第9章能见度的测量(易)汇总
大气能见度的监测与分析
大气能见度的监测与分析大气能见度是指观测者能够从地面或空中清晰地看到的远处物体的距离。
这一指标对于航空、交通和气象预测至关重要。
因此，监测和分析大气能见度的变化越来越受到关注。
本文将探讨大气能见度监测的方法以及对大气能见度数据的分析。
一、大气能见度的监测方法1. 气象观测站气象观测站是最传统的监测大气能见度的方法。
观测站通过设备，如测距仪、透光度仪和湿度传感器等，获得能见度相关数据。
观测站将这些数据发送给气象部门，供他们进行相关天气预报和交通管理。
然而，气象观测站的布局通常是有限的，导致监测范围局限。
因此，这种方法的局限在于无法提供全面的大气能见度信息。
2. 遥感技术遥感技术是一种基于卫星、飞机或其他空中平台获取地球表面信息的方法。
通过遥感技术，可以获取高空中的大气能见度数据，从而提供更全面的观测范围。
这是一种比较先进的监测方法，可以提供多维度的大气能见度数据。
然而，这种方法需要先进的设备和技术支持，成本较高。
3. 智能手机应用如今，智能手机的普及为大气能见度的监测提供了新的方式。
许多智能手机应用可以基于用户所在位置提供实时的大气能见度数据。
这些应用通过使用手机的摄像头和传感器，结合气象模型，计算当前位置的大气能见度。
这种监测方法方便快捷，而且相对便宜，但其准确性尚待改进。
二、大气能见度数据的分析1. 统计分析大气能见度数据的统计分析是了解大气能见度的变化趋势和规律的重要工具。
我们可以分析大气能见度数据的均值、方差和分布，以了解其在不同时间段内的变化情况和概率分布。
通过统计分析，可以帮助预测大气能见度的变化，并制定相应的应对措施。
2. 趋势分析趋势分析是根据历史数据推测未来的一种方法。
对于大气能见度数据，通过分析其长期趋势和周期性，可以预测未来一段时间内的能见度变化情况。
这对于航空、交通等领域的决策者具有重要意义，可以提前做出相应的安排和调整。
3. 空间模拟空间模拟是根据已有的大气能见度数据，通过数学模型进行模拟计算，得出未来不同区域的能见度情况。
能见度的测量
MOR 通过对比阈值（ε）与能见度的直觉概念相联系。1924 年 Koschmieder，遵从 Helmholtz 提出将 0.02 作为ε的值，其他作者提出了别的数值。这些值从 0.0077 到 0.06， 或者甚至 0.2。对给定大气条件，较小的ε值得出较大的能见度估算值。对航空要求而言， 人们认为ε应大于 0.02，可取作 0.05，因为对于一个飞行员来说，相对于周围地域的目标 物（跑道标记）对比要比相对地平的目标物的对比低得多。常假设当观测者能看到和辨认 一个相地于地平的黑色目标物，目标物的视对比为 0.05，其解释下面将给出，由此得出在 MOR 的定义中把透射因数选为 0.05。 准确度要求在第一编第 1 章中讨论。 9.1.4 测量方法 能见度是一个复杂的心理——物理现象，主要受制于悬浮在大气中的固体和液体微粒 引起的大气消光系数；消光主要由光的散射而非吸收所造成。其估计值依从于个人的视觉 和对可见的理解水平而变化，同时受光源特征和透射因数的影响。因此，能见度的目测估 计值都是主观的。 当观测者估计能见度时，并不仅仅是取决于所理解的或应当理解的目标物的光度测定 的和尺度的特征，还取决于观测者的对比阈值。在夜间，取决于光源强度，背景照度，若 由观测者估计的话，还取决于观测者的眼睛对黑暗的适应能力和观测者的照度阈值。夜间 能见度的估计存在着特殊的问题。 9.1.1 节中夜间能见度的第一种定义是通过与昼间能见度 等效方式给出的，以保证在黎明和黄昏估计能见度时不出现人为变化。第二种定义具有实 际应用价值，尤其是对航空要求，但与第一种定义不同，通常得出不同的结果。两者显然 都是不精确的。 MOR 可以用仪器方法测量消光系数从而计算得出。于是能见度可由对比阈值和照度 阈值计算得出，或指定与它们一致的值。Sheppard(1983)指出： “严格的遵从（MOR 的） 定义应要求把具有适当光谱特性的发射器和接收器安置在可以分离的两个平台上，例如沿 铁路线，直到透射比为 5%。任何其它方法都只能给出 MOR 的估计值。 ” 然而，使用固定的仪器是在消光系数与距离相互独立的假设基础上的。一些仪器直接 测量衰减，另一些仪器测量光的散射，均用以得出消光系数。9.3 节中对这些方法进行了 说明。本章中有关能见度物理学的主要分析，对理解消光系数各种测量方法之间的关系以 及对用能见度测量的仪器的考虑是很有用的。 视觉——适光的和暗光的视觉 目测视觉基于人眼在可见光谱中相对于单色辐射的适当效率的测量。适光和暗光分别 指白天和夜间的情况。 修饰语适光指白天光照环境下，眼睛的适应状态。更精确地说，适光状态定义为具有 正常视力的观测者对光线射入视网膜中央凹（视网膜最敏感的中枢部分）的刺激所作出的 反应。在这种适应条件下，中央凹可区别出细微的清晰度和颜色。
