內羅畢

[拼音]:daqi nengjiandu

[英文]:visibility in atmosphere

視力正常的人能從背景(天空或地面)中識別出具有一定大小的目標物的最大距離,也稱氣象視程。按觀測者與目標物的所在高度不同分為水平能見度、斜視能見度和鉛直能見度三類。大氣能見度與航空、航海、陸上交通、高空攝影、天文觀測以及軍事行動等都有直接關係,是表徵大氣光學性質的常用要素,在實際觀測中分為10個等級。

白晝能見度

設目標物的視亮度為Lt,背景視亮度為Lb,這兩者的差異可用對比C 來表示:

C 是距離的函式。人眼對於遠處足夠大物體能分辨的最小的亮度對比值ε 稱為對比感閾,對視力正常的靜止觀測者而言,ε的平均值為0.02。當距離R 處的目標物滿足C(R)=ε,則R就是能見度。

在大氣水平均勻的假定下,可以匯出白天水平能見度R的基本方程:

式中μ是地平方向的消光係數;Lh是地平方向的天空亮度;C*=喣(L*t-L*b/L*b)喣是目標物和背景固有亮度的對比,L*t和L*b分別為目標物和背景的固有亮度。由基本方程可以看出,能見度與目標物、天空背景及大氣的光學特性都有關係。大氣越渾濁,即消光係數μ越大,能見度越小。對於以地平線附近的天空為背景的黑色目標物來說,L*b=Lh,L*t=0,所以基本方程可化簡為

。若取ε=0.02,則水平能見度R =3.912/μ(公里)。如能測出消光係數,則可根據此式計算出能見度。在可見光波段一般採用0.55微米波長的消光係數近似表示平均消光係數。因為大氣中的消光係數隨波長的增長而減小(見大氣消光),所以波長增長時,能見度將增大。消光係數與能見度和波長λ的關係為

式中R 以公里為單位,μλ以公里-1為單位。在實際觀測中,可根據測定的大氣消光係數來確定水平能見度,但對斜視能見度和鉛直能見度還沒有很好的測量方法。

夜間能見度夜間的能見度和白晝不同。每當黑夜來臨,物體和背景亮度大為減小,加上黑夜裡人眼對亮度或色彩的對比感覺較為遲鈍,不能根據亮度對比來確定能見度。此時對微弱的光流則較為敏感。黑夜裡某一光訊號能否被發現,主要取決於光源對觀測點所產生的照度。光強為I的點光源對距離r處的人眼產生的照度為

如果Es是人眼的照度感閾,則相應的夜間能見度V 將滿足:

所以夜間能見度取決於大氣的消光特性和光的強度,對同樣的大氣狀況,白天能見度和夜間能見度的關係為

參考書目

W.E.K.Middleton,Vision through the Atmosphere, Univ.of Toronto Press,Toronto,1952.