Koschmieder定律

Koschmieder定律

水平能见度

水平能见度（horizontal visibility）是指视力正常的人在当时天气条件下，能够从天

空背景中看到和辨认出的目标物（黑色，大小适中）的最大水平距离；夜间是能看到和确

定的一定强度灯光的最大水平距离。

水平能见度与空气质量密切相关，可作为衡量大气环境质量的重要指标，其对航空、

陆上和海上交通以及人们的日常生活都有影响。

定义

水平能见度（horizontal visibility）是指视力正常的人在当时天气条件下，能够从天

空背景中看到和辨认出的目标物（黑色，大小适中）的最大水平距离；夜间是能看到和确

定的一定强度灯光的最大水平距离。

固体微粒

固体微粒有的来源于自然界，如火山喷发的烟尘，被风吹起的土壤微粒，海水飞溅扬

入大气后而被蒸发的盐粒，细菌、微生物、植物的孢子花粉，流星燃烧所产生的细小微粒

和宇宙尘埃等；有的是由于人类活动，如燃烧物质排放至空气中的大量烟粒等。它们多集

中于大气的底层。这多种多样的固体杂质，有许多可以成为水汽凝结的核心，对云、雾的

形成起重要作用。同时固体微粒能散射、漫射和吸收一部分太阳辐射，也能减少地面长波

辐射的外逸，对地面和空气温度有一定影响，并会使大气的能见度变坏。

液体微粒

液体微粒是指悬浮于大气中的水滴和冰晶等水汽凝结物。它们常聚集在一起，以云、

雾形式出现，不仅使能见度变坏，还能减弱太阳辐射和地面辐射，对气候有很大的影响。

理论研究

Koschmieder定律

Koschmieder定律是1924年Koschmieder提出的白天目标物视程理论，是确定白

天目标物能见度的基础 。

Allard定律

Allard定律是Allard在1986年提出的大气灯光照度传输公式，它是测量夜间大气能

见度的基础 。

Mie散射理论

计算大气能见度关键在于计算消光系数，Mie散射理论是计算消光系数的基础 。1908

年Mie给出了均匀的球状粒子散射问题的精确解，也就是Mie散射理论 。半径处于0.3～

0.7μm范围内的气溶胶粒子在可见光波段主要是Mie散射。

消光系数的计算

气溶胶消光系数的计算包括同种颗粒和多种颗粒的气溶胶粒子2种理想模型：

前者先计算根据Mie散射理论计算单个球形粒子的消光系数，然后根据单位体积内含

有的同种气溶胶粒子的数量得到气柱在单位路径长度上具有的总消光系数，后者先假设气

溶胶粒子的谱分布（如Junge分布），进而通过积分计算出消光系数。

仪器观测

根据大气能见度的定义，器测大气能见度的核心问题是如何准确探测大气的消光系数

σ。

目前大气能见度探测仪主要有透射式能见度仪（又称透射表）和散射式能见度仪，其

中透射表和散射式能见度仪中的前向散射仪应用最为广泛。

应用

能见度与空气质量密切相关，可作为衡量大气环境质量的重要指标，其对航空、陆上

和海上交通以及人们的日常生活都有影响 ，据统计中国国内由低能见度造成的交通事故占

气象原因的 29.2%；另外利用大气水平能 见度与气溶胶光学厚度等的关系，验证和评价能

见度经验计算公式 以及大气辐射传输模式的适用性 也具有重要意义。

此外，近些年讨论的全球变化问题，如：赵宗慈等 指出地面接收太阳辐射的减少（变

暗）或增加（变明）对近50年中国气候变暖有贡献，文献通过研究表明地面太阳辐射长期

变化的一个重要原因就是气溶胶的变化（包括其直接效应、半直接效应和间接效应）。由

于气溶胶在一定程度上影响能见度的大小，所以能见度的长期变化趋势可以在一定程度上

反映地面接收太阳辐射的变化趋势。

大气状况指标

能见度是描述大气状况的指标之一，其他指标包括大气透明度、亮度对比、对比视感阈ε等：

大气透明度

大气透明度是影响大气能见度的直接因子，用来表征大气的混浊程度，大气能见度越

低说明大气越混浊；

亮度对比

目标物和背景的亮度对比，是区分目标物和背景的主要根据；

对比视感阈ε

对比视感阈ε，是指当亮度对比值减小到目标物不能见时的亮度对比值。有关ε的取值有

2种，国际民航组织(ICAO)推荐的取值为0.05，世界气象组织(WMO)推荐的取值为0.02。