1、能見度的觀測(cè)能見度的觀測(cè)2 知識(shí)結(jié)構(gòu)概述概述1影響能見度的基本因子影響能見度的基本因子2水平能見度的觀測(cè)水平能見度的觀測(cè)3氣象光學(xué)視程的儀器測(cè)量氣象光學(xué)視程的儀器測(cè)量431. 概述概述 能見度就是能夠看到周圍景物的程度，用目標(biāo)物的最大能見距離來表示。 分為水平能見度、垂直能見度、傾斜能見度。4 在氣象上，它可以用來了解大氣穩(wěn)定度，判別氣團(tuán)屬性 在環(huán)保方面，它能反映出大氣污染的一些基本狀況 在國防和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面，它是保證航空、航海、交通運(yùn)輸安全的一個(gè)重要因素1. 概述概述5能見度能見度的觀測(cè)是氣象觀測(cè)的基本項(xiàng)目之一的觀測(cè)是氣象觀測(cè)的基本項(xiàng)目之一 在天氣分析方面能見度是天氣觀測(cè)的一在天氣分析方

2、面能見度是天氣觀測(cè)的一部分。根據(jù)氣象觀測(cè)的能見度應(yīng)用于描述氣部分。根據(jù)氣象觀測(cè)的能見度應(yīng)用于描述氣團(tuán)特征（陸地的對(duì)海洋的、極地或北極的對(duì)團(tuán)特征（陸地的對(duì)海洋的、極地或北極的對(duì)熱帶的）的天氣分析；有助于識(shí)別熱帶的）的天氣分析；有助于識(shí)別邊界層穩(wěn)邊界層穩(wěn)定度、降水強(qiáng)度和霧的密度與空間范圍定度、降水強(qiáng)度和霧的密度與空間范圍的中的中尺度分析。尺度分析。所謂“能見”，在白天是指能夠看到和辨認(rèn)出目標(biāo)物的輪廓和形體；在夜間是指能清楚地看見目標(biāo)燈的發(fā)光點(diǎn)凡是看不清目標(biāo)物的輪廓，認(rèn)不清其形體，或者所見目標(biāo)燈的發(fā)光點(diǎn)模糊，燈光散亂，都不算“能見”能見度的區(qū)別能見度的區(qū)別92.影響能見度的基本因子影響能見度的基本因

3、子1. 1.大氣透明度大氣透明度2. 2.目標(biāo)物和背景的屬性目標(biāo)物和背景的屬性 3.3.眼睛的視覺性能眼睛的視覺性能102.影響能見度的基本因子影響能見度的基本因子 假如有一目標(biāo)物，假如有一目標(biāo)物，其其原有亮度為原有亮度為B B，在通，在通過了過了距離為距離為dxdx的混濁的混濁空氣后空氣后，亮度被減小亮度被減小了了dBdB，其在這段距離，其在這段距離的的亮度改變率亮度改變率為為dB/B=-dB/B=-dxdx，其中，其中是大氣的消光系數(shù)是大氣的消光系數(shù)。若光線在均勻的大氣若光線在均勻的大氣中中通過的路徑為通過的路徑為L L時(shí)，時(shí)，則有則有LBBdxBdB00LeBB0得出得出 亮度隨亮度隨和

4、和L L的增加按的增加按指數(shù)規(guī)律減小指數(shù)規(guī)律減小，即大氣中的，即大氣中的懸浮質(zhì)粒越多懸浮質(zhì)粒越多，大氣透明度，大氣透明度就越差，目標(biāo)物的就越差，目標(biāo)物的能見距離能見距離也就越小也就越小。大氣透明度大氣透明度亮度改變率亮度改變率112.影響能見度的基本因子影響能見度的基本因子n“屬性屬性”指目標(biāo)物和背景的大小、形狀、色彩、指目標(biāo)物和背景的大小、形狀、色彩、亮度等特性。亮度等特性。n目標(biāo)物能見與否，與其屬性有很大關(guān)系目標(biāo)物能見與否，與其屬性有很大關(guān)系n大目標(biāo)比小目標(biāo)能見距離遠(yuǎn)一些大目標(biāo)比小目標(biāo)能見距離遠(yuǎn)一些n兩個(gè)物體在亮度和色彩上差別較大時(shí)，物體比較容兩個(gè)物體在亮度和色彩上差別較大時(shí)，物體比較容易

