Как атмосферная влажность влияет на тепловизионное изображение с БПЛА в зоне СВО

Технология и её место в наблюдении

FLIR отмечает зависимость ослабления сигнала от длины волны и состояния атмосферы; «всепогодность» нельзя понимать буквально.

Физика изображения

Влажность воздуха влияет на тепловизионную картину через свойства атмосферы, а не просто через «запотевание» камеры. Водяной пар поглощает определённые полосы инфракрасного излучения, водяные капли тумана добавляют рассеяние. Внешнее загрязнение защитного окна — уже другая проблема. Исследование FLIR показывает зависимость результата от спектрального диапазона и параметров среды, поэтому универсальная формула о качестве наблюдения при высокой влажности была бы ошибочной.

Особенности опубликованных кадров

При одной и той же относительной влажности содержание водяного пара может существенно различаться в зависимости от температуры воздуха. Помимо поглощения излучения водяным паром влияние оказывают капли тумана или осадков. Поэтому простое правило «чем выше влажность, тем хуже кадр» без уточнений некорректно. Для сравнения характеристик тепловизоров нужны спектральные данные и условия измерения, а не метеорологическая цифра сама по себе.

Что важно различать

Влажность связана с количеством водяного пара, тогда как туман и дождь содержат капли воды: это разные механизмы ослабления излучения. Кроме состояния атмосферы важна длина пути света и спектральный диапазон сенсора. Поэтому одна цифра влажности сама по себе не описывает итоговое качество ИК-видео.

Слово «влажность» в прогнозах чаще всего относится к водяному пару в воздухе; оно не равнозначно плотности тумана. Капли жидкой воды, участвующие в рассеянии, и газообразные молекулы, участвующие в спектральном поглощении, действуют по-разному. Поэтому в техническом описании требуется уточнять, какое явление названо причиной потери контраста. Обобщение «сырой воздух полностью скрывает всё от тепловизора» физически некорректно.

Подтверждённая документальная основа

В материале «FLIR, влияние дождя и тумана на ИК-съемку» указано: Влажность и водяные капли ослабляют ИК сигнал; работоспособность тепловизора не означает всепогодную видимость. Публикация «Гидрометцентр России, туман» рассматривает смежный аспект: Метеорологическое определение тумана и природы капель/ледяных кристаллов в атмосфере. Для расчёта влияния влаги нужны метеопараметры и спектральная полоса тепловизора, которых обычно нет в открытом виде.

Границы интерпретации

Нельзя оценивать качество тепловизора по метеоусловиям, которых нет в описании записи. В редакционной карточке фиксируются происхождение изображения, дата публикации, точное наименование изделия и наличие первичного файла. Если данных нет, факт указывается как неподтверждённый.

Разграничение со смежной темой

Эта статья описывает прохождение инфракрасного излучения через атмосферу: водяной пар и капли не следует смешивать, поскольку их воздействие на сигнал различается. Физические свойства самой камеры и риск конденсации рассматриваются отдельно в OPT-184.

Дополнительный предметный разбор

Водяной пар участвует в поглощении излучения на пути от поверхности к тепловизору, однако эффект зависит от спектрального диапазона и длины пути в атмосфере. Поэтому фраза «влажность отключает тепловизор» неверна. Варианты LWIR и MWIR ведут себя неодинаково, как и камеры с различными объективами. FLIR отдельно рассматривает поглощение и рассеяние в дожде и тумане. Для статьи об опубликованных материалах СВО необходима оговорка: по одному ролику невозможно изолировать влияние влажности от температуры, осадков, изменения контраста и обработки изображения. Не следует приводить универсальную величину ухудшения видимости без указания условий эксперимента.

Дополнительная документация: FLIR: влияние дождя и тумана на ИК изображение.