大气能见度

[拼音]：daqi nengjiandu

[外文]：visibility in atmosphere

视力正常的人能从背景（天空或地面）中识别出具有一定大小的目标物的最大距离，也称气象视程。按观测者与目标物的所在高度不同分为水平能见度、斜视能见度和铅直能见度三类。大气能见度与航空、航海、陆上交通、高空摄影、天文观测以及军事行动等都有直接关系，是表征大气光学性质的常用要素，在实际观测中分为10个等级。

图 白昼能见度

设目标物的视亮度为Lt，背景视亮度为Lb，这两者的差异可用对比C 来表示：

C 是距离的函数。人眼对于远处足够大物体能分辨的最小的亮度对比值ε 称为对比感阈，对视力正常的静止观测者而言，ε的平均值为0.02。当距离R 处的目标物满足C(R)=ε，则R就是能见度。

在大气水平均匀的假定下，可以导出白天水平能见度R的基本方程:

式中μ是地平方向的消光系数；Lh是地平方向的天空亮度；C*=喣(L*t-L*b/L*b)喣是目标物和背景固有亮度的对比，L*t和L*b分别为目标物和背景的固有亮度。由基本方程可以看出，能见度与目标物、天空背景及大气的光学特性都有关系。大气越浑浊，即消光系数μ越大，能见度越小。对于以地平线附近的天空为背景的黑色目标物来说，L*b=Lh，L*t=0，所以基本方程可化简为。若取ε=0.02，则水平能见度R =3.912/μ（公里）。如能测出消光系数，则可根据此式计算出能见度。在可见光波段一般采用0.55微米波长的消光系数近似表示平均消光系数。因为大气中的消光系数随波长的增长而减小（见大气消光），所以波长增长时，能见度将增大。消光系数与能见度和波长λ的关系为

式中R 以公里为单位，μλ以公里-1为单位。在实际观测中，可根据测定的大气消光系数来确定水平能见度，但对斜视能见度和铅直能见度还没有很好的测量方法。

夜间能见度　夜间的能见度和白昼不同。每当黑夜来临，物体和背景亮度大为减小，加上黑夜里人眼对亮度或色彩的对比感觉较为迟钝，不能根据亮度对比来确定能见度。此时对微弱的光流则较为敏感。黑夜里某一光信号能否被发现，主要取决于光源对观测点所产生的照度。光强为I的点光源对距离r处的人眼产生的照度为

如果Es是人眼的照度感阈，则相应的夜间能见度V 将满足：

所以夜间能见度取决于大气的消光特性和光的强度，对同样的大气状况，白天能见度和夜间能见度的关系为

参考书目
  1. W.E.K.Middleton，Vision through the Atmosphere， Univ.of Toronto Press，Toronto，1952.
阅读全文