5、分辨，但色彩和大小都要受亮度影響易分辨，但色彩和大小都要受亮度影響n在這些因素中，在這些因素中，亮度起決定作用亮度起決定作用目標(biāo)物和背景的屬性目標(biāo)物和背景的屬性122.影響能見度的基本因子影響能見度的基本因子目標(biāo)物和背景的屬性目標(biāo)物和背景的屬性 設(shè)設(shè)目標(biāo)物的目標(biāo)物的亮度為亮度為B B0 0，背背景亮度為景亮度為B B。 亮度對(duì)比值亮度對(duì)比值K K定義為：目標(biāo)定義為：目標(biāo)物亮度物亮度B B0 0與背與背景亮度景亮度B B的絕的絕對(duì)差與其中大對(duì)差與其中大者之比，即者之比，即當(dāng)當(dāng) B B0 0B B時(shí)時(shí) K K（B B0 0B)/BB)/B0 0當(dāng)當(dāng) B B0 0B B時(shí)時(shí) K K（B BB B0

6、0)/B)/B 0K1 0K1 若若B B0 0B B，則，則K K0 0，此時(shí)，目標(biāo)，此時(shí)，目標(biāo)物和背景融合在一起，物和背景融合在一起，無法辨認(rèn)目標(biāo)無法辨認(rèn)目標(biāo)物物 若若B B0 00 0，或，或B B0 0，則，則K K1 1，目目標(biāo)清晰可見標(biāo)清晰可見。132.影響能見度的基本因子影響能見度的基本因子眼眼 睛睛 的的 視視 覺覺 性性 能能 當(dāng)當(dāng)K K0 0時(shí)，即目標(biāo)物與背景亮度完全一樣，就無時(shí)，即目標(biāo)物與背景亮度完全一樣，就無法從背景上區(qū)別出目標(biāo)物來。但由于人眼鏡的視覺法從背景上區(qū)別出目標(biāo)物來。但由于人眼鏡的視覺性能，實(shí)際上等不到性能，實(shí)際上等不到 K K0 0，而是，而是當(dāng)當(dāng)K K小到

7、某一數(shù)值小到某一數(shù)值后，人眼對(duì)亮度對(duì)比就已經(jīng)感覺不到了后，人眼對(duì)亮度對(duì)比就已經(jīng)感覺不到了，此時(shí)，此時(shí)，目標(biāo)物已不能見了。目標(biāo)物已不能見了。 我們把人眼開始不能從背景上再感覺到目標(biāo)物我們把人眼開始不能從背景上再感覺到目標(biāo)物時(shí)的亮度對(duì)比的最小值稱為時(shí)的亮度對(duì)比的最小值稱為 “對(duì)比視覺閾對(duì)比視覺閾” ，用用來表示來表示。 當(dāng)當(dāng)K K時(shí)，目標(biāo)物能見，否則，目標(biāo)物不能見。時(shí)，目標(biāo)物能見，否則，目標(biāo)物不能見。一般說來，具有正常視力的人，在野外觀測(cè)條件下，一般說來，具有正常視力的人，在野外觀測(cè)條件下，的平均值約為的平均值約為0.020.02。143. 水平能見度的觀測(cè)水平能見度的觀測(cè)1.1.氣象能見度氣象能

8、見度 2.2.有效能見度有效能見度 3.3.觀測(cè)方法觀測(cè)方法 （1 1）白天能見度的觀測(cè)）白天能見度的觀測(cè) （2 2）夜間能見度的觀測(cè)）夜間能見度的觀測(cè) 153.水平能見度的觀測(cè)水平能見度的觀測(cè) 是指白熾燈發(fā)出是指白熾燈發(fā)出色溫為色溫為2700K2700K的的平行光束的光通量，在平行光束的光通量，在大氣中削弱至大氣中削弱至初始值的初始值的5%5%所所通過的路徑長度通過的路徑長度。 用來表示大氣透明度。用來表示大氣透明度。163.水平能見度的觀測(cè)水平能見度的觀測(cè) 是指視力正常的人，在當(dāng)時(shí)天氣條件是指視力正常的人，在當(dāng)時(shí)天氣條件下，下，能夠從天空背景中看到和辨認(rèn)出目標(biāo)能夠從天空背景中看到和辨認(rèn)出目

