Файл: Хохлов, В. А. Видимость сигнальных огней и знаков судоходной обстановки в различных метеоусловиях учебное пособие для студентов судоводительской специальности.pdf

ние на объект точно известно) и при нефиксированном наблюдении (направление известно неточно и объект ищут в пределах некото­ рого пространства).

При нефиксированном наблюдении следует указывать время, затраченное на поиск дели.

Численные значения порогов вобн, еисч, еузи, при фиксирован­ ном наблюдении следующее: еисч = 1,9 % , еоби = 2,5 , еузн = 3,5 %.

При нефиксированном наблюдении пороги контрастной чувстви­ тельности в интервале 15 секундного поиска цели для еобн и еисч отсутствуют, ву3н = 7%- Приведенные данные справедливы при

дневном освещении и угловых размерах объекта не менее 15'Х15'. В реальной атмосфере воспринимаемая яркость объекта зависит от расстояния между объектом и наблюдателем. При увеличении

этого расстояния темные объекты постепенно светлеют, а светлые темнеют. Это объясняется тем, что реальная атмосфера рассеи­ вает свет. Солнечные лучи пронизывают всю толщу воздуха, рас­ положенного между наблюдателем и удаленными предметами, и в этой толще рассеиваются. Часть рассеянного света попадает в наш глаз и воспринимается наблюдателем в виде так называемой атмосферной дымки (голубоватой пелены, покрывающей удален­ ные объекты), под действием которой далекие части ландшафта кажутся как бы подернутыми легкой сероватой вуалью (зеленый лес, например, кажется издали не зеленым, а голубоватым, да­ лекая темная гора—светло-голубой или светло-серой и т. д.).

Для решения задачи по определению дальности видимости объектов в атмосфере необходимо знать, но какому закону изме­ няется наблюдаемый контраст далекого объекта под воздействием вуалирующего эффекта атмосферной дымки. Для этого нужно

прежде всего установить закономерность изменения яркости

слоя атмосферной дымки по мере увеличения расстояния L меж­ ду объектом и наблюдателем. Эта закономерность описывается так называемым световоздушным уравнением [5]. На рис. 2 по­

нии всей своей длины слой L оптически однороден. Пусть на гра­ ницу L слоя падает световой поток данной плотности. На рассто­ янии х от границы А выделим элементарный слой dx. Яркость dfi' слоя dx будет пропорциональна освещенности* Е этого слоя и ин­

тенсивности рассеяния света р(0)

* Освещенностью принято называть плотность светового потока по освещае­ мой поверхности.

9

Рис. 2. К выводу световоздушного уравнения

Но на пути от а до dx световой поток будет ослабляться за счет рассеяния в среде и действительная яркость dp слоя dx будет мень­ ше, чем по (3). Ослабление светового потока на указанном отрезке пути подчиняется закону Бугера, на основании которого действи­ тельная яркость dp слоя dx будет равна

Аналогичным образом может быть описана яркость dPi любо­ го другого элементарного слоя, находящегося в слое на расстоя­ нии х от границы А.

lO

рактеризующее изменение яркости атмосферной дымки в зависи­ мости от протяженности L слоя.

Следует заметить, что слойL оптически однороден. Такое пред­ положение исключает применимость (5) к наклонным направле­ ниям.

Рассмотрим физический смысл коэффициента Б световоздуш­ ного уравнения. Если брать все более и более протяженный слой

(т. е. L со), то яркость (3j слоя сначала быстро возрастает,

а затем постепенно приближается к значению Б как к пределу. Таким образом, в физическом смысле коэффициент Б характери­ зует состояние яркостного «насыщения» слоя L. При значитель­ ном помутнении атмосферы яркость приземного слоя в горизон­ тальном направлении, как показывает опыт, на протяжении не­ скольких километров действительно достигает состояния насыще­ ния и при дальнейшем удлинении слоя практически остается по­

стоянной. Это означает, что яркость р1^слоя атмосферной дымки

может быть отожествлена с яркостью неба у горизонта.

Одним из важнейших соотношений учения о видимости являет­ ся уравнение дальности видимости реальных объектов. Оно впер­ вые было получено немецким геофизиком Кошмидером.

Вывод уравнения дальности видимости основывается на следу­ ющих предпосылках [5]:

а) интенсивность зрительного восприятия объекта определяет­ ся контрастом яркости между ним и окружающим фоном;

б) атмосферное помутнение снижает этот контраст до порого­ вого;

в) атмосферное помутнение, а также условия освещения одно­ родны от точки наблюдения до объекта;

г) объект имеет угловые размеры не меньше 0,3° (в пределах

11

атмосферной дымки. Аналогично выражается и наблюдаемая яр­ кость фона

12