Загальні відомості. Дальністю видимості називають ту граничну відстань, при якій спостережуваний об’єкт

Дальністю видимості називають ту граничну відстань, при якій спостережуваний об’єкт, або що віддаляється, стає невидимим (зливається з фоном, на якому він проектується). Дальність видимості залежить від декількох величин: від прозорості атмосфери між спостерігачем і спостережуваним об’єктом, від кутових розмірів спостережуваного об’єкта, від контрасту між спостережуваним об’єктом і фоном, на якому він проектується. Як далеко спостерігач бачить об’єкт, залежить від його зору: людина з добрим зором бачить об’єкт, що віддаляється далі, ніж із зниженим.

Світловий потік при проходженні через атмосферу частково поглинається і розсіюється частинками, які містяться в атмосфері, внаслідок чого він ослаблюється, а в атмосфері утворюється світловий серпанок.

Прозорість атмосфери залежить від концентрації і розмірів частинок. Чим прозоріша атмосфера, тим менше ослаблюється світловий потік, що проходить крізь неї, і тим менше яскравість серпанку, який утворюється при цьому. Прозорість атмосфери характеризується коефіцієнтом прозорості , який показує, яка частка направленого світлового потоку проходить через одиничний шар атмосфери, тобто , де - початкова інтенсивність світлового потоку; - інтенсивність світлового потоку після проходження ним шару атмосфери товщиною 1 км. Причому завжди . Для шару товщиною км має місце залежність

. (8.1)

Прозорість атмосфери характеризується також показником ослаблення ; і зв’язані між собою рівняннями:

, (8.2)

, (8.3)

де - основа натурального логарифму.

Яскравий контур виражається формулою

, (8.4)

де - яскравість фону; - яскравість об’єкта; при цьому завжди .

Людина бачить предмет, якщо контраст його з фоном не менше порога контрастної чутливості ока , тобто .

Середнє значення порога контрастної чутливості ока дорівнює 2 % ().

Визначення дальності видимості реальних об’єктів дуже важка задача, зокрема, через складність вимірювання контрасту для кожного поєднання реального об’єкту і фону, яскравості яких залежать від стану атмосфери і від фізичних властивостей і стану спостережуваного об’єкту і фону, який також є реальним об’єктом. Тому в метеорології визначається так звана метеорологічна дальність видимості (МДВ), яка залежить від стану атмосфери (її прозорості) і від зору людини (порога контрастної чутливості ока ). МДВ визначається як видимість чорних об’єктів, яскравість яких , мають кутові розміри не менше 0,5º і проектуються на фоні безхмарного неба поблизу горизонту (на фоні атмосферного серпанку). На основі (8.4) при такому поєднанні об’єкта і фону яскравий контраст .

Враховуючи, що значення порогу контрастної чутливості ока вважають сталим (при виявленні об’єкта , при втраті видимості спостережуваного об’єкта ), МДВ залежить тільки від прозорості атмосфери. Ця залежність має вигляд:

, (8.5)

або

, (8.6)

де - значення МДВ.

Зв’язок МДВ з видимістю чорних об’єктів має сенс тільки для світлого часу доби (коли вони видні); для темного часу доби її зв’язують з видимістю точкових вогнів.

Освітленість світлочутливої оболонки (ретини) ока спостерігача від точкового джерела пропорційна його силі світла , зворотно пропорційна відстані до нього і залежить від прозорості атмосфери :

.

Джерело світла видно, якщо воно створює на світлочутливій оболонці ока спостерігача освітленість ( - поріг чутливості ока). У людини з нормальним зором в темну ніч лк.

змінюється в залежності від яскравості фону (при якому вогонь проектується) від лк в безмісячну ніч при трав’яному покриві ґрунту до лк в місячну ніч при сніговому покрові, а в південь при тумані і сніговому покрові до лк.

Для граничних відстаней (дальше яких вогонь не видно)

.

Підставляючи в цей вираз значення з (8.6), отримаємо

. (8.7)

Ця формула дозволяє за відомими значеннями і визначити МДВ, а за відомим визначити для вогню відомої сили граничну відстань його видимості .

Зараз на метеорологічних станціях МДВ визначають для горизонтального шару атмосфери невеликої товщини. Для авіації потрібні також дані про МДВ у вертикальному напрямку і під кутом 3-6º до висоти 1000 м.

В залежності від призначення і оснащення станцій МДВ визначається візуально за видимістю віддалених об’єктів або вимірюється реєстраторами дальності видимості, які є спеціальними фотометрами різної конструкції.

Дата добавления: 2015-10-13