李效东 梁 莺 任 雍

(福建省大气探测技术保障中心，福建 福州 350008)

0 引言

海雾是主要海洋气象灾害之一，对海上交通运输、海上生产作业等危害严重。相较陆地综合气象观测体系，海洋气象观测体系相对薄弱，海上气象实况资料严重不足，中远距离海域的气象观测存在监测空白，在海雾观测方面更是缺乏有效的观测技术手段。

近年来，国内外学者尝试利用多种探测设备和方法开展雾的观测与研究工作。美国学者Gultepe等利用Ka波段毫米波雷达观测数据建立了大雾天气下雷达反射率与能见度之间的经验公式；日本学者Michihiro Teshiba等利用毫米波雷达对盆地地区雾的空间分布、强度和生消特征进行观测与对比试验；德国的iPort实验项目通过毫米波雷达获取雾层厚度和雾顶高度等信息[1-2]。程寅等对比前向散射能见度仪和PWD22型能见度仪雾天观测的数据，刘冬韡等利用地面前向散射式能见度仪构建网络，实现雾的自动监测[3-4]。前向散射能见度仪空间代表性差而且海上站点稀疏；卫星遥感对海雾和低云的识别精度有待提升，毫米波雷达和激光能见度雷达的探测距离有限(<10km)，仅能满足沿海港口的海雾监测需求，无法覆盖海上航道和生产作业区，远远不能满足海雾监测和预报服务的需求[5-6]。上述研究同样受到观测仪器的限制，无法解决大范围海雾实时监测的问题。随着“地球电磁密织网”大气探测新技术的发展，本文提出了一种基于远距离物联网通信技术的海雾探测新方法，旨在为大范围海雾的实时监测提供技术解决方案。

1 LoRa通讯技术简介

远距离无线电(Long Range Radio，简称LoRa)是Semtech公司创建的低功耗局域网无线标准，作为一种窄带物联网通信技术，LoRa融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术，LoRa通讯站可独立组网，单网关可连接多个节点或终端，功耗为1W的信号在无中继放大条件有效传输距离超过100km，信号接收灵敏度高达-168dBm，数据速率在0.3～300kbps可控，另外，根据国际电信联盟的规定，LoRa主要在全球免费频段运行。……