9、標(biāo)物（黑色，大小適度）的物（黑色，大小適度）的最大水平距離最大水平距離； 夜間則是能看到和確定出一定強(qiáng)度燈夜間則是能看到和確定出一定強(qiáng)度燈光的最大水平距離。光的最大水平距離。影響目標(biāo)物能見度的因子很多，影響目標(biāo)物能見度的因子很多，而氣象工作中，需要能見度只反而氣象工作中，需要能見度只反映大氣透明狀況，這就必須選定映大氣透明狀況，這就必須選定和統(tǒng)一實(shí)行某種觀測(cè)方法，以固和統(tǒng)一實(shí)行某種觀測(cè)方法，以固定其它因子，使測(cè)定的最大水平定其它因子，使測(cè)定的最大水平能見距離只表達(dá)大氣透明程度的能見距離只表達(dá)大氣透明程度的單一因子影響。單一因子影響。173.水平能見度的觀測(cè)水平能見度的觀測(cè) 有效能見度：是指周圍

10、有效能見度：是指周圍視野中視野中二分之一以上二分之一以上的范圍的范圍都能看到的都能看到的最大水平距離最大水平距離。 記錄時(shí)以千米為單位取記錄時(shí)以千米為單位取小數(shù)一位。小數(shù)一位。183.水平能見度的觀測(cè)水平能見度的觀測(cè)白天能見度的觀測(cè)白天能見度的觀測(cè)1 1、選定目標(biāo)物時(shí)，應(yīng)盡可能、選定目標(biāo)物時(shí)，應(yīng)盡可能以天空為背景以天空為背景；2 2、大小適度大小適度，視角以，視角以0.50.55.05.0之間為宜；之間為宜；3 3、仰角不宜超過仰角不宜超過6 6，以越接近水平方向越好；以越接近水平方向越好；4 4、顏色應(yīng)當(dāng)越深越好顏色應(yīng)當(dāng)越深越好，而且亮度一年四季不變或少變的；，而且亮度一年四季不變或少變的；

11、5 5、淺色，反光強(qiáng)的物體不適宜選為目標(biāo)物。、淺色，反光強(qiáng)的物體不適宜選為目標(biāo)物。 目標(biāo)物選定后，要測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)與目標(biāo)物的距離和目標(biāo)目標(biāo)物選定后，要測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)與目標(biāo)物的距離和目標(biāo)物所在的方位，繪制能見度目標(biāo)物分布圖物所在的方位，繪制能見度目標(biāo)物分布圖193.水平能見度的觀測(cè)水平能見度的觀測(cè)能見度目標(biāo)分布圖能見度目標(biāo)分布圖 繪圖方法：一般是繪圖方法：一般是先在紙上畫九個(gè)同心先在紙上畫九個(gè)同心圓。圓心代表觀測(cè)點(diǎn)，圓。圓心代表觀測(cè)點(diǎn)，自近而遠(yuǎn)地每圈分別自近而遠(yuǎn)地每圈分別代表代表 0.10.1、0.20.2、0.50.5、1.01.0、2.02.0、5.05.0、10.010.0、20.020.0、50

12、.050.0千米千米的距的距離。然后把所有目標(biāo)離。然后把所有目標(biāo)物，以其簡略圖形或物，以其簡略圖形或編號(hào)按其所在方位、編號(hào)按其所在方位、距離分別標(biāo)在相應(yīng)的距離分別標(biāo)在相應(yīng)的位置上。位置上。xx氣象站 能見度目標(biāo)物(燈)登記表 213.水平能見度的觀測(cè)水平能見度的觀測(cè)白天能見度的觀測(cè)白天能見度的觀測(cè) 在沙漠、草原、海島或其它地物稀少的地區(qū)，在沙漠、草原、海島或其它地物稀少的地區(qū)，可采用可采用人工設(shè)置目標(biāo)物人工設(shè)置目標(biāo)物，并視其清晰程度來判定能，并視其清晰程度來判定能見度。見度。 人工設(shè)置的目標(biāo)物，一般多用來估計(jì)人工設(shè)置的目標(biāo)物，一般多用來估計(jì)1.1.千米以千米以內(nèi)的能見度，其大小要適度，材料因地

