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粉塵對能見度的影響

信息來源: //syjlu.cn　　時間:2018-05-25 13:25:37　

粉塵對能見度的影響

當(dang)光線(xian)通過(guo)含(han)塵介質時(shi)，由于塵粒對光的吸(xi)收、散射等作用，光強會減弱，出(chu)現(xian)能見度(du) 降低的情況。在一些污(wu)染嚴重(zhong)的城市、工業地區以及一些粉塵作業場所能明顯地察覺到(dao)能見度(du)的降低。

1.能見度

能(neng)見(jian)度即正常(chang)視力(li)的(de)人在(zai)當時天氣(qi)條(tiao)件(jian)下(xia)能(neng)夠識別(bie)目(mu)標物的(de)最大水平距離，以目(mu)力(li)測定用以判(pan)定大氣(qi)透明(ming)度的(de)一個氣(qi)象要素。一般來說，能(neng)見(jian)度取決(jue)于光的(de)傳播和(he)眼(yan)睛從視場背景中區別(bie)物體的(de)能(neng)力(li)。

光線通過含塵介質，光強減(jian)弱(ruo)。初始光強為(wei)I。(cd)的光束(shu)經過距(ju)離:r (m)后，光強衰減(jian)為(wei)I，則：

I = I₀exp( —fxx)   (1-1)

式(shi)中(zhong)，^為消光系數，它是波長(chang)的函數，\

在一定距離(li)外觀察(cha)一個孤(gu)立物(wu)體(ti)時，定義(yi)物(wu)體(ti)與背景間的對比度為(wei)：

11 —12

一~ (1-2)

式中，A為物體的光強\ cd; J₂為背景光強，cd。

肉眼能辨別的最小對比度為C_1Q，相應的(de)能(neng)見度為S。如(ru)果物體是理想黑(hei)體，則：

C₁₀ = —exp(—"S)   (1-3)

或 S = ——ln( —C₁₀)

根據觀察，通常假設對比度的閾值C_lc)為一0.02,所(suo)以，

。 1 , ? 3. 912

S =——InO. 02 =   (1-4)

" /i

大氣(qi)總消(xiao)光是氣(qi)溶膠(jiao)散(san)射(she)(she)、氣(qi)體分子散(san)射(she)(she)和特定波長(chang)下某(mou)些氣(qi)體吸(xi)收的總和。表1-6列(lie) 出了空氣(qi)分子的散(san)射(she)(she)系數6。

表1-6 0^DC、0. 1MPa下(xia)空氣的端(duan)利(li)散射(she)系(xi)數

A/ptm	b/m~^l	A//nm	b/m-¹
0. 20	952. 4 X I。^-6	0. 55	12. 26X10^-6
0. 25	338. 2X10—⁶	0. 60	8. 604X10*⁶
0.30	152. 5X10-⁶	0, 65	6. 217X10^-6
0.35	79. 29X10^-6	0. 70	4. 605X1CT⁶
0. 40	45. 40X10^-6	0. 75	3. 484X10一⁶
0. 45	27. 89X10—⁶	0. 80	2. 684X10一⁶
0. 50	18. lOXl。-⁶

從表中可見，若光波長為A =0. 5fxm時，空氣分子散射系數為18. 10X 10-⁶m-¹，如果不計及(ji)其他的(de)消(xiao)光因素可算出能見(jian)度(du)約為(wei)220km。由此可知，大氣(qi)能見(jian)度(du)的(de)降低(di)，主要是氣(qi)溶膠的(de)消(xiao)光造成的(de)。

含塵氣流對光強的減弱還取決于濃度的大小(xiao)。當質(zhi)量濃(nong)度為0. 115g/m³時，含塵氣流是透明的，可通(tong)過90%的光線。隨著濃度的增加，透明(ming)度會大大減弱。

能見度(du)可(ke)以根(gen)據下面經驗公式計算：

^ AX10—³

~~ ;  (1-5)

式中，S為等效能見度，m; c為粒子質量濃度，kg/m³; A 為比例系數，kg/m²。

比例系數A的數值見(jian)表1-7。對主(zhu)要由

0.1?l/^rn粒(li)徑粒(li)子引(yin)起的光散射，用散射系數6來代替消光系數M，則式S=3.912/" 成為(wei)S=3.912/6。上兩(liang)式和(he)表1-7、圖1-3能(neng)(neng)直接表明能(neng)(neng)見度與氣溶膠質量濃度之間的關系。

表1-7能見度(du)與塵(chen)粒濃度(du)間(jian)的關系

質量濃度c丨(ng/m³)	散射系數6/m^_1	比例系數A/(kg/m²)	能見度S/km
10	0. 3X10一⁴	1. 2	120. 0
30	1.0X10-⁴	1.2	40. 0
75	2. 4X10—⁴	r i.2	16.0
100	3. 3X10—⁴	1. 2	12.0
300	10. 0X10—⁴	1.2	4. 0
1000	33. 0X10—⁴	1. 2	1. 2