能见度光学测量方法
第２９卷光 学 学 报光学前沿———光电技术２００９年６月犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃专 刊文章编号：０２５３ ２２３９（２００９）Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ１ ０２８３ ０７能见度光学测量方法王江安 康 圣 吴荣华 陈 冬 梁善勇（海军工程大学电子工程学院，湖北武汉４３００３３）摘要 在军事领域，能见度是飞机和舰船安全航行、雷达、光电测量装备定标、军事目标打击等军事行动的重要依据之一。
从能见度的定义入手，论述了现有的包括光学成像法、气溶胶采样法、光学参数测量法等能见度光学测量方法的原理、特性及适用范围。
通过对比各种测量方法的优缺点，指出后向散射能见度测量方法具有仪器收发合一、无须合作目标、采样体积大等优点，特别适合于舰载、机载平台，以及对仪器体积、高能见度测量有要求的场合，因此该种能见度测量方法的研究将是今后研究的重点。
关键词 大气光学；能见度；消光系数；后向散射中图分类号 ＴＮ９２９．１ 文献标识码 Ａ 犱狅犻：１０．３７８８／犃犗犛２００９２９狊１．０２８３犕犲狋犺狅犱犳狅狉犆犪犾犮狌犾犪狋犻狀犵犞犻狊犻犫犻犾犻狋狔犝狋犻犾犻狕犻狀犵犗狆狋犻犮犠犪狔狊犠犪狀犵犑犻犪狀犵’犪狀 犓犪狀犵犛犺犲狀犵 犠狌犚狅狀犵犺狌犪 犆犺犲狀犇狅狀犵 犔犻犪狀犵犛犺犪狀狔狅狀犵（犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犖犪狏犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犠狌犺犪狀，犎狌犫犲犻４３００３３，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋 犞犻狊犻犫犻犾犻狋狔犻狊狅狀犲狅犳狋犺犲犿狅狊狋犻犿狆狅狉狋犪狀狋犵犻狊狋狊犻狀犿犻犾犻狋犪狉狔犪狉犲犪．犉狅狉犲狓犪犿狆犾犲，犪犻狉狆犾犪狀犲犪狀犱狊犺犻狆狊’狊犪犳犲犾狔狀犪狏犻犵犪狋犻狀犵狀犲犲犱狋犺犻狊狆犪狉犪犿犲狋犲狉，犱犲犿犪狉犮犪狋犻狀犵狉犪犱犪狉狅狉狆犺狅狋狅犲犾犲犮狋狉犻犮犲狇狌犻狆犿犲狀狋狀犲犲犱狊犻狋犪狀犱犪犾犾狋犺犲犿犻犾犻狋犪狉狔狊狋狉犻犽犲狀犲犲犱狊犻狋狋狅狅．犐狀狋犺犻狊狆犪狆犲狉，狋犺犲犱犲犳犻狀犻犲狀狊狅犳狋犺犲狏犻狊犻犫犻犾犻狋狔狑犪狊犳犻狉狊狋犲狓狆犪狋犻犪狋犲犱，犪狀犱狋犺犲狀狋犺犲犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋狊狅犳狋犺犲狏犻狊犻犫犻犾犻狋狔犱犲狋犲犮狋犻狀犵犪狀犱狋犺犲狋犺犲狅狉狔狅犳犻狋狑犲狉犲犻犾犾狌犿犻狀犪狋犲犱，犻狀犮犾狌犱犻狀犵犻犿犪犵犻狀犵犿犲狋犺狅犱，犪犲狉狅狊狅犾狊犪犿狆犾犻狀犵犿犲狋犺狅犱，狅狆狋犻犮犪犾狆犪狉犪犿犲狋犲狉犮犪犾犮狌犾犪狋犻狀犵犿犲狋犺狅犱犪狀犱狊狅狅狀．犈狓犮犲狆狋狋犺犪狋，狋犺犲犮犺犪狉犪犮狋犲狉犪狀犱狋犺犲犪狆狆犾狔犻狀犵犪狉犲犪狑犲狉犲犱犻狊犮狌狊狊犲犱．犐狀狋犺犲犲狀犱，犪犮狅狀犮犾狌狊犻狅狀狑犪狊狆狅犻狀狋犲犱狋犺犪狋狏犻狊犻犫犻犾犻狋狔犱犲狋犲犮狋犻狀犵狑犻狋犺犫犪犮犽狊犮犪狋狋犲狉狊犻犵狀犪犾狑狅狌犾犱犫犲犮狅犿犲犲犿狆犺犪狊犲狊犻狀狋犺犲犳狌狋狌狉犲狊狋狌犱狔．犓犲狔狑狅狉犱狊 犪狋犿狅狊狆犺犲狉犻犮狅狆狋犻犮狊；狏犻狊犻犫犻犾犻狋狔；犲狓狋犻狀犮狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋；犫犪犮犽狊犮犪狋狋犲狉 基金项目：军内科研基金（ＨＷ２００６４２５）资助课题。
第九章高空风的测量
方向和大小)来测定各高度上的风向、风 速。
这类方法广泛用于测定地面风 测高空风时，就需要使用升空装置(系留气
