能见度、天气现象的观测

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观测能见度有什么意义？
• 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。
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2.影响能见度的因子
➢大气透明度 ➢目标物和背景的属性—亮度对比 K
➢观测者的视觉性能—对比视感阈 ε
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目标物的选择
在气象站四周不同方向、不同距离上选择若干固 定能见度目标物。
① 颜色应当越深越好，且亮度要一年四季不变或 少变。 ② 应尽可能以天空为背景，且与背景的距离尽可 能远一些。 ③ 大小要适度，视角以0.5～5.0°之间为宜。 ④ 目标物的仰角不宜超过6°。
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目 标 物 分 布 图 的 测 绘
表示这种差异的指标是亮度的对比值K：
K=（B0-B)/B0 或 K=(B-B0)/B
K=1 目标最清晰 K=0 目标不能见
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➢观测者的视觉性能（对比视感阈ε）
当K=0时，无法辨别目标物。但由于人眼视觉性能，
等不到K=0而是当K小到某一数值ε后，人眼对亮度对
比就已经感觉不到。 把人眼开始不能从背景上再感觉到目标物的亮度对比
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无条件利用目标灯进行观测的情况下：
根据天黑前能见度的实况和变化趋势，结合观测时 天气现象、湿度、风等气象要素的变化情况，以及 实践经验加以判定。
月光较明亮时，可根据目标物的能见与否来判定： ✓只要能隐约地分辨出比较高大的目标物的轮廓， 该目标物距离就可定为能见距离； ✓如能清楚分辨时，能见距离可定为大于该目标物 的距离。
看不清目标物的轮廓，认不清其形体，或所见目 标灯发光点模糊，灯光散乱。
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1.基本概念
➢能见度分类：
按照观测者与目标物的相对位置，分为水平能见度、 垂直能见度、倾斜能见度。
➢能见度单位：
以千米为单位，取一位小数，不足0.1km记0.0 。
➢能见度测量方法：
✓目测 ✓器测：主要仪器为透射能见度仪、散射能见度仪。
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人工观测
能见度观测必须选择在视野开阔，能看到所 有目标物的固定地点。
根据“能见”的最远目标物和“不能见”的 最近目标物，从而判定当时的能见距离。
如观测到某方向、某一目标物刚好能见，而 再远一些的目标物就不能见时，刚好能见的 目标物的距离就是该方向的能见距离。
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如某一目标物轮廓清晰，但没有更远的或看不到 更远的目标物时，可参考下述几点酌情判定：
目标物的颜色、细微部分（如村庄的单个树木、远处房屋 的门窗等）清晰可辨时，能见度通常可定为该目标物距离 的五倍以上； ⑵ 目标物的颜色、细微部分隐约可辨时，能见度可定为该 目标物距离的二倍半到五倍； ⑶ 目标物的颜色、细微部分很难分辨时，能见度可定为大 于该目标物的距离，但不应超过二倍半。
应考虑目标物的大小，背景颜色，以及当时的光 照等情况。
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灯光目标物的选择
有条件地方，均应在各个方向选择一些固定的目 标灯或专门设置的目标灯作为观测能见度的依据。 但应注意：
⑴ 应选择孤立的点光源作为目标灯； ⑵ 灯光强度应固定不变； ⑶ 应是不带颜色、没有灯罩的白色光源； ⑷ 应位于开阔地带，不受地方性烟雾的影响。
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人工观测
夜间观测能见度时，观测员应先在黑暗处 停留5—15分钟，待眼睛适应环境后进行 观测。 根据最远目标灯能见与否确定能见距离。
的最小值称“对比视感阈”，用ε表示。
当K>ε时，目标物可见； 当K<ε时，目标物不可见； 当K=ε时，目标物若隐若现，为临界状态。
ε的大小主要取决于观测者的视力，观测时的 光照条件和目标物视角观测能见度，一般指有效水平能见度。 有效水平能见度：是指四周视野中二分之一 以上的范围能看到的目标物的最大水平距离。
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4.能见度的仪器测量
➢气象光学视程:
是指白炽灯发出色温为2700K的平行光束的光通量，在大 气中削弱至初始值的5%所通过的路途长度，用来表示大气 透明度。（能见度用气象光学视程表示）
➢用于测量气象光学视程的仪器可分为以下两类：
（1）用于测量水平空气柱的消光系数或透射因数。光的衰 减是由沿光束路径上的微粒散射和吸收造成的。
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➢大气透明程度（主要影响因子）
空气中所含气体分子和悬浮的微小质点能削 弱通过空气层光线的能量。大气及其所含杂 质对光线能量的散射、吸收、反射是决定大 气透明度的基本因素。 悬浮质粒越多，大气透明度越差，目标物的 能见距离越小。
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➢目标物和背景的属性（亮度对比 K）
目标物能见与否，不仅取决于本身亮度，更 主要是取决于它同背景的亮度差异，暗物在 亮的背景衬托下清晰可见，反之亦然。
能见度、天气现象的观测
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3.1 能见度的观测
1.基本概念 2.影响因子 3.气象能见度的目测 4.能见度的仪器测量
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1.基本概念
➢能见度定义：
指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。
“能见”：
在白天指能看到和辨认出目标物的轮廓和形体， 在夜间指能清楚看到目标灯的发光点。
“不能见”：
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➢白天能见度：
是指视力正常（对比视感阈为0.05）的人，在当时 天气条件下，能够从天空背景中看到和辨认的目 标物（黑色、大小适度）的最大水平距离。
➢夜间能见度：
⑴ 假定总体照明增加到正常白天水平，适当大小 的黑色目标物能被看到和辨认出的最大距离。 ⑵ 中等强度的发光体能被看到和识别的最大距离。
（2）用于测量小体积空气对光的散射系数。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。
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➢透射式能见度仪
工作原理：设置一人 工光源，在一定距离外 检测光源衰减程度，计 算其大气衰减系数（即 消光系数）即可换算出 能见距离。
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适用范围： 仅用于一些对能见度测 量要求较高的测站，如 机场；或是做为散射仪 的检定标准。
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优点： ✓采样体积大，测量精度高，是标准仪器， 可做检定标准。
缺点： ✓需选择一 足够长基线（收、发器之间的 距离），而且在光源和探测器之间要保持 准确的光轴。在自然条件下，大风引起支 架的颤动将会造成误差。
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➢散射式能见度仪
工作原理：是测量来自一个小采样容积的 散射光强，通过散射系数的测量来估算出 气象光学视程的仪器。