紅外熱成像在雨霧天的能看多遠?美國空軍MORTAN模型幫你分析。

整理日期:2020-02-12
內容參考:FLIR TechNote

1. 用戶會經常問 熱成像能看多遠?

答:作用距離取決於很多因素。包括:鏡頭,探測器是否製冷,靈敏度,探測的目標大小,目標與背景的溫差。當然,在這所有的因素的之前,還有一個就是 天氣。

2.那麼用戶會追問,晴天,霧天雨天的可視範圍分別是多少?

答:很確定的是,在霧天雨天這種天氣下肯定會受影響。具體怎麼影響,還得搞懂 紅外輻射的透射率 和 霧的定量評價。

1)紅外輻射的透射率
即便是晴空萬里,固有的大氣吸收率也會制約特定紅外熱成像可探測的距離。熱成像根據目標散發的差異生成圖像。
實際上,從目標傳輸到熱成像儀的傳輸距離越遠,沿途的損失就越多。因此,必須考慮衰減係數。同時入射輻與透過遮擋材料後的輻射之比。
另外,空氣的溼度越大,衰減越大。

2) 霧,怎麼定量評價?
霧是懸浮在地球表面或接近地球表面的大氣中的微小水滴積累而成的。當空氣中的水蒸氣幾乎飽和,也就是相對溼度100%,如果有足夠數量的凝結核,就能了霧。凝集核可以是煙 和 灰塵顆粒。

霧的類型:平流霧 和 輻射霧。
平流霧:混合兩種不同溫度和溼度的氣流形成的。
輻射霧:氣流輻射冷卻到接近霧點溫度形成的。

霧的分類:採用國際民航ICAO使用的方法,按照該體系,霧可分爲4類:
I類 :可視距離1220米
II類 :可視距離610米
IIIa類:可視距離305米
IIIb類:可視距離92米

霧中的能見度降低的原因是:霧氣顆粒吸收和散射了自然或人造光。
吸收和散射量的多少取決於 霧氣顆粒(或稱爲 懸浮顆粒)的微物理結構。

3.怎麼回答呢?美國空軍的中分辨率傳播模型

答:其實最好的辦法就是實測與依賴經驗值。不過MODTAN可以幫你省去複雜麻煩的外場測試,提前仿真出結果。

MODTAN 是美國空軍編制並支持的一種大氣輻射傳輸代碼。它能夠對各種氣象條件下的大氣情況建模,還可以針對各種波長和光譜解決方案,預測光路輻射,光路傳輸,天空亮度,到達地表的太陽和月亮輻照度等大氣特徵。

MORTAN模型提供了6種氣候模型,此外還定義了可能出現在該氣候條件下的6種 懸浮微粒 種類。

  • 6種氣候種類包括:
    熱帶,中緯度 夏季,中緯度 冬季,亞北極 夏季,亞北極 冬季,美國標準。
  • 6種懸浮微粒種類包括:
    鄉村,城市,海上,平流霧,輻射霧,沙漠。

結束。。。

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