球、飞机等)将测风仪(风杯、风标、风压管 等)带到各个高度上，但在观测高度、观测 时间上受到限制。
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9.1 高空风的观测方法
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9.4 高空风的测量
雷达测风法又可分为一次雷达测风法和 二次雷达测风法。
前者是利用气球上悬挂的金属反射体反射雷 达发射的脉冲信号，测定气球角座标和斜距；
后者利用气球悬挂的发射回答器，当发射回 答器受雷达发射的脉冲激励后产生回答信号， 由回答信号测定气球角座标和斜距。
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9.4 高空风的测量
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9.2.5 其他用途气球
2. 洛宾（ROBIN）气球
下投式垂直探空气球，非膨胀型。
3. 棘面气球（Jimsphere）
用于雷达测风的气球，直径2米。
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9.3 球定气球位置的仪器设备
光学测风经纬仪、雷达、二次雷达、无 线电经纬仪，以及GPS卫星导航定位技 术。
小球测风——光学测风经纬仪，角坐标测量 精度高，受天气条件限制
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9.1 高空风的观测方法
高空风测量中使用的示踪物一般是灌满 氢气的气球，即测风气球。
此外，天空中云团、人工施放的烟团和铝箔 也可作为示踪物。
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9.1 高空风的观测方法
我们可以使气球以三种方式在空中飘浮：
①气球只飘浮在某一高度(等密度面)上，一 般称为平移气球
②气球以一定的垂直速度上升． ③气球以一定的速度降落．279.3.3 无线电经纬仪
与测风雷达相比，具有低能耗，设备重 量轻的优点。
大气探测学能见度知识点
大气探测学第3章能见度的观测1、能见度主要受悬浮在大气中的固体和液体微粒引起的大气消光的影响。
其估计值依赖于个人的视觉和对“可见”的理解水平，同时受光源特征和透射率的影响。
2、能见度概念得到广泛应用，一是因为它是表征气团特性的要素之一，二是因为它是与特定判据或特殊应用相对应的一中业务性参量。
3、一般意义上的能见度，是指目标物的能见距离，即观测目标物时，能从背景上分辨出目标物轮廓和形体的最大距离。
当能从背景上分辨出目标物轮廓和形体时，通常称目标物“能见”。
4、目标物的最大能见距离有两种定义法。
一种是消失距离，它是指当观测者逐渐退离目标物，直至目标物从背景上可以辨别时的最大能见距离。
另一种是发现距离，它是指当观测者从远处逐渐走近目标物，直至将目标物从背景上辨认出来时的最大能见距离。
5、目标物的消失距离要比发现距离大。
6、按照观测者与目标物的相对位置，能见度分为水平能见度、垂直能见度和倾斜能见度。
7、垂直能见度和倾斜能见度对地面向上观测云或其他空中目标物以及从空中向下观测目标物有影响。
8、能见度影响因子：目标物的背景的亮度对比、观测者的视力—对比视感阈（白天）、大气透明度。
9、目标物和背景的色彩不同也影响到能见与否，但色彩的感觉只有在足够的光亮度条件下才能产生。
亮度对比相对于色彩对比在目标物识别中显得更重要，是起决定作用的因素。
10、最小亮度的对比值叫做人眼的对比视感阈，取决于两个因素：视场内照明情况，即场光亮度；目标物视张角。
场光亮度越低，目标物视张角越小。
白天，对比视感阈变化不大，黄昏时，对比视感阈迅速增大。
11、柯什密得提出将0.02作为正常视力的人，在白昼野外，观测比较大的物体（如视张角大于0.5°）时的对比视感阈值，此值对应于消失距离值。
而对应于发现距离，对比视感阈可取为0.05。
12、在白天光照条件下眼睛的感光效率在波长为550nm时达到最大值。
在夜间暗光条件下，最大感光效率与507nm波长相对应。
能见度测试
NJD-1能见度仪(前向散射式能见度仪)一、产品概述能见度是指目标物的能见距离，即指观测目标物时，能从背景中分辨出目标物的最大距离。
