基本介紹
- 中文名：表觀水平線
- 外文名：apparent horizon
- 領域：導航
- 屬性：地理參數
- 別名：可見水平線
- 相似名詞：表觀垂線
簡介,用法,和表觀水平線之間的距離,
簡介
表觀水平線是將地球與天空分開的明顯線，將所有可見方向分為兩類：與地球表面相交的線和不與地球相交的線。 在許多地方，真正的地平線被樹木，建築物，山脈等遮蔽，所產生的地球和天空的交點被稱為可見的地平線。 當從岸邊看海邊時，距離地平線最近的一部分海域被稱為離岸。
地平線源於希臘語“ὁρίζωνκύκλος”horizōnkyklos，“分隔圈”，與動詞ὁρίζωhorizō，“分割”，“分開”，和“ὅρος”（oros） ，“邊界，地標”。
用法
從歷史上看，到表觀水平線的距離長期以來一直對於生存和成功航行至關重要，特別是在海上，因為它確定了觀察者的最大視野範圍，從而確定了通信，對安全性和傳播信息的所有顯而易見的影響範圍暗示。隨著無線電和電報的發展，這種重要性減弱，但即使在今天，當在“視覺飛行規則”下飛行時，一種稱為“姿態飛行”的技術用於控制飛機，飛行員使用飛機的鼻子與飛機之間的視覺關係地平線控制飛機。飛行員也可以通過參考地平線來保留他或她的空間方位。
在許多情況下，特別是透視圖，地球的曲率被忽略，並且地平線被認為是任何水平面上的點會聚（當投影到圖像平面上）的理論線，因為它們與觀察者的距離增加。對於海平面附近的觀察者來說，這種幾何水平線（假設一個完美平坦的，無限的地平面）與真實的地平線（假設一個球形地球表面）之間的差異是肉眼不可察覺的（可疑的討論）一個1000米的山丘，望著海面，真正的地平線將在一個水平線以下）。
在天文學中，地平線是通過觀察者眼睛的水平平面。它是水平坐標系的基本平面，具有零度高度的點的軌跡。雖然在幾何水平方面類似，但在這種情況下，水平可以被認為是空間中的平面，而不是圖像平面上的線。
和表觀水平線之間的距離
通常可以沿著地球曲面進一步看到，由於折射誤差而允許的簡單幾何計算。如果地面或水表面比其上方的空氣冷，冷氣密集的空氣形成在表面附近，導致光線在行進時向下折射，因此在一定程度上繞過地球曲率。 如果地面比上面的空氣更熱，就像沙漠中經常發生的一樣，產生幻影。 作為折射的近似補償，測量距離超過300英尺的測量人員從計算的曲率誤差中減去14%，並確保視線距離地面至少5英尺，以減少由折射產生的隨機誤差。
然而，忽視大氣折射的影響，距地球表面近距離地球的距離約為
其中d為公里，h為地面以上的高度，單位為米。
大氣折射的影響：
如果地球是像月球這樣無氣的世界，上述計算將是準確的。然而，地球有空氣的空氣，其密度和折射率根據溫度和壓力而有很大差異。這使得空氣在不同程度上折射光，影響地平線的外觀。通常，剛剛高於地球表面的空氣密度大於其在較高海拔處的密度。這使得其表面附近的折射率高於較高，這導致大致水平移動的光被向下折射。這使得到地平線的實際距離大於用幾何公式計算的距離。在標準大氣條件下，差值約為8%。這將上述使用的公制公式中的3.57因子改為約3.86。當條件接近標準時，該校正可以並且經常被套用為相當好的近似。當條件不尋常時，這種近似失敗。屈光度受到溫度梯度的強烈影響，每天都會有很大變化，尤其是在水中。在極端情況下，通常在春季，當溫暖的空氣覆蓋冷水時，折射可以使光線跟隨地球表面數百公里。相反的條件發生在例如沙漠中，其中表面非常熱，如此熱，低密度空氣在較冷的空氣下方。這導致光線向上折射，導致幻影效應，使得地平線的概念有點無意義。因此，在異常條件下折射效應的計算值僅為近似值。然而，已經嘗試比上述簡單近似更準確地計算它們。
在視覺波長範圍之外，折射將不同。對於雷達（例如，對於波長為300到3毫米，即1到100 GHz之間的頻率），地球的半徑可以乘以4/3，以獲得在公制公式中給出因子4.12的有效半徑，即雷達天線將是超過幾何水平15%或超過視覺7%。 4/3因子並不準確，如視覺情況下折射取決於大氣條件。
