Расчет видимости звезд и далеких огней - Забелина И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Подавляющее большинство объектов, создающих фон определенной яркости при наблюдении звезд и далеких огней, не обладает собственным свечением. Такие объекты могут быть видны за счет отражения от них света, испускаемого при их освещении первичными источниками. Из повседневного опыта известно,
Время инерции проблескового огня разного цвета для яркостей фона В = 0-^32 кд/м2
Яркость фона кд/м2 Время инерции *ИЮ3 с
Белый огонь Зеленый огонь Красный огонь 1 Среднее
3,2-Ю-6 218 214 210 214
3,2-10-5 218 215 208 214
3,2-10-3 182 174 161 172
3,2-Ю-2 163 167 163 164
3,2-Ю'1 148 148 150 149
3,2 141 158 142 147
г 32,0 138 136 132 135
60
что яркость ландшафта непрерывно меняется. Это происходит вследствие изменения условий освещения. Суточное движение Солнца по небосводу, определяющее смену дня и ночи, является основной причиной таких перемен. Изменение состояния атмосферы, вызывающее значительные колебания в рассеивающей способности слоев воздуха между объектом и первичным источником света, существенно влияет на яркость ландшафта. При одном и том же освещении различные объекты имеют неодинаковую яркость из-за различной способности их поверхностей отражать падающие на них лучи.
Яркость ландшафта удобно рассматривать, отдельно изучая его освещенность и отражательную способность по ряду причин. Во-первых, освещенность непрерывно, а зачастую резко и быстро меняется со временем, в то время как отражательная способность в течение долгого времени может оставаться постоянной или изменяется крайне медленно. Во-вторых, диапазон изменения отражательной способности сравнительно невелик: самое белое тело (например, поверхность, покрытая сернокислым барием) светлее самого черного (черный бархат или сажа) не более, чем в сто раз, тогда как изменение освещенности очень велико: в ясный полдень освещение бывает в 1010 раз больше, чем в самую темную ночь. Только в течение дня значения освещенности одного и того же предмета могут измениться более, чем в 200 раз. Оценить яркость предмета для каждого конкретного случая в зависимости от дня года, часа дня, условий погоды и других факторов практически невозможно из-за длительности получения и обработки статистического материала. Более просто получить значения коэффициентов яркости ландшафта и статистически обработанный материал по его освещенности. По известным освещенности и коэффициенту яркости в каждом конкретном случае может быть рассчитана яркость объекта.
Поскольку на пути к земной поверхности лучам от Солнца, являющегося первичным источником излучения, приходится проходит^ через атмосферу, солнечная радиация доходит до Земли в двух различных формах: в виде прямого солнечного освещения и в виде света неба, возникающего из-за рассеяния в толще воздуха. В некоторых случаях добавляется еще и освещение светом, отраженным от поверхности Земли и земных предметов. Таким образом, суммарная освещенность объекта представляет собой сумму всех компонентов: прямую освещенность от Солнца Ес, освещенность от неба Ен и освещенность от Земли Ез, т. е.
Е = Ес -(- Еа -(- ?3. (72)
Соотношение между составляющими зависит от условий погоды, положения Солнца на небесном своде и ориентировки освещаемой плоскости [25, 83]. После заката Солнца или перед его восходом прямая засветка прекращается и остается рассеянное или сумеречное освещение, значение которого для видимости
61
очень велико. Понятие сумеречного освещения весьма широко. Так, в метеорологии начало гражданских сумерек определяется моментом захода Солнца, когда освещенность горизонтальной поверхности при разной облачности может достичь 500—600 кд/м2. Помимо гражданских сумерек различают еще навигационные и астрономические сумерки, определяемые понижением Солнца относительно видимого горизонта [22].
Если в гражданские сумерки освещенность еще велика.и позволяет даже читать печатный текст и проводить полевые работы, то в навигационные сумерки видимость заметно ухудшена, на небе начинают появляться наиболее яркие звезды и планеты, в домах зажигают огонь. В астрономические сумерки на Земле, если нет Луны, уже темно, видны звезды, но полоска зари на западе еще светлая и на ее фоне различимы очертания предметов ландшафта. Ночью основным интенсивным источником засветки является Луна. По характеру и составляющим освещенность в лунную ночь аналогична дневной и отличается лишь множителем, равным отношению освещенностей от Луны и Солнца , на границе земной атмосферы. Это отношение непостоянно и, зависит от фазы Луны.
При отсутствии Луны и зари к числу источников ночной освещенности можно отнести [39 ]:
1) свет планет, звезд, Млечного пути, туманностей, комет и т. д.;
2) освещение местности молнией, зарницей, различными электрическими явлениями в атмосфере:
3) собственное свечение атмосферы, достигающее значительной интенсивности только во время полярных сияний;
4) рассеивание в атмосфере света наземных световых источников. Такой вид освещения особенно характерен для промышленных районов и больших городов с развитым наружным освещением.
