การวัดทัศนวิสัยทำได้อย่างไร? คู่มือง่ายๆ สำหรับการตรวจสอบสภาพอากาศ [2025]

เคยสงสัยไหมว่านักพยากรณ์อากาศวัดทัศนวิสัยอย่างไรก่อนที่คุณจะวางแผนการเดินทาง? การวัดการมองเห็น เป็นส่วนสำคัญในชีวิตประจำวันของเรา ส่งผลต่อทุกอย่างตั้งแต่การเดินทางไปทำงานในตอนเช้าไปจนถึงการปฏิบัติการเที่ยวบินและการเดินเรือ

นักอุตุนิยมวิทยาวัดทัศนวิสัยของสภาพอากาศเป็นเมตร ซึ่งจะบอกเราถึงระยะทางสูงสุดที่เราสามารถมองเห็นและระบุวัตถุได้อย่างชัดเจน ความสามารถในการมองเห็นระยะทางของคุณเปลี่ยนแปลงไปมากเนื่องจากหมอก หมอกควัน ฝุ่น ฝน และหิมะ เซ็นเซอร์ทัศนวิสัยสมัยใหม่ช่วยให้ผู้เชี่ยวชาญด้านสภาพอากาศวัดสภาพบรรยากาศได้อย่างแม่นยำ เซ็นเซอร์เหล่านี้ทำงานโดยวิเคราะห์การกระจายของแสงเมื่อกระทบกับอนุภาคในอากาศ ซึ่งทำให้ได้ระยะออปติกของอุตุนิยมวิทยาที่เรียกว่าระยะออปติกอุตุนิยมวิทยา

ในบทความนี้ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับวิธีต่างๆ ในการวัดทัศนวิสัย เราจะเจาะลึกทุกอย่างตั้งแต่การสังเกตด้วยสายตาขั้นพื้นฐานไปจนถึงเทคโนโลยีล้ำสมัย เช่น LIDAR และเครื่องวัดอัตราการไหลของบรรยากาศ นอกจากนี้ คุณยังจะได้เรียนรู้ว่าผู้เชี่ยวชาญอ่านการวัดเหล่านี้บนมาตราวัดทัศนวิสัยสภาพอากาศอย่างไร และอะไรที่ทำให้ระดับทัศนวิสัยเปลี่ยนแปลงไป

การมองเห็นคืออะไร และเหตุใดจึงสำคัญ?

ทัศนวิสัยในอุตุนิยมวิทยาวัดระยะทางสูงสุดที่บุคคลสามารถระบุวัตถุหรือแสงได้อย่างชัดเจน สมาคมอุตุนิยมวิทยาอเมริกันให้คำจำกัดความว่า "ระยะทางสูงสุดในทิศทางที่กำหนดซึ่งสามารถมองเห็นและระบุวัตถุสีดำที่โดดเด่นบนท้องฟ้าที่ขอบฟ้าในตอนกลางวัน หรือแหล่งกำเนิดแสงที่ทราบอยู่แล้วซึ่งควรไม่โฟกัสและมีความเข้มปานกลางในตอนกลางคืน"

หลายๆ คนคิดว่าทัศนวิสัยจะเปลี่ยนไปตามระดับแสง แต่จริงๆ แล้ว ทัศนวิสัยเป็นลักษณะที่วัดได้เป็นเมตรหรือกิโลเมตรที่คงที่ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในภาคส่วนที่ความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญที่สุด

การติดตามสภาพอากาศวัดทัศนวิสัยได้สองวิธีหลัก บุคลากรที่ผ่านการฝึกอบรมจะประเมินทัศนวิสัยแนวนอนที่มีประสิทธิภาพโดยการสังเกตด้วยมือ ซึ่งก็คือระยะทางสูงสุดที่มองเห็นได้ในมากกว่าครึ่งหนึ่งของระยะการมองเห็น อุปกรณ์เฉพาะทางจะวัดสิ่งที่นักอุตุนิยมวิทยาเรียกว่า “ระยะออปติกอุตุนิยมวิทยาช่วงนี้แสดงถึงความยาวของบรรยากาศที่ลำแสงเดินทางก่อนที่ฟลักซ์ส่องสว่างจะลดลงเหลือ 5% ของค่าเดิม

