大气探测学

地貌条件等的一致性。 第3章 能见度的观测

1. 影响能见度的因子有哪些?

影响能见度的因子有大气透明度、目标物和背景的亮度对比和观测者的视力指标——对比视感域ε。

大气透明度是影响能见度的主要因子。大气中的气溶胶粒子通过反射、吸收、散射等机制削弱光通过大气的能量。导致目标物固有亮度减弱。所以,大气中杂质愈多,愈浑浊,能见度就愈差。

在大气中目标物能见与否,取决于本身亮度,又与它同背景的亮度差异有关。比如,亮度暗的目标物在亮的背景衬托下,清晰可见;或者亮的目标物在暗的背景下,同样清晰可见。表示这种差异的指标是亮度的对比值K。

在白天当,当K=0时,难以准确辨别目标物。当K逐渐增大,即亮度差异逐渐增大,当K值增大到某一值时,才能准确地辨别目标物。这个亮度对比值叫做对比视感域,用ε表示。 2. 气象能见度的定义是什么?

影响目标物能见度的因子很多,而气象工作中,需要能见度只反映大气透明状况,这就必须选定和统一实行某种观测方法,以固定其它因子,使测定的最大水平能见距离只表达大气透明程度的单一因子影响。这样测出的能见度是气象能见度。气象能见度分白天气象能见度和夜间气象能见度。 3. 白天能见度与夜间能见度的观测有何不同? 白天能见度:

目标物背景对比度衰减规律:

一般白天目标物为扩展反射光源,目标物背景的固有亮度对比值,取 观测者、目标物背景的视亮度对比为: '

B0 B0

L距离后,目标物的固有亮度; K B为经0L'

B0 '

B 为经L距离后,背景的固有亮度。

L

由(3.12)式可写成:

BL B0e L BH(1 e L)

'则: B0 B01K L' B0 LB0

1 (e 1)'令: F(L)

0 L

1 (e 1)

称作传输函数,则有: B'

0KL K0F(L)

白天气象能见度及其观测法:

'

即 B B 则有

'

BL BL

KL '

BL

'' LBL B0e BH(1 e L)

若选择水平天空作为背景,那么,背景的固有亮度 应等于水平天空的视亮度

H

BH

F(L) e LKL K0e L

B0'

称为科希米德(Koschmieder)定律,它表达了目标物与水平天空背景亮度对比度衰减规律。 当这种衰减达到 时,相应的能见度距离为L KL

若选择深色物体作为目标物,即 ,相应 再取 ,则定出的最大能见度距离为: 0.02

Lmax

L

1

ln

K0

K0 1

B0 0

13.912

0.02 按上述规定的条件进行观测,测定的 只与大气消光

1

ln

系数 成单一函数关系。它只反映大气透明度的单一 影响,故视程 为气象能见距离,或气象视距。 夜间能见度:

Lmax

Lmax

夜间由于光照条件的限制,已不能使用一般的目标物,而只能用发光物体作为目标物。灯光目标物是

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