Эталонная спектрофотометрическая установка для обеспечения единства измерений метеорологической оптической дальности

Представлены итоги создания в Российской Федерации системы метрологической прослеживаемости результатов измерений метеорологической оптической дальности трансмиссометрами и нефелометрами к государственному первичному эталону. Для решения задач воспроизведения, хранения и передачи единицы светового коэффициента пропускания измерителям метеорологической оптической дальности методом трансмиссометра разработана и создана специализированная спектрофотометрическая установка, оснащённая комплектом эталонных нейтральных светофильтров большого диаметра (140 мм). Созданная установка включена в состав Государственного первичного эталона единиц координат цвета, координат цветности и светового коэффициента пропускания ГЭТ 81-2023. Метеорологическая оптическая дальность характеризует дальность видимости в атмосфере, обусловленную эффектами поглощения и рассеяния оптического излучения. Метеорологическая оптическая дальность имеет прямую связь со световым коэффициентом пропускания атмосферного воздуха. Таким образом, единство измерений метеорологической оптической дальности должно быть обеспечено прослеживаемостью измерителей светового коэффициента пропускания атмосферного воздуха к государственному первичному эталону. Эталонная установка воспроизводит единицу светового коэффициента пропускания в диапазоне абсолютных значений 0,027–0,993 с суммарной стандартной неопределённостью 0,00042. Эталонные светофильтры большого диаметра позволяют передать единицу светового коэффициента пропускания трансмиссометрам, предназначенным для измерений светового коэффициента пропускания атмосферного воздуха в натурных условиях и воспроизводящим единицу метеорологической оптической дальности. Описаны нефелометрический метод измерений и передача единицы метеорологической оптической дальности нефелометрам. Созданная установка возглавляет Государственную поверочную схему и обеспечивает прослеживаемость к ГЭТ 81-2023 средств измерений метеорологической оптической дальности, применяемых в метеорологии, системе безопасности авиаперелётов, судоходстве, дорожном хозяйстве.

1. Волков О. А., Денисенко С. А., Константинов К. В., Круглов Р. А. Измеритель дальности видимости. Оптический журнал, 76(10), 71–74 (2009). https://www.elibrary.ru/kyqgax

2. Волков О. А., Константинов К. В., Демин А. В. Оптическая система измерителя метеорологической оптической дальности. Компьютерная оптика, 42(1), 67–71 (2018). https://doi.org/10.18287/2412-6179-2018-42-1-67-71 ; https://www.elibrary.ru/ytgbbb

3. Snyder C., Scarpone C., Samiljan B. Evaluation of the Vaisala LT31 Transmissometer as a “Gold Standard” visibility sensor: market research, test experiences, and validation. John A. Volpe National Transportation Systems Center (U.S.) (2024). https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/78234/dot_78234_DS1.pdf

4. Liang J. et al. Infl uence of transmissometers’ light source spectral distribution in measuring visibility. Optics Communications, 499, 127294 (2021). https://doi.org/10.1016/j.optcom.2021.127294

5. Bloemink H. I. KNMI visibility standard for calibration of scatterometers. WMO Technical Conference on Instruments and Methods of Observation (TECO-2006), Geneva, 4–6 December, 2006, pp. 4–6, WMO, Geneva (2006).

6. Park S., Lee D. H., Kim Y. G. SI-traceable Calibration of a Transmissometer for Meteorological Optical Range (MOR) Observation. Korean Journal of Optics and Photonics. 26(2), 73–82 (2015). https://doi.org/10.3807/KJOP.2015.26.2.073

7. Ohno Y. Obtaining spectral data for colorimetry. Proceedings of the 25th Session of the CIE, San Diego, 1(D2), 44–47 (2003).

8. Burnham D. C., Fog, rain, and snow calibrations for forward scatter visibility sensors. Eighth Symposium on Meteorological Observations and Instrumentation, Anaheim, 12–22 January, 1993, pp. 66–71, American Meteorological Society, Anaheim (1993).

9. Wei C. et al. A method for calibrating forward scatter meters indoors. Metrologia, 57(6), 065030 (2020). https://doi.org/10.1088/1681-7575/ab993e

10. Jose J. et al. Characterization of atmospheric visibility through extinction coeffi cient and the infl uence of lower threshold on assessment of multifractal parameters. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 64(8), 1063–1075 (2025). https://doi.org/10.1175/JAMC-D-24-0202.1