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粉尘对能见度的影响

信息来源: http://www.wxmjhb.cn　　时间:2018-05-25 13:25:37　

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

一~ (1-2)

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C_1Q，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C_lc)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 0^DC、0. 1MPa下空气的端利散射系数

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