超出这个最大距离，就看不清目标物的轮廓，分不清形体，称之为“不能见”。
而在这个最大距离之内，完全能见，甚至于清晰可见。
能见度是地面气象观测的重要项目，能见度的准确测量在电力供应、通讯工程、工农业生产等众多领域有着极其重要的意义。
在航空、航海、高速公路等交通运输领域，能见度是关系到人员和设备安全的重要气象要素；在地球的气象研究、城市环境改善和沙尘暴监测治理等部门，能见度也是重要的气象参数。
随着现代科学技术的发展，能见度仪已经成为我军科研、训练、作战的重要军事气象保障装备。
前向散射能见度仪是继透射式能见度仪后发展起来的新一代大气能见度检测仪器，是我公司与中国科学院大气物理研究所合作应用光的大气散射理论和红外探测技术开发的新产品。
该设备通过了国家靶场全面性能考核、使用考核和气定委设计定型；设备结构简单，使用操作方便，人机界面友好，测量数据与人工观测和国外同类设备测量结果具有较好的可比性，总体技术达到了国际先进水平；能对大气能见度和机场跑道视程进行快速、准确、有效的测量和报告。
二、产品特点NJD-1能见度仪的工作原理主要是依据对大气消光系数（或大气的光衰减系数）的精确测量。
根据Koschmider原理，气象光学视距MOR与消光系数σ之间存在函数关系。
只要精确测定σ，就可计算得到MOR值。
WT-1能见度仪采用前向散射法测大气消光系数，通过公式换算得出能见度，其特点是白天夜晚都能工作、使用灵活方便。
NJD-1能见度仪由稳定的红外发射光源，高灵敏度、大动态范围的红外散射光接收器，信号采集与处理器，控制器，加热器，电源，调制解调器，防护罩，防腐支架，不锈钢机箱等部件组成。
整个电路采用大规模可编程器件、贴片工艺，体积小，升级灵活方便，易于扩充。
信号采集系统采用军品级贴片式低功耗CPLD门阵列电路，缩小了电路体积，增强了稳定性和可靠性。
能见度
目测和器测的差值原因分析
1观测原理的差异散射式视野的1/2范围内
2时空差异45-60器测正点值
3天空背景的影响背景噪声增大，能见度好时，偏差较小
四能见度的目测法
有效能见度：视野1/2以上范围内都能达到的最大水平距离
五能见度方程
能见度取决于观测的目标物与背景的亮度差
目标物亮度=大气消光的固有目标物亮度+气幕光增强
目标物亮度方程：
六能见度的ห้องสมุดไป่ตู้测方法
1、遥测光度计
测量远处目标物和天空背景的视亮度，加以比较给出大气消光系数，从而推算出气象能见度。常用于白天观测，一般常规观测不同此类仪器。
能见度
一能见度
二影响能见度的因子
三能见度的目测法
四能见度的基本方程
五能见度的类型
六能见度探测方法
一能见度
定义：气象定义标准视力的眼睛观察水平方向以天空为背景的黑体目标物（视角在0.5-5）能从背景上分辨出目标物的轮廓的最大水平距离为气象能见距
MOR定义：色温为2700k的白炽灯的平行光束，光通量变为其初始值的0.05事说通过的大气路径的长度
Km。不足百米记作0.0，
二影响能见度的因子
大气消光：
由于细粒子和气态污染物对光的吸收和散射，使来自物体的光信号减弱
（1）大气透明度：
大气中的气溶胶粒子通过反射，吸收，散射等机制削弱光通过大气的能量。导致目标物固有亮度减弱。所以大气中杂质越多，月浑浊，能见度越差。
（2）目标物和背景的亮度对比：
大气中目标物能见与否，取决于本身亮度，又与背景亮度差异有关。表示这种差异的指标是亮度的对比值K
地面气象观测——第六章 能见度的观测
图A有效能见度视角取15.0千米；图B有效能见度取4.5千米。各方向能见度相同时， 则任何一方的能见度就是有效能见度。
第二节 能见度的测定
一、白天能见度的测定 ㈠能见度目标物的选择要求: 1、目标物颜色应接近黑色，亮度一年四季不变或少变，使亮度对比值较 固定。 2、目标物应尽量以天空为背景，若以高山、森林等为背景时，要求目标 物在背景的衬托下轮廓清晰，且与背景的距离尽量远一些。深暗目标物 与光亮背景之间的距离，应比目标物与观测点之间的距离远1.5倍左右。 深暗背景与光亮目标物暗之间的距离，应比目标物与观测点之间的距离 远2倍左右。 3、目标物大小要适度，视角0.5° 一5.0°间为宜。近的目标物可小一 些，远的目标物可适当大一些。 4、目标物的仰角最好接近水平，因为台站测定的是水平能见度，一般不 宜超过6°。某些地区(如丘陵、山区台站)由于条件所限，以上要求可酌 情放宽。