ปัจจัยหลายประการส่งผลต่อการวัดทัศนวิสัยสภาพอากาศอย่างมาก:

• ความเข้มข้นของอนุภาค: สารมลพิษและอนุภาคในอากาศกระจายและดูดซับแสง

• ความเร็วลม : สามารถยกฝุ่นละอองและอนุภาคดินขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศได้

• ความชื้น: ความชื้นที่สูงขึ้นทำให้การกระเจิงของแสงเพิ่มมากขึ้น

• อุณหภูมิ: อุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้เกิดการพาความร้อนในชั้นบรรยากาศมากขึ้น

ความปลอดภัยในการบินนั้นขึ้นอยู่กับการวัดทัศนวิสัยเป็นอย่างมาก ผู้เชี่ยวชาญถือว่าทัศนวิสัยเป็น “ปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่ง” ที่กำหนดว่านักบินจะสามารถขึ้นหรือลงจอดได้อย่างปลอดภัยหรือไม่ ระยะการมองเห็นรันเวย์ (RVR) กลายมาเป็นการวัดที่สำคัญในทางการบิน โดยแสดงระยะทางที่นักบินบนเส้นกึ่งกลางรันเวย์สามารถมองเห็นเครื่องหมายหรือไฟบนรันเวย์ได้

เกณฑ์การมองเห็นที่เฉพาะเจาะจงจะกำหนดสภาพอากาศ ได้แก่ หมอก (ระยะการมองเห็นน้อยกว่า 1 กม.) หมอก (1-2 กม.) และหมอกควัน (2-5 กม.) การวัดเหล่านี้ช่วยให้นักอุตุนิยมวิทยาออกคำเตือนที่ถูกต้องสำหรับความปลอดภัยสาธารณะได้

การตรวจวัดสภาพอากาศจะวัดทัศนวิสัยได้อย่างไร?

ผู้เชี่ยวชาญด้านการตรวจสอบสภาพอากาศใช้แนวทางพื้นฐานสองแนวทางในการวัดทัศนวิสัย ได้แก่ การสังเกตโดยมนุษย์และการวัดด้วยเครื่องมือ แต่ละวิธีมีข้อดีที่แตกต่างกันไปในแต่ละสถานการณ์

แนวทางแบบดั้งเดิมนั้นอาศัยผู้สังเกตการณ์ที่ผ่านการฝึกอบรมมาเพื่อประเมินทัศนวิสัย โดยพวกเขาจะระบุระยะทางสูงสุดที่สามารถมองเห็นวัตถุสีดำที่โดดเด่นบนขอบฟ้าในเวลากลางวันหรือแหล่งกำเนิดแสงที่มีความเข้มปานกลางในเวลากลางคืน ผู้สังเกตการณ์เหล่านี้ต้องการรูปถ่ายที่มีป้ายกำกับหรือรายการวัตถุที่อยู่ห่างออกไปที่ทราบเพื่อใช้เป็นจุดอ้างอิง ลักษณะเชิงอัตวิสัยของวิธีนี้ยังคงพิสูจน์ได้ว่ามีค่า เนื่องจากผู้สังเกตการณ์สามารถประเมินทัศนวิสัยได้ในมุมมอง 360 องศาที่สมบูรณ์

การวัดด้วยเครื่องมือใช้แนวคิดของ ระยะออปติกอุตุนิยมวิทยา (MOR)MOR แสดงถึงระยะทางที่จำเป็นในการลดฟลักซ์ส่องสว่างของลำแสงลงเหลือ 5% ของค่าเดิม การวัดนี้สอดคล้องกับกฎของ Koschmieder ที่เชื่อมโยงทัศนวิสัยกับค่าสัมประสิทธิ์การสูญพันธุ์ของบรรยากาศ เซ็นเซอร์ทัศนวิสัยอัตโนมัติมีความแม่นยำ 10-20%

