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粉尘对能见度的影响
信息来源: http://www.wxmjhb.cn 时间:2018-04-20 11:08:17
粉尘对能见度的影响
当光线通过含尘介质时，由于尘粒对光的吸收、散射等作用，光强会减弱，出现能见度 降低的情况。在一些污染严重的城市、工业地区以及一些粉尘作业场所能明显地察觉到能见 度的降低。
1.能见度
能见度即正常视力的人在当时天气条件下能够识别目标物的最大水平距离，以目力测定 用以判定大气透明度的一个气象要素。一般来说，能见度取决于光的传播和眼睛从视场背景 中区别物体的能力。
光线通过含尘介质，光强减弱。初始光强为I。(cd)的光束经过距离:r (m)后，光强 衰减为I，则：
I = I0exp( —fxx) (1-1)
式中，^为消光系数，它是波长的函数，\
在一定距离外观察一个孤立物体时，定义物体与背景间的对比度为：
11 —12
式中，A为物体的光强\ cd; J2为背景光强，cd。
肉眼能辨别的最小对比度为C1Q，相应的能见度为S。如果物体是理想黑体，则：
C10 = —exp(—"S) (1-3)
或 S = ——ln( —C10)
根据观察，通常假设对比度的阈值Clc)为一0.02,所以，
。 1 , „ 3. 912
S =——InO. 02 = (1-4)
" /i
大气总消光是气溶胶散射、气体分子散射和特定波长下某些气体吸收的总和。表1-6列 出了空气分子的散射系数6。
表1-6 0DC、0. 1MPa下空气的端利散射系数
A/ptm | b/m~l | A//nm | b/m-1 |
0. 20 | 952. 4 X I。-6 | 0. 55 | 12. 26X10-6 |
0. 25 | 338. 2X10—6 | 0. 60 | 8. 604X10*6 |
0.30 | 152. 5X10-6 | 0, 65 | 6. 217X10-6 |
0.35 | 79. 29X10-6 | 0. 70 | 4. 605X1CT6 |
0. 40 | 45. 40X10-6 | 0. 75 | 3. 484X10一6 |
0. 45 | 27. 89X10—6 | 0. 80 | 2. 684X10一6 |
0. 50 | 18. lOXl。-6 |
从表中可见，若光波长为A =0. 5fxm时，空气分子散射系数为18. 10X 10-6m-1，如果 不计及其他的消光因素可算出能见度约为220km。由此可知，大气能见度的降低，主要是 气溶胶的消光造成的。
含尘气流对光强的减弱还取决于浓度的大小。当质量浓度为0. 115g/m3时，含尘气流是透明的，可通过90%的光线。随着浓度的增加，透明度会大大减弱。
能见度可以根据下面经验公式计算：^ AX10—3~~ (1-5)
式中，S为等效能见度，m; c为粒子 质量浓度，kg/m3; A 为比例系 数，kg/m2。
比例系数A的数值见表1-7。对主要由
0.1〜l/^rn粒径粒子引起的光散射，用散射 系数6来代替消光系数M，则式S=3.912/" 成为S=3.912/6。上两式和表1-7、图1-3能直接表明能见度与气溶胶质量浓度之间的关系。
表1-7能见度与尘粒浓度间的关系
质量浓度c丨(ng/m3) | 散射系数6/m_1 | 比例系数A/(kg/m2) | 能见度S/km |
10 | 0. 3X10一4 | 1. 2 | 120. 0 |
30 | 1.0X10-4 | 1.2 | 40. 0 |
75 | 2. 4X10—4 | r i.2 | 16.0 |
100 | 3. 3X10—4 | 1. 2 | 12.0 |
300 | 10. 0X10—4 | 1.2 | 4. 0 |
1000 | 33. 0X10—4 | 1. 2 | 1. 2 |
2. 能见度对生产、操作的影响
在作业场所如果不能清晰地看到周围的事物，很容易在行动时发生失误、造成事故。长 时间地能见度降低还会使视力疲劳，造成眼疾。
3. 大气的吸收作用
除了由予颗粒状的空气污染物造成的能见度下降外，某些气体物质，因其对辐射的吸收 特性，具有引起环境恶化的潜力，在未来有可能被列为污染物。图1-4为水蒸气和二氧化碳 的吸收频带。0< 4〜0. 75^111是可见光的波长范围，而1〜lOO^m是红外线的波长范围。在正 常的一昼夜周期中，太阳辐射穿过透明的大气层，被地球表面吸收，由于辐射出红外线，变 热的地球表面就失去能量。当大气中含二氧化碳和水蒸气的浓度低时，人射的太阳能量与大 地辐射发出的能量大致相等，因此，就形成地球表面和低层大气的平衡温度。随着水蒸气或 二氧化碳浓度的增加，大气对红外线的吸收也随之增加，但短波辐射的透射率则不变。它使 地球表面和低大气层的平均温度升高，这是因为太阳辐射量在白夫将不变，而同时陆地辐射 则将下降。
还有人指出，随着大气中二氧化碳浓度的增加，能促进某些植物的生长。因为，植物从 其生活圈的大气中吸收二氧化碳，所以，植物的增殖能相应增加对二氧化碳的吸收，这就会 在环境中建立起一种二氧化碳含量的新的静态平衡。因此，新的二氧化碳浓度将不至于和目 前的水平发生很大差别。
影响地球平均温度的另一个因素是大气中颗粒物所引起的对太阳的辐射吸收和反射。某 些研究结果认为，大气低层的平均温度在下降，其原因是到达地表的太阳能受到颗粒物的吸 收而减少。这也可以证明，空气污染的加剧不但不会引起大气温度的上升，相反，它会引起 温度下降，甚至会加剧冰河时代。
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