第六章 能见度的观测
• 作用：
• 1、保证航空、航海安全及研究大气污染起着重要的作用。 • 2、了解大气稳定度。 • 3、判定气团性质。 • 记录：以千米数记录，取小数一位，不足0.1千米记 “0.0”。
第一节 影响能见度的因子和能见度定义
一、影响能见度的因子 ㈠大气透明度：气层中所含的空气分子和气溶胶粒子能够削弱通过空气层 光线的能量。空气中杂质愈多，愈混浊，能见度就愈差；反之，能见度就 好。
当K＝1时，目标物或背景为绝对黑体，即B0 =0或Bφ＝ 0，此时目标物最清晰。K在0一1之间，随K值的增大，目 标物越清晰。
K值与目标物、背景本身亮度的绝对值无关，亮度对比值 K的大小，决定目标物的能见与否。
㈢ 观测者的视觉感应能力
目标物与背景不仅在亮度完全相同时(K＝0)不能区别，而亮度对比值小 于某一极限值时，也不能区别。
浅析器测能见度的方法
浅析器测能见度的方法能见度是一种描述大气中物理过程的参量，它指的是人类肉眼可见物体的距离和清晰度，是决定空气质量和大气状况的重要参数。
能见度对于天气、交通、生态等多个领域有着重要影响，因而一种准确、常用的测量能见度的方法是非常必要的。
下面就几种常用的测量能见度的方法进行简单的介绍，以便更好地理解其测量原理和应用场景。
1.肉眼测量法肉眼法是最为直观、简单和实用的方法，但其精度依赖于个体视力和主观感觉，不够科学化和客观化。
肉眼法传统的做法是通过人眼观察同一目标物体在不同距离下的清晰程度，将目标物体与可视开始消失的最小距离之间的长度差称为能见度，一般以米为单位。
但这对视力差异较大的人群不太适用。
2.透射光法透射光法（也称为透光仪法）是最常用的测量大气能见度的方法之一。
它根据透射光的强度变化来衡量大气中的散射和吸收，通常使用一台称为透光仪的仪器进行测量。
透光仪是一台较大的仪器，其组成部分主要有测量仪、摆动部件、光源、接收器和记录器等。
透光仪的光源通常是白炽灯，在仪器内部采集到被测空气中散射的光线和接受器相比对，就能计算出透射率，进而求得空气的能见度。
3.发光二极管法发光二极管是一种近年来应用广泛的光电子元件，其光谱波长主要集中在可见光区域，具有独特的辐照特性，尤其是在雾天或夜间降低大气能见度的情况下更为明显。
因此，发光二极管法是一种高精度、低成本的测量大气能见度的新方法。
这种方法主要利用发光二极管散发的光在大气中的反射、散射、吸收等过程，监测其光强的变化，从而计算出大气的能见度。
4.激光测量法激光测量法是一种基于散射原理的空气质量检测方法。
其主要原理是利用激光器发射的光束，经由大气中的散射、反射、吸收和衰减等过程，测量光传播的距离和光强的叠加效应。
根据这些数据，激光测量法可以计算出大气的透明度和能见度的数值。
值得指出的是，激光测量法在实际应用过程中，还需要考虑花费和安全等因素，比透光仪法和发光二极管法显得更为复杂。
浅析器测能见度的方法
浅析器测能见度的方法能见度是指在大气中物体被清晰可见的最远距离。
能见度的好坏，直接影响着人们的出行、工作、生活以及航空、农业等方面的安全。
因此，各国和地区对空气质量监测也都会包含对能见度的监测。
现代测量能见度的方法主要分为两类：一种是直接测量的方法，另一种是通过计算气体透过率来间接计算能见度的方法。
直接测量的方法主要包括以下几类：1. 眼观法眼观法是最基本的测量能见度的方法。
这种方法需要有具有一定测量经验和专业知识的专业人员进行测量。
它的原理是通过检验目标在大气中是否清晰可见来确定能见度。
这种方法虽然简单易行，但是缺乏客观性、准确性和实时性，依赖于公差范围内的主观判断。
2. 地面目视法地面目视法是一种半定量的测量能见度的方法。
它通过在一定间距上设置标准标志(如黑色圆盘)、通过在目视距离上读取标准标志的条数来计算目前的能见度。
采用这种方法需要在不同时间间隔(通常为15min或30min)对要监测的气体颗粒进行视觉测量。
眼观法和地面目视法的测量结果存在误差较大的可能。
3. 光电比浊法光电比浊法是一种采用光电传感器测量能见度的方法。
这种方法基于可见光在大气中传播过程中的散射和吸收作用，通过测量环境光和散射光的强度比值来计算能见度。
这种方法可以克服地面目视法和眼观法的主观性，具有一定的准确性和可靠性。
1. 气象光学法气象光学法通过测量湿度、温度、气压、和气体颗粒的平均直径、分布密度等参数，计算气体的透过率，从而计算出能见度。
