[科普中国]-灯光能见距离

定义

灯光能见距离（visual range of light）是指观测时，观测者能看清灯光发光点的最大距离。1

内容根据灯光强度，灯光能见距离可以换算为白昼条件下的能见度。能见度用气象光学视程表示。

气象光学距离（视程）是用距离（千米）表示的描述大气浑浊程度或透明程度的物理量。气象光学视程是指白炽灯发出色温为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，也指在大气传输中，目标与其背景的亮度对比减小到0.05时，光辐射在大气中传输的路程长度。

目标与背景的亮度对比在传愉路程上的衰减，取决于大气透明程度，也取决于传输路程长度。传输路程越近、大气透明度越好，衰减越少；传输路程越远、大气透明度越差，衰减越多。2

白天能见度是指视力正常(对比感阈为0.05)的人，在当时天气条件下，能够从天空背景中看到和辨认的目标物(黑色、大小适度)的最大水平距离。实际上也是气象光学视程。

夜间能见度是指：

⑴假定总体照明增加到正常白天水平，适当大小的黑色目标物能被看到和辨认出的最大水平距离。

⑵中等强度的发光体能被看到和识别的最大水平距离。

夜间由于光照条件限制，能见度观测最好用发光物体（如灯光）作为目标物，再根据灯光强度和距离，查出相应的能见距离。在无条件利用目标灯进行观测的情况下，可根据天黑前能见度的变化趋势和当时的天气现象及气象要素的变化情况，再结合实践经验加以估计。3

所谓“能见”，在白天是指能看到和辨认出目标物的轮廓和形体；在夜间是指能清楚看到目标灯的发光点。

凡是看不清目标物的轮廓，认不清其形体，或者所见目标灯的发光点模糊，灯光散乱，都不能算“能见”。

人工观测能见度，一般指有效水平能见度。有效水平能见度是指四周视野中二分之一以上的范围能看到的

目标物的最大水平距离。

夜间观测能见度时，值班员应先在黑暗处停留至少5分钟，待眼睛适应环境后，才进行观测。3

能见度观测仪测定的是一定基线范围内的能见度。

能见度观测记录以千米（km）为单位，取一位小数，第二位小数舍去，不足0.1千米记0.0。

影响因素影响灯光能见距离的能见度的因素有光强、从观测者到灯光的距离、大气透明度以及观测者的眼睛极限承受能力。

在这四个重要影响因素中，前面三个因素是物理的，客观的数值而与观测者无关；第四个因子则为视力因子，而完全是取决于观测员的眼和他的工作条件。眼睛的极限感受能力是指被观测的灯光照到眼睛的瞳孔中而我们的眼还能威受得到的灯光照度的最小值。4

（1）光强I;（2）从观测者到灯光的距离l;（3）大气透明度τ（4）眼睛的极限承受能力E。光强为I的光源，在与光源距离为l并与光线相垂直的平面上所形成的照度E，在大气透明度为τ时，可用下列公式来求得：4

E=(I×τl)/l2

检测方式凡是有条件的地方，均应在各方向选择一些固定的目标灯来作为观测能见度的依据。但应注意

（1）应选择孤立的点光源作为目标灯，不宜选择成群、成带、重叠的灯光。

（2）目标灯的灯光强度应固定不变。

（3）灯光应是不带颜色，没有灯罩的白色光源（碘钨灯，汞灯等均不适宜）。

（4）应位于开阔地带，不受地方性烟雾的影响。

选择目标灯后，应测定目标灯至观测点的距离，并了解所选的目标灯的灯光强度（1烛光相当1.25瓦）从灯光能见距离与气象能见距离关系图，查出相当的能见距离，并登记、填绘（与白天同），以此作为观测的依据。

不是选定的目标灯（如厂矿、居民点、街道等照明用灯），由于强度不一，且互相影响，形成光带，不易辨认，故不能用作观测能见度的依据。但可通过观测这些光源的能见与否及其清晰程度，供作判断能见度变化趋势的参考。应当注意的是，这些光源与测点的距离并非能见距离。3

能见度的检测与运用气象能见度指在白昼，以地平线附近的天空为背景，正常视力能看到和辨认出大小适度的，黑色目标物的最大距离。以公里为单位。它与大气消光系数σ构成单因子函数关系。即
L=3.912/σ
由此可见，能见度是表征大气光学特性的常用物理量，与航空交通、军事行动等都有直接关系。气象上观测有效能见度，指测站四周视野中二分之一以上的范围都能看到的最大水平距离。5

能见度观测是气象台站基本观测项目之一。能见度是了解大气稳定度和垂直结构的根据之一，能见度不好的区域一般是标志大气比较稳定或者是空中有逆温层;反之是不稳定的。从而可以鉴别气团，分析天气。特别是在保证航空，航海安全及研究大气污染方面，起着日益重要的作用。 6

能见度的观测方法，气象部门以目测为主，在白天，选择离观测点不同距离的目标物作为估计能见度的依据；夜间则选取测站周围一定亮度的固定灯光作为目标灯，用来估计灯光 能见度，然后依据灯光强度再换算成白昼条件下的能见度。用仪器测定能见度的原理分透射型和散射型两种，透射型仪器的光发射器和光电接收器安置在同一侧，在已知长度基线的端头设置光反射器，接收器接收经大气衰减后的后向反射光束，根据反射光强度可以算出能见度，这种仪器普遍用在机场测定跑道能见距离；散射型仪器是从发射光束的一个取样空间中，测量其散射光强度，它与能见度有关，适用于雾天或非固定观测平台中使用。5

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运用生活中的灯光的照度随着与灯光的距离增加而衰减，计算机动画中的灯光也有衰减参数控制。灯光能见距离的运用最常见用于车灯。

在夜骑时，车灯运用得当、

周围光线较好的时候 骑行者的视线大致分为三个区间：

1、从车把处至前方1.5米位置称之为近光区；在这个区域车灯主要覆盖车把前叉、前轮区域的泛光照明。

2、正前方2米~7米的距离是骑行者夜间的主要视觉区。多数情况下骑行者的视线集中与此区域；

3、而超过前方7、8米甚至更远距离，我们称之为远光区。也称之为夜间可辨识视觉区。但需要指出的是，这个区域具体的可视距离，还需根据所处的环境周围辅助光线强弱程度、驾驶者自身车灯的亮度而定。一般在10~70米不等。7

意义为了澄清气象能见度理论与应用方面的概念以及促进气象能见度观测技术的发展，从大气能见度与视觉现象出发，根据大气散射和辐射传输理论，科学家们能明确了气象能见度的量值约束与物理含义，同时也能考察若干典型天气条件下气象能见度的特征。由以上信息，科学家们能得出灯光能见距离、气象光学视程与气象能见度的关系。从而，通过这些得出的理论，人们可以鉴别气团，分析天气。特别是在保证航空，航海安全及研究大气污染方面。8