Метеорологическая дальность видимости

На метеорологических станциях не измеряют удельную прозрачность атмосферы, а оценивают метеорологическую дальность видимости.

Метеорологическая дальность видимости (МДВ) – S представляет собой условное выражение прозрачности атмосферы и равна предельному расстоянию, на котором в дневное время видны черные предметы достаточно больших угловых размеров (больше 15'·15'), проектирующиеся на северной стороне неба у горизонта. Угловой размер предмета должен быть больше 15'ּ15' для сохранения постоянства порога контрастной чувствительности зрения. Если угловой размер предмета будет меньше 15'ּ15', то он не будет наблюдаться не потому, что он закрывается туманом или дымкой, а вследствие недостаточной остроты зрения наблюдателя.

Кроме того, если помутнение атмосферы однородно, то дальность видимости абсолютно черного тела не меняется от азимута и имеет одно и то же значение по всем направлениям. В этом случае МДВ зависит только от атмосферного помутнения. Зависимость метеорологической дальности видимости от показателя ослабления атмосферы может быть установлена при помощи выражения, носящего название световоздушной формулы

(9)

где — яркость воздушной дымки (или слоя атмосферы, расположенного в горизонтальном направлении, между наблюдателем и объектом); —яркость неба у горизонта.

Воздушная дымка получает яркость, потому что взвешенные в воздухе частицы и сами молекулы воздуха рассеивают падающий на них световой поток. Чем больше взвешенных частиц в атмосфере или чем больше слой атмосферы между наблюдателем и объектом, тем большую яркость имеет этот слой. Яркость абсолютно черного объекта равна нулю. Если между черным объектом и наблюдателем находится слой атмосферы, то яркость этого слоя накладывается на яркость объекта. По мере удаления наблюдателя от объекта яркость воздушной дымки будет увеличиваться. Всякий предмет видим вследствие того, что его яркость отличается от яркости фона.

Если наблюдаемый объект рассматривается на фоне неба, то с увеличением расстояния от наблюдателя до объекта последний будет виден до тех пор, пока контраст между объектом и фоном не достигнет порогового значения:

. (10)

Это предельное расстояние в нашем случае и будет являться метеорологической дальностью видимости . Таким образом, используя выражение (9), в котором заменено на , можно записать

(11)

Установлено, что в зависимости от условий наблюдений величина колеблется в пределах от 2 до 8%. Обычно принимается, что объект будет виден днем, если величина равна 2%, т. е.

(12)

Логарифмируя выражение (7.12), получим

откуда и (13)

Согласно Международной шкале видимости метеорологическую дальность видимости на метеорологических станциях характеризуют в баллах. Такая шкала видимости принята с целью внесения единообразия при определении прозрачности атмосферы и удобства при шифровке метеорологических сводок. Шкала представлена в виде табл.1.

Как видно из таблицы, туманом называется такое состояние атмосферы, когда МДВ днем меньше 1 км.

Дымкой называется такое состояние атмосферы, когда МДВ лежит в пределах 1 – 20 км. Международная шкала метеорологической дальности видимости содержит 10 баллов, обозначаемых каждая одной цифрой.

Таблица1

Характеристика состояния атмосферы	Балл видимости	Метеорологическая дальность видимости	Удельная прозрачность атмосферы
Отличная видимость		50 км и более	0,925 и более
Хорошая видимость		20—50 км	0,823—0,925
	слабая		10—20 км	0,676—0,823
	заметная		4—10 км	0,376—0,676
Дымка	сильная		2—4 км	0,141—0,376
	очень сильная		1—2 км	0,02—0,141
	слабый		0,5—1 км
	заметный		200—500 м
Туман	сильный		50—200 м
	очень сильный		Менее 50 м	Менее

Каждому баллу соответствуют определенные пределы МДВ. Так, например, балл видимости 3 означает, что объект виден на расстоянии больше 500 м и не виден на расстоянии 1 км. Балл видимости 7 означает, что объект виден на расстоянии больше 10 км и не виден на расстоянии 20 км и т. д. В телеграфных сводках погоды видимость согласно этому коду передается одной цифрой.

В настоящее время на многих гидрометеорологических станциях для измерения МДВ применяются диафаноскопы проф. В. В. Шаронова, измерители видимости Главной геофизической обсерватории (ГГО) и другие измерители, с помощью которых МДВ может быть измерена в светлое и темное время [2].

В настоящее время на аэродромах установлены регистраторы дальности видимости (РДВ-1 или РДВ-2), позволяющие автоматически непрерывно определять метеорологическую дальность видимости в любое время суток (при любой освещенности). Обычно вдоль ВПП устанавливаются три комплекта приборов. Следует отметить, что они дают значение МДВ по горизонтальному направлению, а не по наклону вдоль глиссады планирования, что является их существенным недостатком.

В светлое время суток на аэрогидрометеостанции определяется дальность видимости щитов, установленных на аэродроме через 100 м до расстояния 1000—1200 м, окрашенных в черно-белые квадраты. Эта дальность видимости близка к метеорологической. В ночных условиях метеонаблюдатели определяют дальность видимости лампочек белого цвета мощностью 60 Вт, установленных на тех же щитах. Дальность видимости лампочек ночью больше МДВ для расстояний до 1700 м. Учитывая сложившуюся практику полетов и чтобы не снижать их регулярность, в ночных условиях в фактическую погоду включают дальность видимости лампочек 60 Вт, а в дневных условиях – МДВ, определенную по щитам. Недостаток визуального определения дальности видимости по ориентирам – большая погрешность, превышающая 15%. Каждое измерение требует присутствия наблюдателя, т. е. метод не оперативен.

В условиях плохой видимости наблюдателю очень важно знать расстояние, а не метеорологическую дальность видимости. Однако в настоящее время отсутствуют практические методы измерения наклонной дальности видимости.

Список литературы

1. Алферов, Ж. И. и др. Физика и техника полупроводников, 1976, №10, С. 1497.

Дата добавления: 2015-06-29