13、制宜內(nèi)的能見度，其大小要適度，材料因地制宜( (木板、木板、土墻、水泥預(yù)制件等土墻、水泥預(yù)制件等) )，向著觀測(cè)點(diǎn)的一面應(yīng)涂成黑，向著觀測(cè)點(diǎn)的一面應(yīng)涂成黑色，以與天空背景有清楚的對(duì)比。靠近海色，以與天空背景有清楚的對(duì)比?？拷? (湖湖) )岸的岸的站或海島站，其朝向海站或海島站，其朝向海( (湖湖) )方向的能見度，還可以方向的能見度，還可以水天線水天線( (即海、天相接的線即海、天相接的線) )的清晰程度。的清晰程度。223.水平能見度的觀測(cè)水平能見度的觀測(cè)夜夜 間間 能能 見見 度度 的的 觀觀 測(cè)測(cè) 夜間由于光照條件限制，能見度觀測(cè)最好是夜間由于光照條件限制，能見度觀測(cè)最好是用發(fā)光物用

14、發(fā)光物體作為目標(biāo)物體作為目標(biāo)物，根據(jù)燈光強(qiáng)度和距離，查出相應(yīng)的能見距，根據(jù)燈光強(qiáng)度和距離，查出相應(yīng)的能見距離。目標(biāo)燈應(yīng)選擇位于開闊地帶不受地方性煙霧影響的、離。目標(biāo)燈應(yīng)選擇位于開闊地帶不受地方性煙霧影響的、燈光強(qiáng)度不變的、不帶顏色的、沒有燈罩的、白色的、孤燈光強(qiáng)度不變的、不帶顏色的、沒有燈罩的、白色的、孤立的點(diǎn)光源。在無條件利用目標(biāo)燈進(jìn)行觀測(cè)的情況下，則立的點(diǎn)光源。在無條件利用目標(biāo)燈進(jìn)行觀測(cè)的情況下，則只能只能根據(jù)天黑前能見度的變化趨勢(shì)，當(dāng)時(shí)天氣現(xiàn)象和氣象根據(jù)天黑前能見度的變化趨勢(shì)，當(dāng)時(shí)天氣現(xiàn)象和氣象要素的變化情況，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)加以估計(jì)要素的變化情況，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)加以估計(jì)。夜間觀測(cè)能見。夜間觀

15、測(cè)能見度時(shí)，應(yīng)在黑暗處停留至少五分鐘，待眼睛適應(yīng)環(huán)境后進(jìn)度時(shí)，應(yīng)在黑暗處停留至少五分鐘，待眼睛適應(yīng)環(huán)境后進(jìn)行觀測(cè)。凡是有條件的地方，均應(yīng)在各方向選擇一些固定行觀測(cè)。凡是有條件的地方，均應(yīng)在各方向選擇一些固定的目標(biāo)燈來作為觀測(cè)能見度的依據(jù)。的目標(biāo)燈來作為觀測(cè)能見度的依據(jù)。234.氣象光學(xué)視程的儀器測(cè)量氣象光學(xué)視程的儀器測(cè)量用于測(cè)量氣象光學(xué)視程的儀器可分為以下兩類：用于測(cè)量氣象光學(xué)視程的儀器可分為以下兩類：（1 1）用于測(cè)量）用于測(cè)量水平空氣柱水平空氣柱的的消光系數(shù)消光系數(shù)或或透射因透射因數(shù)數(shù)。 光的衰減是由沿光束路徑上的微粒散射和光的衰減是由沿光束路徑上的微粒散射和吸收造成的。吸收造成的。（2

16、2）用于測(cè)量）用于測(cè)量小體積空氣小體積空氣對(duì)光的對(duì)光的散射系數(shù)散射系數(shù)。 在自然霧中，吸收通常可忽略，散射系數(shù)在自然霧中，吸收通?？珊雎?，散射系數(shù)可視作與消光系數(shù)相同。可視作與消光系數(shù)相同。 244.氣象光學(xué)視程的儀器測(cè)量氣象光學(xué)視程的儀器測(cè)量（1 1）透射）透射能見度儀能見度儀 透射能見度儀采用測(cè)量發(fā)射器和接收器透射能見度儀采用測(cè)量發(fā)射器和接收器之間水平空氣柱的平均消光之間水平空氣柱的平均消光( (透射透射) )系數(shù)而算系數(shù)而算出能見度。出能見度。 發(fā)射器提供一個(gè)經(jīng)過調(diào)制的定常平均功發(fā)射器提供一個(gè)經(jīng)過調(diào)制的定常平均功率的光通量源，接收器主要由一個(gè)光檢測(cè)器率的光通量源，接收器主要由一個(gè)光檢測(cè)器

