Международная шкала видимости

Значения коэффициента Трд при различных % к I берут из графика на рис. 4.62. Он построен для случая, когда длина поглощающего слоя атмосферы составляет 1,83 км, а количество осанеденной воды равно 17 мм. Если реальная длина слоя составляет не 1,83, а L км, а количество осажденной воды W отличается от 17 мм, то коэффициенты Тр рассчитывают по соотношению:

1р=(1рэ)- 0,998-(17

(4.47)

Окончательно получаем следующее выражение для спектрального коэффициента пропускания атмосферы на высоте Н:

вп V.

(4.48)

Пример 7.

Рассчитать спектральный коэффициент пропускания атмосферы для горизонтальных трасс длиной 10, 20 и 40 км на высоте Я = 9 км при температуре воздуха у Земли = -25° С, относительной влажности / = 70% и метеорологической дальности видимости / = 20 км в диапазоне длин волн 2 ... 6 мкм.

к расчету спектральных коэффицентов пропускания атмосферы (пример 7)

Л, мкм

L=10 км

L=20 км

вп уг

2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0

0,894

0,986

0,860

О

О

0,184

0,506

0,811

0,958

0,986

0,977

0,958

0,860

0,723

О 595

0,451

0,168

0,013

О

О

О

0,941 0,993 0,923 0,450 0,450 0,551 0,729 0,896 0,976 0,991 0,988 0,976 0,924 0,848 0,777 0,698 0,542 0,457 0,4,50 0,450 0,450

0,91

1,00

1,00

1,00

0,44

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

0,99

0,06

0,002

0,92

0,90

0,99

0,95

1,00

1,00

1,00

1,00

0,58

0,65

0,78

0,93

0,50 0,58 0,54 0,26 0,11 0,32 0,47 0,58 0,64 0,65 0,64 0,05 0,01 0,65 0,55 0,54 0,48 0,43 0,42 0,42 0,42

0,851

0,980

0,802

О

О

0,060

0,347

0,735

0,947

0,980

0,970

0,947

0,802

0,617

0,452

0,286

0,052

О

О

О

О

0,919 0,989 0,891 0,450 0,450 0,483 0,641 0,854 0,970 0,989 0,984 0,970 0,891 0,790 0,700 0,607 0,479 0,450 0,450 0,450 0,450

0,87 1,00 1,00 1,00 0,30 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,99 0,04 О

0,97 0,85 0,99 0,92 1,00 1,00 1,00 1,00

0,32

0,41

0,57

0,81

0,25 0,32 0,29 0,14 0,02 0,15 0,26 0,35 0,40 0,41 0,40 0,02 О

0,44 0,34 0,35 0,36 0,37 0,37 0,37 0,37

Решение.

1. По формуле (4.43) определяем 1 км:

количество осажденной воды на длине

0,9 0,8 0,7 0,6

0,5 0,4 0,3

о,г

о

64

45т 3,5 т

L-1830N w17mm

14,5

ю.г

BJhu

31.5 Ж

1 г 3 4 5 Б 7 8 О к,ннн

Рнс. 4.62. Эксперцментальные значения спектрального коэффициента рассеяния атмосферы при разных метеорологических дальностях видимости.

2,167. 10*

= 8,070 . 10-5 Па так что =

при 4 = -25° С е (см. табл. 4.8)., 216,7 70 - 273-25 100 X 10 а; 0,50 мм/км. (Такую же величину получим при использовании табл. 4.9: mjq = 0,70 X X 0,7 ~ 0,50 мм/км.)

2. Находим количество осажденной воды для поглощающего слоя толщиной 10, 20 и 40 км:

10 Щ 10 = 5 мм; Уго = ьУо 20 = 10 мм; Шао = ьУо 40 = 20 мм.

3. Используя табл. 4.10, находим спектральные коэффициенты пропускания излучения парами воды в диапазоне длин волн 2 ... 6 мкм (без учета поправок на ;высоту)5

0,790

0,972

0,723

0,008 0,184 0,633 0,916 0,972 0,960 0,916 0,723 0,478 0,289 0,132 0,006 0

0,885 0,994 0,848 0,450 0,450 0,454 0,554 0,797 0,965 0,986 0,978 0,955 0,848 0.713 0,608 0,522 0,453 0,450 0,450 0,450 0,450

0,81 1,00 1,00 1,00 0,15 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,98 0 0

0,96 0,80 0,99 0,89 1,00 1,00 1.00 1,00

Таблица 4.14 значения коэффициентов вписываем в табл. 4.14 (графы Тш).

- 4. По графику рис. 4.60 определяем

коэффициенты поправок для высоты Н = 9 км:

йвп = 0,55; V = 0,17.

Б. По формуле (4.45) рассчитываем спектральные коэффициенты пропускания излучения парами воды на заданной высоте и результаты расчета вносим в табл. 4.14 (графы

6. Находим эквивалентные толщины поглощающего слоя атмосферы

Li = 1,7 км; La = 3,4 км; Lj = 6,8 км.

0,21

0,25

0,42

0,70

0,15 0,21 0,18 0,10

О

0,10 0,14 0,20 0,24 0,24 0,24 О О

0,29 0,20 0,22 0,28 0,32 0,39 0,32 0,32

и с помощью табл. 4.11 определяем спектральные коэффициенты пропускания излучения углекислым газом (графы Тур в табл. 4.14).

7. По графику на рис. 4.62 находим экспериментальные значения спектрального коэффициента рассеяния, соответствующего дальности видимости / = = 20 км; принимаем Трэ равными средним значениям в диапазонах 2 ... 3, 3 ... 4, 4 ... 5 и Б ... 6 мкм и по формуле (4.47) находим значение Тр, соответствующее длине слоя L 10, 20 и 40 км и количеству осанеденной воды м) Б, 10 и 20 мм. Результаты расчета вносим в табл. 4.14 (графы Тр).

8. По формуле (4.48) рассчитываем и вносим в табл. 4.14 требуемые по по заданию значения спектральных коэффициентов пропускания атмосферы

(графы Т; ).

Туман и облака сильно рассеивают излучение и по существу непрозрачны для инфракрасных лучей. При толщине облачности свьше 20 м, когда Солнце не просматривается через облака, инфракрасное излучение также через них не проходит. Экспериментальные исследования пропускания перистых, высококучевых и кучевых облаков показывают, что они пропускают длинноволновое излучение несколько лучше, чем коротковолновое. В диапазоне 3 ... 5 мкм наблюдается меньшее пропускание, чем на более коротких волнах. Коэффициент пропускания излучения с длиной волны 1,67 мкм для перистых облаков составляет 0,6 ... 0,9, перистослоистых - 0,3 ... 0,9, высококучевых - 0,05 ... 0,7, высокослоистых - 0,3 ... 0,9, кучевых - около 0,7. Все эти экспериментальные данные недостаточно надежны, так как они не сопровождаются сведениями о толщине облачности, которая является определяющей для коэффициента пропускания.

Дождь, в отличие от тумана и облаков, сравнительно хорошо пропускает инфракрасное излучение. Так, например, коэффициент пропускания инфракрасного излучения на трассе длиной 1,8 км при слабом донеде равен 0,88, при среднем - 0,74, при сильном - 0,65 и при ливне - 0,38 [22]. В этих условиях возможна работа инфракрасной аппаратуры на пониженных дальностях.

Для оценки поглощения атмосферой когерентного излучения лазеров необходимо знать с высокой точностью положение линий в спектрах атмосферных газов, так как ширина линий излучения лазеров весьма мала.