การวัดทัศนวิสัยสมัยใหม่มีดังนี้:

• เครื่องวัดความเร็ว – วัดการส่งผ่านแสงโดยตรงระหว่างแหล่งกำเนิดแสงและตัวรับ

• เมตรกระจัดกระจาย – วิเคราะห์การกระเจิงของแสงที่เกิดจากอนุภาคในตัวอย่างอากาศขนาดเล็ก

• ระบบที่ใช้ภาพเป็นหลัก – เช่น Visibility Estimation through Image Analytics Algorithm (VEIA) ของ MIT Lincoln Laboratory ซึ่งประเมินการมองเห็นโดยใช้ความแรงของขอบในภาพถ่ายจากกล้อง

การวัด MOR จากเครื่องมือจะเก็บตัวอย่างบรรยากาศในปริมาณเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับการสังเกตโดยมนุษย์ ข้อจำกัดนี้บางครั้งทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างการอ่านค่าด้วยเครื่องมือและด้วยมือ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะสังเกตเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นในเวลากลางคืนมากกว่าในเวลากลางวัน

โดยทั่วไปแล้ว การอ่านค่าทัศนวิสัยของเครื่องมือจะหยุดที่ระยะการรายงานสูงสุดที่ 5.4 ไมล์ทะเล (10 กิโลเมตร) ยิ่งค่าที่รายงานมีขนาดใหญ่ขึ้น ก็ยิ่งมีโอกาสเกิดสภาวะที่ไม่สม่ำเสมอมากขึ้น

6 เครื่องมือทั่วไปที่ใช้ในการวัดทัศนวิสัย

การวัดทัศนวิสัยในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันต้องใช้เครื่องมือเฉพาะทาง เครื่องมือเหล่านี้ให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้ซึ่งช่วยในการติดตามสภาพอากาศ ความปลอดภัยในการบิน และการจัดการการขนส่ง ระบบออปติกขั้นสูงและเซ็นเซอร์ที่ซับซ้อนทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้

เซ็นเซอร์กระเจิงไปข้างหน้า คำนวณทัศนวิสัยโดยการวัดแสงที่กระจัดกระจายโดยอนุภาคในอากาศ อุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดเหล่านี้ปล่อยลำแสงอินฟราเรดและวิเคราะห์แสงที่กระจัดกระจายในมุมคงที่ (โดยทั่วไปคือ 42°) เทคโนโลยีนี้มีข้อดีหลายประการเหนือวิธีการแบบเก่า นั่นคือ ใช้พลังงานน้อยกว่า ใช้พื้นที่น้อยกว่า และให้ การวัดระยะตั้งแต่ 5 เมตร ถึง 80 กิโลเมตรเครื่องวัดทัศนวิสัยของ EcoSenTec ใช้หลักการนี้เพื่อส่งมอบประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย

เครื่องวัดความเร็ว กำหนดทัศนวิสัยโดยวัดการส่งผ่านแสงโดยตรงระหว่างแหล่งกำเนิดแสงและเครื่องรับในระยะทางที่ทราบ เครื่องมือเหล่านี้คำนวณค่าสัมประสิทธิ์การสูญพันธุ์โดยการเปรียบเทียบแสงที่ส่งผ่านกับแสงที่ได้รับ ความแม่นยำสูงในการวัดช่วงแสงอุตุนิยมวิทยา (MOR) ทำให้เครื่องมือนี้มีประโยชน์แม้ว่าจะมีขนาดใหญ่กว่าเซ็นเซอร์แบบกระเจิงก็ตาม

