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粉塵對能見度的影響

信息來源: //settleri.cn　　時間(jian):2018-05-25 13:25:37　

粉塵對能見度的影響

當光線通過含塵介質時，由于塵粒對(dui)光的吸收(shou)、散射等作用(yong)，光強會減(jian)弱(ruo)，出現能見(jian)度降(jiang)低(di)的情況。在一(yi)些(xie)污(wu)染嚴重的城市(shi)、工業地區以及一(yi)些(xie)粉塵作業場所能明顯地察覺到能見(jian) 度的降(jiang)低(di)。

1.能見度

能(neng)見(jian)度即正常視(shi)力(li)的(de)人在當時天氣條件下能(neng)夠識別目(mu)(mu)標(biao)物(wu)(wu)的(de)最(zui)大水平距離，以(yi)目(mu)(mu)力(li)測定用以(yi)判定大氣透明度的(de)一(yi)個氣象要素。一(yi)般來說(shuo)，能(neng)見(jian)度取(qu)決于(yu)光(guang)的(de)傳(chuan)播和眼睛從視(shi)場背景中區(qu)別物(wu)(wu)體的(de)能(neng)力(li)。

光(guang)線通過含塵介(jie)質，光(guang)強(qiang)減(jian)弱。初(chu)始光(guang)強(qiang)為(wei)I。(cd)的光(guang)束經過距離:r (m)后，光(guang)強(qiang) 衰減(jian)為(wei)I，則(ze)：

I = I₀exp( —fxx)   (1-1)

式中，^為(wei)消光(guang)系(xi)數，它是波長的函(han)數，\

在一定(ding)距離外觀察一個(ge)孤立物體(ti)時，定(ding)義物體(ti)與背景間的(de)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(ying)的能見度為S。如果物體是理想黑體，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,所以，

。 1 , ? 3. 912

S =——InO. 02 =     (1-4)

" /i

大氣總消光是(shi)氣溶膠散射、氣體分子散射和(he)特(te)定波長下(xia)某些氣體吸收的(de)總和(he)。表1-6列(lie) 出了空氣分子的(de)散射系數(shu)6。

表1-6 0^DC、0. 1MPa下空氣的端(duan)利(li)散射(she)系數

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(bu)計(ji)及其他的(de)(de)消光(guang)因素可(ke)算出(chu)能見度約(yue)為220km。由此可(ke)知，大氣能見度的(de)(de)降低，主要是氣溶膠的(de)(de)消光(guang)造成的(de)(de)。

含塵氣流對光強的減弱還取決于濃度的大小。當質量濃度為0. 115g/m³時，含塵(chen)氣流是透(tou)明的(de)，可通過90%的(de)光(guang)線。隨著(zhu)濃度的(de)增加，透明(ming)度會(hui)大大減弱。

能(neng)見度可(ke)以根據(ju)下面經驗(yan)公(gong)式(shi)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的數值見表(biao)1-7。對主要(yao)由

0.1?l/^rn粒徑粒子引起的光散射(she)，用散射(she) 系(xi)數6來代替消光系(xi)數M，則(ze)式S=3.912/" 成為S=3.912/6。上兩式和表1-7、圖1-3能直接表明能見度與氣溶膠質量濃度之間的關系(xi)。

表1-7能見(jian)度與塵粒濃度間的關系

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