ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общая характеристика проблемы распространения оптического излучения в атмосфере из "Атмосферная оптика Т.2 " Оптическая волна, распространяясь в атмосфере, испытывает многообразные изменения, обусловленные эффектами поглощения и рассеяния ее энергии газами и аэрозолями, явлениями молекулярного, комбинационного рассеяния, флюоресценции, флюктуаций показателя преломления среды, эффектом Доплера и др. [c.7] Указанные изменения варьируют в весьма широких пределах в зависимости, с одной стороны, от явлений и эффектов взаимодействия излучения с атмосферой, с другой,— от конкретных условий распространения и параметров волны. В свою очередь результат взаимодействия излучения с атмосферой для различных явлений и эффектов существенно и одновременно по-разному зависит от длины волны (спектра) излучения. [c.7] В данной главе дается краткое описание основных явлений и эффектов взаимодействия оптических волн с атмосферой. При этом главное внимание уделяется тому интервалу оптического диапазона электромагнитных волн, в котором сосредоточена доминирующая часть излучений Солнца и Земли, а также искусственных источников (в том числе лазеров), а именно интервалу длин волн в пределах 0,3—15 мкм. Рассмотрение проводится в приближении линейной оптики атмосферы. Вопросам нелинейного взаимодействия оптической волны с атмосферой посвящена специальная монография настоящей серии. [c.7] Энергетическое ослабление оптических волн за счет поглощения атмосферными газами играет чрезвычайно важную роль в диапазоне волн 0,3—15 мкм, поскольку здесь сосредоточены наиболее сильные колебательно-вращательные полосы как основного поглощающего газа — водяного пара, так и всех других газов. [c.7] Спектры поглощения атмосферных газов состоят из огромного количества линий, полуширины которых имеют порядок величины 10 —10 см т.е. в пределах столь узких участков спектра коэффициенты поглощения изменяются в 2 раза. [c.8] Общие линии поглощения в спектрах атмосферных газов вместе с их индивидуальной зависимостью от макрофизических параметров среды (общего, парциальных давлений и температуры), в свою очередь изменяющихся в широких пределах от широты, долготы, высоты и времени, делают задачу количественного определения энергетических потерь оптической волны за счет поглощения газами атмосферы исключительно сложной. Соответственно сложной является и задача создания оптических моделей газовой атмосферы. Ее подробное описание содержится в гл. 6 и 7 настоящей монографии. [c.8] Аэрозольное рассеяние правильнее называть аэрозольным ослаблением, поскольку в него входят как рассеяние, так и поглощение излучения частицами аэрозоля. Обычно описание аэрозольного ослабления ведется в приближении теории Ми и называется рассеянием Ми, т. е. рассеянием на частицах сферической формы, удовлетворяющих условию р = 2ягД Я, где г — радиус частицы, X — длина волны. [c.8] Явления аэрозольного рассеяния и молекулярного поглощения играют определяющую роль в процессах взаимодействия оптических волн с атмосферой в интересующем нас диапазоне волн. В отличие от молекулярного поглощения аэрозольное рассеяние обладает существенно меньшей спектральной селективностью. Его пространственно-угловое распределение характеризуется анизотропией с максимумом в направлении распространения излучения. Анизотропия сильно возрастает по мере увеличения р. [c.8] Все оптические характеристики аэрозолей существенно зависят от их микрофизических параметров (концентрации, спектра размеров, формы и компонентов комплексного показателя преломления частиц). Последние изменяются в весьма широких пределах от одного типа аэрозолей к другому и в пределах одного и того же типа. Все это бесспорно осложняет проблему разработки оптических моделей аэрозолей, которой посвящены следующие четыре главы настоящей монографии. [c.8] Явление рэлеевского рассеяния, будучи существенно более простым, чем молекулярное поглощение и аэрозольное рассеяние, достаточно хорошо изучено. Его оптические характеристики подробно затабулированы во всем интересующем нас диапазоне длин волн. С точки зрения практики его учет имеет значение лишь в ультрафиолетовой и частично в видимой областях спектра. [c.9] Вернуться к основной статье