长孔俊松说。
化需求为动力。2011 年，安徽省气象局自筹资金启动能见度仪检测核心技术研发和实验室的概念设计，并于 2012 年立项开展“前向散射式能见度仪检测系统”建设。项目团队先后攻克了白光光束整形和宽动态范围信号检测等七项关键技术，首次提出利用标准气体散射常数的理论值作为溯源点的光学标定依据并通过多种对比测试检验。
功夫不负有心人。2015 年，实验室顺利通过专家验收，被认定达到了国内领先水平，在国内现有四家同类实验室中独具空气样本快速演变能力。测试指标也显示，空气样本能见度模拟范围、透射式基准装置的光程和量程大大超出了最初设计的指标。截至目前，实验室已取得“气象光学视程装置”等 2 件发明专利、7 件实用新型专利、1 件外观专利、3 件软件著作权。
在通过验收前后，安徽省气象局多方比对，校准验证检测精度。2015年 10 月，安徽省气象局以该实验室为主导，交通部公路科学院智能交通技术行业重点实验室为参比实验室，组织完成了全国首次能见度传感器实验室间对比实验。2016 年、2017 年两次联合上海国家级能见度检测实验室开展实验室间对比测试工作，安徽自研的透射式能见度仪器与国际同类设备检测精度相当。
率先“试水”开展检定业务
在加大软硬件建设力度的同时，安徽省气象局高度重视配套检测标准规范和业务技术规程的制定，先后编制了《前向散射式能见度仪实验室测试规范》等五项业务技术规程。2017 年 8 月，行业标准《前向散射能见度仪测试规范》征求意见稿在中国气象标准化网站公布。
在建设实验室和制定业务流程、技术规范的基础上，安徽省气象局全面开展省级能见度检测业务，填补国内能见度计量检定业务空白。2015年10月至2017年1月，该局开展业务列装设备的现场核查和实验室检测，累计完成 60 余台业务运行能见度仪的实验室检测与现场核查比对。通过检测工作的开展，选定浊度仪作为现场核查计量器具，确定并验证了能见度仪实验室检测与现场核查方法流程，为全国气象部门业务列装能见度仪计量检定业务全面开展探索出一条高效可行的路径。
在培育区域特色装备保障技术过程中，安徽省气象局逐步锻造出一支特色鲜明的气象光学专业队伍。他们承担了多项光学探测相关的国家重点研发计划，实现了电子信息、仪器仪表、光学检测等气象光学探测技术积累，取得技术成果20余项，完成了从“跟新”到“创新”的角色转变。
持续“发力”扩大技术优势
“要把实验室真正运转起来，形成连续稳定的检定业务、可复制的检测流程还有很长的路要走。”项目总策划人、安徽省气象局副局长胡雯表示，将以需求为导向，继续开展技术攻关工作，在模拟测试环境、基准测量装置和检测方法等方面持续下功夫。
项目团队进一步改进空气样本的控制方法和生成方式，提升了500 米以下空气样本分布的均匀性和稳定性；试装更优良的光学装置，将信号光束的接收方式由水平改为垂直，提高了测量基准装置的可靠性；在大量自然沉降连续检测实验的基础上，逐步建立定点分段式检测方法，力争在更短时间内完成更多检测。
2017 年，在安徽省重点研究与开发计划项目支持下，省气象局主持降水现象仪检测实验室建设任务。截至目前，项目团队已完成多路均压式降水模拟器、对分循环式降雪模拟器和程控多管燧发式冰雹冲击测试机的设计并投入研制，完成了空气模型的流体力学仿真和实验室整体结构建设。
“项目建成后，实验室有望开展雨雪冰雹等五类降水天气现象模拟，实现对已列装降水现象仪的功能性检测。”省局气象光学探测技术创新团队带头人方海涛博士向记者介绍，项目成果可弥补现有能见度检测实验室模拟环境中缺少降水场景的不足，使大气模拟状态更接近能见度仪实际业务应用环境，提高低能见度情况下的检测准确度。
“安徽省气象局将着力开展实验室间对比，按照国家计量技术规范开展计量建标工作，建成行业和社会公认的权威实验室，依法规范开展能见度仪计量检定业务。”安徽省气象局局长于波说。（转自《中国气象报》2017年12月13日一版）