能见度的观测

1、能见度的观测能见度的观测2 知识结构概述概述1影响能见度的基本因子影响能见度的基本因子2水平能见度的观测水平能见度的观测3气象光学视程的仪器测量气象光学视程的仪器测量431. 概述概述 能见度就是能够看到周围景物的程度，用目标物的最大能见距离来表示。 分为水平能见度、垂直能见度、倾斜能见度。4 在气象上，它可以用来了解大气稳定度，判别气团属性 在环保方面，它能反映出大气污染的一些基本状况 在国防和国民经济建设方面，它是保证航空、航海、交通运输安全的一个重要因素1. 概述概述5能见度能见度的观测是气象观测的基本项目之一的观测是气象观测的基本项目之一 在天气分析方面能见度是天气观测的一在天气分析方

2、面能见度是天气观测的一部分。根据气象观测的能见度应用于描述气部分。根据气象观测的能见度应用于描述气团特征（陆地的对海洋的、极地或北极的对团特征（陆地的对海洋的、极地或北极的对热带的）的天气分析；有助于识别热带的）的天气分析；有助于识别边界层稳边界层稳定度、降水强度和雾的密度与空间范围定度、降水强度和雾的密度与空间范围的中的中尺度分析。尺度分析。所谓“能见”，在白天是指能够看到和辨认出目标物的轮廓和形体；在夜间是指能清楚地看见目标灯的发光点凡是看不清目标物的轮廓，认不清其形体，或者所见目标灯的发光点模糊，灯光散乱，都不算“能见”能见度的区别能见度的区别92.影响能见度的基本因子影响能见度的基本因

3、子1. 1.大气透明度大气透明度2. 2.目标物和背景的属性目标物和背景的属性 3.3.眼睛的视觉性能眼睛的视觉性能102.影响能见度的基本因子影响能见度的基本因子 假如有一目标物，假如有一目标物，其其原有亮度为原有亮度为B B，在通，在通过了过了距离为距离为dxdx的混浊的混浊空气后空气后，亮度被减小亮度被减小了了dBdB，其在这段距离，其在这段距离的的亮度改变率亮度改变率为为dB/B=-dB/B=-dxdx，其中，其中是大气的消光系数是大气的消光系数。若光线在均匀的大气若光线在均匀的大气中中通过的路径为通过的路径为L L时，时，则有则有LBBdxBdB00LeBB0得出得出 亮度随亮度随和

4、和L L的增加按的增加按指数规律减小指数规律减小，即大气中的，即大气中的悬浮质粒越多悬浮质粒越多，大气透明度，大气透明度就越差，目标物的就越差，目标物的能见距离能见距离也就越小也就越小。大气透明度大气透明度亮度改变率亮度改变率112.影响能见度的基本因子影响能见度的基本因子n“属性属性”指目标物和背景的大小、形状、色彩、指目标物和背景的大小、形状、色彩、亮度等特性。亮度等特性。n目标物能见与否，与其属性有很大关系目标物能见与否，与其属性有很大关系n大目标比小目标能见距离远一些大目标比小目标能见距离远一些n两个物体在亮度和色彩上差别较大时，物体比较容两个物体在亮度和色彩上差别较大时，物体比较容易

5、分辨，但色彩和大小都要受亮度影响易分辨，但色彩和大小都要受亮度影响n在这些因素中，在这些因素中，亮度起决定作用亮度起决定作用目标物和背景的属性目标物和背景的属性122.影响能见度的基本因子影响能见度的基本因子目标物和背景的属性目标物和背景的属性 设设目标物的目标物的亮度为亮度为B B0 0，背背景亮度为景亮度为B B。 亮度对比值亮度对比值K K定义为：目标定义为：目标物亮度物亮度B B0 0与背与背景亮度景亮度B B的绝的绝对差与其中大对差与其中大者之比，即者之比，即当当 B B0 0B B时时 K K（B B0 0B)/BB)/B0 0当当 B B0 0B B时时 K K（B BB B0

6、0)/B)/B 0K1 0K1 若若B B0 0B B，则，则K K0 0，此时，目标，此时，目标物和背景融合在一起，物和背景融合在一起，无法辨认目标无法辨认目标物物 若若B B0 00 0，或，或B B0 0，则，则K K1 1，目目标清晰可见标清晰可见。132.影响能见度的基本因子影响能见度的基本因子眼眼 睛睛 的的 视视 觉觉 性性 能能 当当K K0 0时，即目标物与背景亮度完全一样，就无时，即目标物与背景亮度完全一样，就无法从背景上区别出目标物来。但由于人眼镜的视觉法从背景上区别出目标物来。但由于人眼镜的视觉性能，实际上等不到性能，实际上等不到 K K0 0，而是，而是当当K K小到