ระบบที่ใช้ LIDAR ปล่อยพัลส์เลเซอร์เพื่อตรวจจับอนุภาคในบรรยากาศ อุปกรณ์ LIDAR สมัยใหม่สามารถตรวจจับยานพาหนะได้ไกลถึง 1,000 เมตร และตรวจจับผู้คนได้ไกลถึง 200 เมตร ระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติบนทางหลวงและยานยนต์ไร้คนขับได้รับประโยชน์จากระยะการทำงานที่เหนือชั้น

เครื่องวัดระยะการมองเห็น เช่น VISIC620 ที่เน้นการวัดระยะการมองเห็นมาตรฐานบนถนน อุโมงค์ และเส้นทางเดินเรือ เครื่องมือที่ทนทานเหล่านี้ดำเนินการทดสอบตัวเองโดยอัตโนมัติเพื่อชดเชยการปนเปื้อนบนหน้าจอ และสามารถทำงานร่วมกับพลังงานแสงอาทิตย์ได้

ระบบที่ใช้ภาพเป็นฐาน เช่น Visibility Estimation through Image Analytics Algorithm (VEIA) ของ MIT ที่วิเคราะห์ความแรงของขอบในภาพจากกล้องเพื่อประเมินทัศนวิสัยทางอุตุนิยมวิทยา กล้องทั่วไปจะกลายเป็นเซ็นเซอร์สภาพอากาศด้วยเทคโนโลยีนี้ ซึ่งพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์อย่างยิ่งในพื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีเครื่องมือแบบดั้งเดิม

เครื่องวัดการมองเห็นด้วยเลเซอร์/เครื่องวัดการสะท้อนกลับ วัดค่าการมองเห็นในเวลากลางวัน (Qd) และการสะท้อนแสงในเวลากลางคืน (RL) ของเครื่องหมายบนถนน เครื่องมือเฉพาะทางเหล่านี้ช่วยรักษาสภาพการขับขี่ที่ปลอดภัยและรองรับระบบจดจำยานพาหนะอัตโนมัติ

EcoSenTec นำเสนอโซลูชันการวัดทัศนวิสัยอย่างละเอียดเพื่อตอบสนองความต้องการของมืออาชีพ กลุ่มผลิตภัณฑ์ของเราได้แก่ เครื่องวัดแบบพกพาสำหรับการประเมินแบบเคลื่อนที่ เซ็นเซอร์แบบติดตั้งมาตรฐาน ระบบที่ติดตั้งบน UAV และเครื่องวัดขนาดกะทัดรัดที่เหมาะกับพื้นที่แคบ

บทสรุป

ทำความเข้าใจบทบาทสำคัญของการวัดทัศนวิสัย

การวัดทัศนวิสัยที่แม่นยำถือเป็นหัวใจสำคัญของระบบตรวจสอบสภาพอากาศสมัยใหม่ บทความนี้จะเจาะลึกถึงผลกระทบของทัศนวิสัยต่อหลายภาคส่วน ตั้งแต่การบินและการเดินเรือไปจนถึงความปลอดภัยในการขับขี่ในชีวิตประจำวัน เซ็นเซอร์ทัศนวิสัยใช้เทคโนโลยีการกระจายไปข้างหน้า ทรานสมิสโซมิเตอร์ หรือระบบ LIDAR เซ็นเซอร์เหล่านี้ให้ข้อมูลสำคัญที่ช่วยป้องกันอุบัติเหตุและปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน

ผู้เชี่ยวชาญด้านสภาพอากาศผสมผสานวิธีการสังเกตแบบดั้งเดิมกับการวัดด้วยเครื่องมือขั้นสูงเพื่อกำหนดช่วงออปติกอุตุนิยมวิทยา วิธีการที่ครอบคลุมทั้งหมดนี้ทำให้เข้าใจสภาพบรรยากาศได้อย่างครบถ้วน ข้อมูลที่รวบรวมได้ช่วยให้นักอุตุนิยมวิทยาส่งคำเตือนที่ทันท่วงทีเพื่อปกป้องความปลอดภัยสาธารณะเมื่อเกิดหมอก หมอกลง หรือหมอกควัน