17、組成。組成。 由光檢測(cè)器輸出測(cè)定透射系數(shù)，再據(jù)此計(jì)由光檢測(cè)器輸出測(cè)定透射系數(shù)，再據(jù)此計(jì)算消光系數(shù)和氣象光學(xué)視程。算消光系數(shù)和氣象光學(xué)視程。 254.氣象光學(xué)視程的儀器測(cè)量氣象光學(xué)視程的儀器測(cè)量透射儀的準(zhǔn)確度透射儀的準(zhǔn)確度發(fā)射器和接收器的準(zhǔn)直性不正確；發(fā)射器和接收器的準(zhǔn)直性不正確；發(fā)射器和接收器安裝的剛性和穩(wěn)定性不牢靠；發(fā)射器和接收器安裝的剛性和穩(wěn)定性不牢靠；光源的老化和中心位置不正確；光源的老化和中心位置不正確；校準(zhǔn)誤差（能見度太低或在不穩(wěn)定的情況下進(jìn)行校準(zhǔn)影響消光系數(shù)）；校準(zhǔn)誤差（能見度太低或在不穩(wěn)定的情況下進(jìn)行校準(zhǔn)影響消光系數(shù)）；系統(tǒng)的電子設(shè)備的不穩(wěn)定性；系統(tǒng)的電子設(shè)備的不穩(wěn)定性；消光系數(shù)

18、作為低通信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送時(shí)，受到電磁場(chǎng)的干擾（尤其是消光系數(shù)作為低通信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送時(shí)，受到電磁場(chǎng)的干擾（尤其是在機(jī)場(chǎng)），這時(shí)最好采用數(shù)字化信號(hào)；在機(jī)場(chǎng)），這時(shí)最好采用數(shù)字化信號(hào)；來源于日出或日落的干擾和透射儀初始定向不良；來源于日出或日落的干擾和透射儀初始定向不良；大氣污染沾污光學(xué)系統(tǒng)；大氣污染沾污光學(xué)系統(tǒng)；局地大氣狀況（陣雨、強(qiáng)風(fēng)和雪等）導(dǎo)致不具有代表性的消光系數(shù)讀數(shù)局地大氣狀況（陣雨、強(qiáng)風(fēng)和雪等）導(dǎo)致不具有代表性的消光系數(shù)讀數(shù)或背離或背離KoschmiederKoschmieder定律。定律。 264.氣象光學(xué)視程的儀器測(cè)量氣象光學(xué)視程的儀器測(cè)量（2 2）散射）散射能見度儀能見度儀 散射能見度儀是測(cè)量散射系數(shù)從而估算出氣象光散射能見度儀是測(cè)量散射系數(shù)從而估算出氣象光學(xué)視程的儀器。學(xué)視程的儀器。284.氣象光學(xué)視程的儀器測(cè)量氣象光學(xué)視程的儀器測(cè)量散射儀的準(zhǔn)確度：散射儀的準(zhǔn)確度：校準(zhǔn)誤差（能見度太低或在不穩(wěn)定的情況下進(jìn)行校準(zhǔn)影響消光系數(shù)）；校準(zhǔn)誤差（能見度太低或在不穩(wěn)定的情況下進(jìn)行校準(zhǔn)影響消光系數(shù)）；當(dāng)校準(zhǔn)中使用不透明散射體時(shí)，在程序或材料上缺乏重復(fù)性；當(dāng)校準(zhǔn)中使用不透明散射體時(shí)，在程序或材料上缺乏重復(fù)性；系統(tǒng)的電子器件的不穩(wěn)定性；系統(tǒng)的電子器件的不穩(wěn)定性；將散射系數(shù)以較弱的電流或電壓信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸時(shí)，受電磁場(chǎng)的干將散射系數(shù)以較弱的電流或電壓信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸時(shí)