这种方法通过设备、仪器自动监测，能够计算出精确、实时的能见度数据。
2. 激光散射法激光散射法是一种较为新颖的间接测量能见度的方法。
该方法通过激光和大气中的颗粒之间发生的相互作用，来计算颗粒物的浓度和分布，从而计算出能见度。
激光散射法具有高灵敏度、高精度等特点，目前常见的是激光雷达(Lidar)，它能够获取大气中不同高度处能见度的数据，具有广泛的应用价值。
综上所述，不同的测量方法都有其适用的范围和优缺点，选用何种方法需要根据实际情况进行综合考虑。
浅析器测能见度的方法
浅析器测能见度的方法现代航空飞行安全非常依赖于能见度的准确检测和监测，它是保证航班顺利进行和飞行员能够安全操作的重要指标之一。
测量能见度的方法正因此变得愈发精细，目前主要有以下方法：1.人眼法人眼法是最原始也是最简单的测量能见度的方法。
通过人的裸眼观察来判断能见度情况的方法称为人眼法。
这种方法的优点是简单、经济，但缺点也十分明显，它仅适用于能见度较好的条件下。
即使在晴朗的天气下，人眼法也只能粗略地估计能见度，因此在低能见度情况下几乎无用。
2.测空仪法测空仪法利用激光束测量大气中悬浮颗粒物的散射和吸收，来确定空气质量和云雾状况，从而测量能见度。
这种方法准确度十分高，且在恶劣的天气环境下依然能够可靠地测量。
但是，测空仪价格昂贵，设备重量大，安装和维护费用也比较高。
3.激光测距法激光测距法是一种利用激光系统进行测量的方法。
这种系统适用于设备易用且准确度高的场合。
它利用激光测量距离，然后计算出能见度。
这种方法简单易用，但是它的测量范围有限。
激光测距法一般只适用于较小的区域，并且只在特定的天气状况下最有效。
4.半自动系统法半自动系统法是一种较新的测量能见度的方法，它利用各种现代技术，例如雷达、气象站和图像处理。
这种方法可以在各种复杂的天气条件下进行测量，并可以显示实时能见度。
由于是半自动系统，因此它具有很高的准确性和稳定性，且适用范围比较广泛。
但是，它对于运行人员的技能要求比较高。
总结来看，测量能见度的方法有很多，但选择何种方法，需要根据实际情况来决定。
对于需要经常进行准确测量的用户，可以考虑使用激光测距法或者半自动系统法。
而对于需要测量范围较小、仅需进行粘测的用户，则可以考虑使用人眼法。
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第9章能见度的测量9.1概述9.1.1定义能见度（Visibility）是首先为了气象目的而定义的通过人工观测者定量估计的量，以这种方式进行的观测现正广泛地采用。
然而，能见度的估计受许多主观的和物理的因素的影响；基本的气象量，即大气透明度，可以客观地测量，并用气象光学视程（MOR）表示。
气象光学视程（Meteorological optical range）是指由白炽灯发出的色温为2700K的平行光束的光通量在大气中削弱至初始值的5%所通过的路径长度。
该光通量采用国际照明委员会（ICI）的光度测量发光度函数未确定。
白天气象能见度（Meteorological visibility by day）定义为：相对于雾、天空等散射光背景下观测时，一个安置在地面附近的适当尺度的黑色目标物能被看到和辨认出的最大距离。
必须强调的是，采用的标准是辨认出目标物，而并非仅看到目标物却不能辨认出它是什么。
夜间气象能见度（Meteorological visibility at night）定义为：（a）假想总体照明增加到正常白天的水平，适当尺度的黑色目标物能被看到和辨认出的最大距离；或（b）中等强度的发光体能被看到和识别的最大距离。
空气光（Airlight）是指来自太阳和天空由观测者视野圆锥中的大气悬浮物（和更小尺度的空气分子）散射入观测者眼中的光线。
也就是说，空气光以漫射的天空辐射到达地球表面相同的方式进入眼睛。
空气光是限制黑色目标物白天水平能见度的主要因素，因为沿从目标物到眼睛的视野圆锥对空气光积分，使一个充分远的黑色目标物的视亮度提高至不能从天空背景下辨认出来的水平。
同主观的估计相反，大多数进入观测者眼睛的空气光来源于离他较远的视野圆锥的部分。
以下四个光度测定量是以不同标准详细定义的，诸如由国际电子技术委员会（IEC，1987）：（a）光通量（Luminous flux）（符号：F（或φ），单位：lm（流明））是由辐射通量导出的量，按其对国际照明委员会（ICI）标准光度观测仪的作用确定的辐射量。