7、某一数值小到某一数值后，人眼对亮度对比就已经感觉不到了后，人眼对亮度对比就已经感觉不到了，此时，此时，目标物已不能见了。目标物已不能见了。 我们把人眼开始不能从背景上再感觉到目标物我们把人眼开始不能从背景上再感觉到目标物时的亮度对比的最小值称为时的亮度对比的最小值称为 “对比视觉阈对比视觉阈” ，用用来表示来表示。 当当K K时，目标物能见，否则，目标物不能见。时，目标物能见，否则，目标物不能见。一般说来，具有正常视力的人，在野外观测条件下，一般说来，具有正常视力的人，在野外观测条件下，的平均值约为的平均值约为0.020.02。143. 水平能见度的观测水平能见度的观测1.1.气象能见度气象能

8、见度 2.2.有效能见度有效能见度 3.3.观测方法观测方法 （1 1）白天能见度的观测）白天能见度的观测 （2 2）夜间能见度的观测）夜间能见度的观测 153.水平能见度的观测水平能见度的观测 是指白炽灯发出是指白炽灯发出色温为色温为2700K2700K的的平行光束的光通量，在平行光束的光通量，在大气中削弱至大气中削弱至初始值的初始值的5%5%所所通过的路径长度通过的路径长度。 用来表示大气透明度。用来表示大气透明度。163.水平能见度的观测水平能见度的观测 是指视力正常的人，在当时天气条件是指视力正常的人，在当时天气条件下，下，能够从天空背景中看到和辨认出目标能够从天空背景中看到和辨认出目

9、标物（黑色，大小适度）的物（黑色，大小适度）的最大水平距离最大水平距离； 夜间则是能看到和确定出一定强度灯夜间则是能看到和确定出一定强度灯光的最大水平距离。光的最大水平距离。影响目标物能见度的因子很多，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能见距离只表达大气透明程度的单一因子影响。单一因子影响。173.水平能见度的观测水平能见度的观测 有效能见度：是指周围

10、有效能见度：是指周围视野中视野中二分之一以上二分之一以上的范围的范围都能看到的都能看到的最大水平距离最大水平距离。 记录时以千米为单位取记录时以千米为单位取小数一位。小数一位。183.水平能见度的观测水平能见度的观测白天能见度的观测白天能见度的观测1 1、选定目标物时，应尽可能、选定目标物时，应尽可能以天空为背景以天空为背景；2 2、大小适度大小适度，视角以，视角以0.50.55.05.0之间为宜；之间为宜；3 3、仰角不宜超过仰角不宜超过6 6，以越接近水平方向越好；以越接近水平方向越好；4 4、颜色应当越深越好颜色应当越深越好，而且亮度一年四季不变或少变的；，而且亮度一年四季不变或少变的；

11、5 5、浅色，反光强的物体不适宜选为目标物。、浅色，反光强的物体不适宜选为目标物。 目标物选定后，要测定观测点与目标物的距离和目标目标物选定后，要测定观测点与目标物的距离和目标物所在的方位，绘制能见度目标物分布图物所在的方位，绘制能见度目标物分布图193.水平能见度的观测水平能见度的观测能见度目标分布图能见度目标分布图 绘图方法：一般是绘图方法：一般是先在纸上画九个同心先在纸上画九个同心圆。圆心代表观测点，圆。圆心代表观测点，自近而远地每圈分别自近而远地每圈分别代表代表 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离。然后把所有目标离。然后把所有目标物，以其简略图形或物，以其简略图形或编号按其所在方位、编号按其所在方位、距离分别标在相应的距离分别标在相应的位置上。位置上。xx气象站 能见度目标物(灯)登记表 213.水平能见度的观测水平能见度的观测白天能见度的观测白天能见度的观测 在沙漠、草原、海岛或其它地物稀少的地区，在沙漠、草原、海岛或其它地物稀少的地区，可采用可采用人工设置目标物人工设置目标物，并视其清晰程度来判定能，并视其清晰程度来判定能见度。见度。 人工设置的目标物，一般多用来估计人工设置的目标物，一般多用来估计1.1.千米以千米以内的能见度，其大小要适度，材料因地

13、制宜内的能见度，其大小要适度，材料因地制宜( (木板、木板、土墙、水泥预制件等土墙、水泥预制件等) )，向着观测点的一面应涂成黑，向着观测点的一面应涂成黑色，以与天空背景有清楚的对比。靠近海色，以与天空背景有清楚的对比。靠近海( (湖湖) )岸的岸的站或海岛站，其朝向海站或海岛站，其朝向海( (湖湖) )方向的能见度，还可以方向的能见度，还可以水天线水天线( (即海、天相接的线即海、天相接的线) )的清晰程度。的清晰程度。223.水平能见度的观测水平能见度的观测夜夜 间间 能能 见见 度度 的的 观观 测测 夜间由于光照条件限制，能见度观测最好是夜间由于光照条件限制，能见度观测最好是用发光物用

