大气能见度对交通安全的影响

大气能见度对交通安全的影响张潇（南京大学电子科学与工程系，江苏南京210098）摘要：随着交通运输量的猛增和车辆行驶速度的提升，对交通运输的安全保障提出了更高的要求。除了超速、酗酒等违反交通规则的因素，各种自然灾害对交通安全的影响越来越受到重视。其中低能见度浓雾等气象灾害以及由于气象灾害诱发的伴生灾害对交通运输业的影响，严重影响了高速公路中的交通运输。关键词：大气能见度；交通安全2009年12月1日，宁连高速团雾下15车相撞，3死8伤；2009年11月27日，广州京珠高速因大雾连发3起交通事故，3人死亡；2009年11月25日，京福高速因大雾发生多起交通事故，两人死亡……现如今，交通运输量的猛增和车辆行驶速度的提升，对交通运输的安全保障提出了更高的要求。然而除了超速、酗酒等违反交通规则的因素，各种自然灾害对交通安全的影响越来越受到重视。其中气象灾害以及由于气象灾害诱发的伴生灾害对交通运输业的影响，如低能见度浓雾、强降水、暴雨、雷暴、大风、积雪、结冰等，严重影响了高速公路中的交通运输安全问题。雾是悬浮在近地面大气中的大量细微水滴（或冰晶）的可视集合体。雾的出现，导致地面的水平能见度显著降低。按照世界气象组织规定，令能见度降低到1km以下的称为雾，能见度在1～10km的称为轻雾。常见的雾多为乳白色。在城市及工业区，因空气中污染物的影响可导致雾呈土黄色或灰色。冰雾则可为暗灰色。雾主要是由于空气中水汽达到饱和，在凝结核上凝结而成。雾的形成通常有两种途径：（1）因空气温度降低而产生平流雾、辐射雾、上坡雾等；（2）因空气中水汽增加而产生蒸发雾、锋面雾、生物雾等。城市中的烟雾是另一种原因所造成的，那就是人类的工业生产活动。早晨和晚上正是供暖锅炉的高峰期，大量排放的烟尘悬浮物和汽车尾气等污染物在低气压、风小的条件下，不易扩散，与低层空气中的水汽相结合，比较容易形成烟尘（雾），而这种烟尘（雾）持续时间往往较长。能见度是反映大气透明度的一个指标，与当时的天气情况密切相关。当出现降雨、雾、霾、沙尘暴等天气过程时，大气透明度较低，因此能见度较差。在气象学中，能见度用气象光学视程表示。气象光学视程[1]是指白炽灯发出色温为2700K的平行光束的光通量，在大气中削弱至初始值的5%所通过的路径长度。白天能见度是指视力正常（对比感阈为0.05）的人，在当时天气条件下，能够从天空背景中看到和辨认的目标物（黑色、大小适度）的最大水平距离。实际上也是气象光学视程。夜间能见度是指：（1）假定总体照明增加到正常白天水平，适当大小的黑色目标物能被看到和辨认出的最大水平距离。（2）中等强度的发光体能被看到和识别的最大水平距离。在空气特别干净的北极或是山区，能见度能够达到70～100km，然而能见度通常由于大气污染以及湿气而有所降低。霾、雾、烟雾可将能见度降低至零，雷雨天气的暴雨不仅使能见度降低，同时由于地面湿滑而不能紧急制动，暴风雪天气也属于低能见度的范畴内。能见度不足100m时，通常被认为为零，虽然在这种情况下会采取一系列措施，例如道路封锁、启动自动警示灯牌，但是由于能见度的大幅降低、道路行车速度过大、尤其是道路监控系统实时性的不足，仍然存在发生重大交通事故，如连环撞击事件的隐患。目前测量大气能见度一般用目测的方法，也可以使用大气透射仪、激光能见度自动测量仪等测量仪器测量。传统的能见度检测主要是通过仪器检测法，可以应用交流◆YingyongJiaoliu42YingyongJiaoliu◆应用交流分为两类：（1）望远光度计或透射仪测量空气柱的消光系数或透射率[2]。望远光度计通过计算地平附近一个已知距离目标物和其附近水平天空背景的视亮度对比的方法直接获得大气消光系数，只适合白天观测，需要额外的机电装置以实现自动检测，延时大、实时性差，很少用于能见度常规检测；透射仪在雾滴引起的中低能见度条件下测量结果较为准确，常被用于民航系统，但在有降水或飘尘现象发生时，透射仪本身会引起光的前向散射，影响测量结果的准确度。（2）散射仪测量一个小体积空气对光的散射程度，依据所测量的散射角的不同可以分为后向散射仪、前向散射仪和总散射仪。散射仪假设大气吸收效应可以忽略，同时假设测量得到的散射光强正比于消光系数，这种假设在一般的情况可以近似成立，但是在污染严重的空气中存在较大的误差，而且目前气象能见度和后向散射系数之间的关系尚未准确计算出。激光和雷达通常被用于测量大气能见度。由于激光和雷达相对于其他检测系统可以观测出倾斜能见度，常被用于满足特定需求。其测量的准确性依赖于消光系数与后向散射系数之间函数关系的假定、或者依赖于气溶胶特性随视程均匀分布的假定，另外雨、雾和沙尘暴等低能见度条件下的多次散射效应也严重限制其探测的可靠性，同时激光雷达成本昂贵、维护费用高、操作复杂，在气象能见度的检测中并没有被广泛采用。如上所述，无论是能见度仪、透射仪、散射仪，还是激光雷达，仪器法在测量气象能见度上存在着不足，近年来在对道路能见度检测的实时性、准确性、检测范围等的要求逐渐提高，研究气象能见度新的测量原理、方法和技术，提高测量的定量化和自动化水平，是当前道路环境监测的迫切需求，也需要有一个科学合理的适用于高速路面行车的气象能见度等级的标准[3]。［参考文献］［1］WorldMeteorlogicalOrganization，1989GuideontheGlobalObservingSystem.WMO-No.488，Geeneva［2］叶青.道路能见度检测方法的比较和研究.传感器技术，2004（23）：74～76［3］谢兴生，陶善昌，周秀骥.数字摄像法测量气象能见度.科学通报，1999（44）：97～100收稿日期：2009-12-04作者简介：张潇（1986-），女，现就读于南京大学电子科学与工程系。43