การวัดค่าการมองเห็นอาจดูเป็นเรื่องเทคนิคในตอนแรก แต่การประยุกต์ใช้จริงนั้นเกี่ยวข้องกับชีวิตของทุกคน การมองเห็นสภาพอากาศเป็นส่วนสำคัญของโลกที่เชื่อมต่อกันมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อยานยนต์ไร้คนขับและระบบขนส่งอัจฉริยะต้องการข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมที่แม่นยำมากขึ้นกว่าที่เคย

คำถามที่พบบ่อย

Q1. การมองเห็นในการตรวจติดตามสภาพอากาศวัดได้อย่างไร? การวัดทัศนวิสัยทำได้โดยใช้เครื่องมือต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์ทัศนวิสัย ทรานสมิสโซมิเตอร์ และเซ็นเซอร์กระเจิงแสงไปข้างหน้า เครื่องมือเหล่านี้คำนวณระยะออปติกของอุตุนิยมวิทยาโดยการวัดการส่งผ่านแสงหรือการกระเจิงแสงผ่านชั้นบรรยากาศ ในบางกรณี บุคลากรที่ผ่านการฝึกอบรมก็ยังคงใช้การสังเกตด้วยมือ

คำถามที่ 2 การมองเห็นได้ 10 ไมล์หมายถึงอะไร ระยะการมองเห็น 10 ไมล์ หมายความว่าคุณสามารถมองเห็นและระบุวัตถุขนาดใหญ่สีเข้มหรือแหล่งกำเนิดแสงที่มีความเข้มปานกลางได้อย่างชัดเจนในระยะทางสูงสุด 10 ไมล์ ซึ่งมักจะเป็นระยะการมองเห็นสูงสุดที่รายงานโดยสถานีตรวจอากาศอัตโนมัติเมื่อสภาพบรรยากาศแจ่มใส

คำถามที่ 3 เหตุใดการวัดทัศนวิสัยจึงมีความสำคัญ? การวัดทัศนวิสัยมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยในการบิน การเดินเรือ และการขนส่งทางถนน การวัดทัศนวิสัยช่วยในการออกคำเตือนเกี่ยวกับสภาพอากาศ ช่วยให้เครื่องบินขึ้นและลงจอดได้อย่างปลอดภัย และรักษาสภาพการขับขี่ที่ปลอดภัย ข้อมูลทัศนวิสัยที่แม่นยำยังมีความสำคัญต่อการพยากรณ์อากาศและการศึกษาสภาพภูมิอากาศอีกด้วย

คำถามที่ 4. ปัจจัยอะไรบ้างที่ส่งผลต่อการมองเห็น? มีหลายปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อทัศนวิสัย เช่น ความเข้มข้นของอนุภาคในอากาศ ความเร็วลม ความชื้น และอุณหภูมิ ปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น หมอก ละอองน้ำ ฝน และหิมะ อาจลดทัศนวิสัยได้อย่างมาก นอกจากนี้ มลพิษและอนุภาคในอากาศยังมีส่วนในการกระเจิงและดูดซับแสง ซึ่งส่งผลต่อระยะการมองเห็นของเรา

Q5. ระบบ LIDAR วัดทัศนวิสัยได้อย่างไร ระบบ LIDAR (Light Detection and Ranging) วัดการมองเห็นด้วยการปล่อยพัลส์เลเซอร์เพื่อตรวจจับอนุภาคในบรรยากาศ ระบบขั้นสูงเหล่านี้สามารถตรวจจับยานพาหนะได้ในระยะไกลถึง 1,000 เมตร และตรวจจับผู้คนได้ในระยะไกลถึง 200 เมตร เทคโนโลยี LIDAR มีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานในระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติบนทางหลวงและรถยนต์ไร้คนขับ