（b）发光强度（Luminous intensity）（符号：I，单位：cd（坎德拉）或lm sr-1（流明每球面度））每单位立体角中的光通量。
（c）光亮度（Luminance）（符号：L，单位：cd m-2（坎德拉每平方米））每单位面积上的发光强度。
（d）光照度（Illuminance）（符号：E，单位：lux（勒克斯）或lm m-2）每单位面积上的光通量。
消光系数（Extinction coefficient）（符号：σ）是色温为2700K的白炽光源发出的平行光束经过大气中单位距离的路径损失的那部分光通量。
该系数是对由于吸收和散射造成的衰减的测量。
亮度对比（Luminance contrast）（符号：C）是目标物的亮度与其背景亮度之差同背景亮度之比值。
对比阈值（Contrast threshold）（符号：ε）是人眼能察觉的最小亮度对比，例如，允许目标物从背景中消失的值，对比阈值随各人而异。
照度阈值（Illuminance threshold）（E t）在特定亮度背景下人眼察觉点源的光的最小照度。
因而，E t的值随光照条件而变化。
透射因数（Transmission factor）（T）定义为对由色温为2700K的白炽光源发出的平行光束在大气中经过给定长度的光学路径后的剩余的光通量的分数。
透射因数也叫做透射系数。
当限定路径时，即一个特定长度（例如在透射表的情况下），也采用透射比或透射率一类的术语。
在这种情况下，T通常乘以100以百分数表示。
9.1.2单位和标尺气象能见度或气象光学视程MOR用m或km表示。
测量范围随应用而变化，对天气尺度要求，MOR的尺度从小于100m到大于70km，而在其他应用时测量范围可有相当的限制。
对民用航空来说，上限为10km。
当应用于描述着陆和起飞条件的能见度较小情况下的跑道视程的测量时，这个范围还要进一步缩小。
跑道视程仅要求在500m和1500m之间（见第二编第2章）。
对于其他应用，诸如陆路或海上交通，按照测量的要求和位置有着不同的限度。
能见度测量的误差与能见度成比例增加，测量标度考虑到了这一点。
反映在天气报告使用的电码中通过用三种线性分段逐步降低分辨率，即100m到5000m，步长为100m，6到30km，步长为1km，35km到70km，步长为5km。
除了能见度低于900m外，这种标度可使报告的能见度值比测量准确度更好。
9.1.3气象要求能见度概念在气象学中广泛地应用，主要表现为两个方面：首先，它是表征气团特性的要素之一，特别是满足天气学和气候学的需要。
此时以能见度表示大气的光学状态。
其次，它是与特定判据或和特殊应用相对应的一种业务性变量。
为了适应这一要求，把它直接表示成能见度的特殊标志或发光体的可视距离。
一个特别重要的应用是对航空的气象服务（见第二编第2章）。
气象学采用的能见度测量应不受极端气象条件的影响，但必须与能见度的直觉概念和普通目标物在正常情况下能看到的距离直接相关。
MOR业已确定能满足这些要求，且昼夜均便于用仪器测量，与能见度的其他测量具有完全明确的关系。
MOR已由WMO正式确定为普通的和航空用的能见度的测量（WMO，1990a）。
它也由国际电子技术委员会确认（IEC，1987）可应用于大气光学和可见的信号。
MOR通过对比阈值（ε）与能见度的直觉概念相联系。
1924年Koschmieder，遵从Helmholtz提出将0.02作为ε的值，其他作者提出了别的数值。
这些值从0.0077到0.06，或者甚至0.2。
对给定大气条件，较小的ε值得出较大的能见度估算值。
对航空要求而言，人们认为ε应大于0.02，可取作0.05，因为对于一个飞行员来说，相对于周围地域的目标物（跑道标记）对比要比相对地平的目标物的对比低得多。
常假设当观测者能看到和辨认一个相地于地平的黑色目标物，目标物的视对比为0.05，其解释下面将给出，由此得出在MOR的定义中把透射因数选为0.05。
准确度要求在第一编第1章中讨论。
9.1.4测量方法能见度是一个复杂的心理——物理现象，主要受制于悬浮在大气中的固体和液体微粒引起的大气消光系数；消光主要由光的散射而非吸收所造成。
其估计值依从于个人的视觉和对可见的理解水平而变化，同时受光源特征和透射因数的影响。
因此，能见度的目测估计值都是主观的。