14、发光物体作为目标物体作为目标物，根据灯光强度和距离，查出相应的能见距，根据灯光强度和距离，查出相应的能见距离。目标灯应选择位于开阔地带不受地方性烟雾影响的、离。目标灯应选择位于开阔地带不受地方性烟雾影响的、灯光强度不变的、不带颜色的、没有灯罩的、白色的、孤灯光强度不变的、不带颜色的、没有灯罩的、白色的、孤立的点光源。在无条件利用目标灯进行观测的情况下，则立的点光源。在无条件利用目标灯进行观测的情况下，则只能只能根据天黑前能见度的变化趋势，当时天气现象和气象根据天黑前能见度的变化趋势，当时天气现象和气象要素的变化情况，结合实践经验加以估计要素的变化情况，结合实践经验加以估计。夜间观测能见。夜间观

15、测能见度时，应在黑暗处停留至少五分钟，待眼睛适应环境后进度时，应在黑暗处停留至少五分钟，待眼睛适应环境后进行观测。凡是有条件的地方，均应在各方向选择一些固定行观测。凡是有条件的地方，均应在各方向选择一些固定的目标灯来作为观测能见度的依据。的目标灯来作为观测能见度的依据。234.气象光学视程的仪器测量气象光学视程的仪器测量用于测量气象光学视程的仪器可分为以下两类：用于测量气象光学视程的仪器可分为以下两类：（1 1）用于测量）用于测量水平空气柱水平空气柱的的消光系数消光系数或或透射因透射因数数。 光的衰减是由沿光束路径上的微粒散射和光的衰减是由沿光束路径上的微粒散射和吸收造成的。吸收造成的。（2

16、2）用于测量）用于测量小体积空气小体积空气对光的对光的散射系数散射系数。 在自然雾中，吸收通常可忽略，散射系数在自然雾中，吸收通常可忽略，散射系数可视作与消光系数相同。可视作与消光系数相同。 244.气象光学视程的仪器测量气象光学视程的仪器测量（1 1）透射）透射能见度仪能见度仪 透射能见度仪采用测量发射器和接收器透射能见度仪采用测量发射器和接收器之间水平空气柱的平均消光之间水平空气柱的平均消光( (透射透射) )系数而算系数而算出能见度。出能见度。 发射器提供一个经过调制的定常平均功发射器提供一个经过调制的定常平均功率的光通量源，接收器主要由一个光检测器率的光通量源，接收器主要由一个光检测器

17、组成。组成。 由光检测器输出测定透射系数，再据此计由光检测器输出测定透射系数，再据此计算消光系数和气象光学视程。算消光系数和气象光学视程。 254.气象光学视程的仪器测量气象光学视程的仪器测量透射仪的准确度透射仪的准确度发射器和接收器的准直性不正确；发射器和接收器的准直性不正确；发射器和接收器安装的刚性和稳定性不牢靠；发射器和接收器安装的刚性和稳定性不牢靠；光源的老化和中心位置不正确；光源的老化和中心位置不正确；校准误差（能见度太低或在不稳定的情况下进行校准影响消光系数）；校准误差（能见度太低或在不稳定的情况下进行校准影响消光系数）；系统的电子设备的不稳定性；系统的电子设备的不稳定性；消光系数

18、作为低通信号进行远距离输送时，受到电磁场的干扰（尤其是消光系数作为低通信号进行远距离输送时，受到电磁场的干扰（尤其是在机场），这时最好采用数字化信号；在机场），这时最好采用数字化信号；来源于日出或日落的干扰和透射仪初始定向不良；来源于日出或日落的干扰和透射仪初始定向不良；大气污染沾污光学系统；大气污染沾污光学系统；局地大气状况（阵雨、强风和雪等）导致不具有代表性的消光系数读数局地大气状况（阵雨、强风和雪等）导致不具有代表性的消光系数读数或背离或背离KoschmiederKoschmieder定律。定律。 264.气象光学视程的仪器测量气象光学视程的仪器测量（2 2）散射）散射能见度仪能见度仪 散射能见度仪是测量散射系数从而估算出气象光散射能见度仪是测量散射系数从而估算出气象光学视程的仪器。学视程的仪器。284.气象光学视程的仪器测量气象光学视程的仪器测量散射仪的准确度：散射仪的准确度：校准误差（能见度太低或在不稳定的情况下进行校准影响消光系数）；校准误差（能见度太低或在不稳定的情况下进行校准影响消光系数）；当校准中使用不透明散射体时，在程序或材料上缺乏重复性；当校准中使用不透明散射体时，在程序或材料上缺乏重复性；系统的电子器件的不稳定性；系统的电子器件的不稳定性；将散射系数以较弱的电流或电压信号进行远程传输时，受电磁场的干将散射系数以较弱的电流或电压信号进行远程传输时