当观测者估计能见度时，并不仅仅是取决于所理解的或应当理解的目标物的光度测定的和尺度的特征，还取决于观测者的对比阈值。
在夜间，取决于光源强度，背景照度，若由观测者估计的话，还取决于观测者的眼睛对黑暗的适应能力和观测者的照度阈值。
夜间能见度的估计存在着特殊的问题。
9.1.1节中夜间能见度的第一种定义是通过与昼间能见度等效方式给出的，以保证在黎明和黄昏估计能见度时不出现人为变化。
第二种定义具有实际应用价值，尤其是对航空要求，但与第一种定义不同，通常得出不同的结果。
两者显然都是不精确的。
MOR可以用仪器方法测量消光系数从而计算得出。
于是能见度可由对比阈值和照度阈值计算得出，或指定与它们一致的值。
Sheppard(1983)指出：“严格的遵从（MOR的）定义应要求把具有适当光谱特性的发射器和接收器安置在可以分离的两个平台上，例如沿铁路线，直到透射比为5%。
任何其它方法都只能给出MOR的估计值。
”然而，使用固定的仪器是在消光系数与距离相互独立的假设基础上的。
一些仪器直接测量衰减，另一些仪器测量光的散射，均用以得出消光系数。
9.3节中对这些方法进行了说明。
本章中有关能见度物理学的主要分析，对理解消光系数各种测量方法之间的关系以及对用能见度测量的仪器的考虑是很有用的。
视觉——适光的和暗光的视觉目测视觉基于人眼在可见光谱中相对于单色辐射的适当效率的测量。
适光和暗光分别指白天和夜间的情况。
修饰语适光指白天光照环境下，眼睛的适应状态。
更精确地说，适光状态定义为具有正常视力的观测者对光线射入视网膜中央凹（视网膜最敏感的中枢部分）的刺激所作出的反应。
在这种适应条件下，中央凹可区别出细微的清晰度和颜色。
在适光的视觉下（通过中央凹感光），眼睛的相对感光效率随入射光的波长而变化。
在适光条件下眼睛的感光效率在波长为550nm 时达到最大值。
以波长为550nm 时的效率作为参照值，可以建立人眼在可见光谱中各种波长的相对效率的反应曲线。
图9.1中的曲线就是如此得出的，已由ICI 采用作为正常观测者的平均相对感光效率。
图9.1——人眼对单色光的相对感光效率。
实线表示白天的视觉，虚线表示夜间的视觉夜间视觉视作是暗光的（以视网膜的视杆细胞取代中央凹产生视觉），视杆细胞作为视网膜上的外围部分对颜色和细微清晰度不敏感，但对低的光强度特别敏感。
在暗光视觉中，最大感光效率与507nm 波长相对应。
暗光视觉需要长时间的适应过程，长达30分钟，而适光视觉只需2分钟。
基本方程能见度测量的基本方程是Bouguer-Lambert 定律：x e F F σ-⋅=0 （9.1）式中，F 是在大气中经过x 路径长度接受的光通量，F 0是在x=0时的光通量，σ为消光系数。
求导可得：dxF dF 1⋅-=σ （9.2） 注意，此定律仅在单色光时有效，但可以作为一个好的近似值应用于光谱通量。
透射因数为：F F T = （9.3） MOR 与代表大气光学状态的许多变量的数学关系可以从Bouguer-Lambert 定律推得出。
根据方程（9.1）和（9.3），有：x e F F T σ-==0（9.4） 若此定律应用于MOR 定义的T=0.05，则x=P ，T 可写成下列关系：p e T σ-==05.0 （9.5）因此，MOR 对消光系数的数学关系为：σσ/305.01ln 1≈⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=P （9.6） 式中，ln 是底数为e 的对数或自然对数。
与由Bouguer-Lambert 定律导出的方程（9.4）、9.6联立，得出下列方程：()()T x P ln 05.0ln ⋅= （9.7） 此方程是采用透射表测量MOR 的基本原理，此时，x 等于方程（9.4）中透射表的基线a 。
白天气象能见度亮度对比为：hh b L L L C -= （9.8） 这里L h 是地平天空背景亮度，L b 是目标物亮度。
地平天空背景亮度是由沿观测者视线的大气散射的空气光产生的。
必须注意的是，若目标物比地平天空背景暗，则C 为负值，若目标物是黑色的（L b =0），则C=-1。
1924年，Koschmieder 建立了远处的观测者在地平天空下看到的目标物的视亮度对比（C x ）与其固有亮度对比（C 0），即假想从很近处看到的地平天空下的目标物的亮度对比之间的关系，此即其后变成众所周知的Koschmieder 定律。