Атмосфера коэффициент преломления

С другой стороны, распределение коэффициентов преломления в атмосфере Земли зависит от метеорологических условий. Обычно путь сигнала аппроксимируется лучом, проходящим через некоторую стандартную модель атмосферы [14]. [c.109]

Объяснение этих явлений имеет много общего с явлением пульсаций интенсивности звука, распространяющегося в атмосфере они также вызываются атмосферной турбулентностью, которая приводит к пульсациям плотности воздуха, а следовательно, и коэффициента преломления для световых волн. В последнее время установлено также, что турбулентность атмосферы приводит к ряду важных и интересных явлений при распространении радиоволн сантиметрового диапазона (рассеяние, флюктуации уровня сигнала и флюктуации скорости распространения радиоволн). [c.232]

Для световых лучей коэффициент преломления зависит в основном от температуры воздуха, т. е. от его плотности коэффициент преломления для радиоволн, кроме температуры, зависит ещё от содержания водяных паров в атмосфере. Более часто поэтому мираж наблюдается для радиоволн радиолокационного диапазона — от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров длиной. В южных широтах, в особенности над морем, радиолокаторы часто дают отчётливые отражения радиоволн от берегов, удалённых от станции на расстояние в несколько сот километров, в то время как дальность действия радиолокатора при обычных условиях состояния атмосферы определяется только прямой видимостью, или горизонтом (для наземного радиолокатора это составляет несколько десятков километров). [c.325]

Рассеяние звука мы не видим, а услышать рассеянный звук такой мутной средой, как турбулентный поток, невозможно. Принять рассеянный звук можно только при помощи весьма остроумных и тонких экспериментов. Дело в том, что неоднородности коэффициента преломления в атмосфере очень малы относительное изменение скорости [c.238]

Явление рассеяния звука неоднородностями коэффициента преломления, вызванными турбулентностью, было предсказано и теоретически рассмотрено А. М. Обуховым (1941 г.). Описываемые эксперименты были проделаны в Институте физики атмосферы АН СССР М. А, Калистратовой (1958 г.). [c.240]

Эксперимент, который был выше описан, как говорилось, служит прямым доказательством рассеяния звука на неоднородностях коэффициента преломления в атмосфере, вызванных турбулентностью. [c.244]

Отметим, что подобное явление в конце 40-х годов было открыто при распространении радиоволн. Было обнаружено, что на ультракоротких волнах (метровый и сантиметровый диапазон волн), распространяющихся только в пределах прямой видимости, возможен прием сигналов далеко за пределами прямой видимости. При этом такой прием не связан с образованиями слоев коэффициента преломления для радиоволн, которые могли бы служить своеобразными каналами или волноводами и приводить к сверхдальнему распространению радиоволн. В дальнейшем было предположено и в значительной степени это предположение было обосновано как теоретически, так и экспериментально, что такой прием сигналов за радиогоризонтом оказывается возможным благодаря рассеянию радиоволн в объеме пересечения характеристик направленности передатчика и приемника. Это рассеяние, так же как и рассеяние звука, вызывается неоднородностями коэффициента преломления для радиоволн. Только в отличие от звука (когда флюктуации коэффициента преломления вызваны пульсациями скорости и температуры) эти неоднородности, также вызываемые турбулентностью атмосферы, состоят в флюктуациях температуры и влажности. Температуру и влажность можно рассматривать как некоторые пассивные примеси, которые перемешиваются полем пульсаций скоростей турбулентного потока. Сами по себе относительные отклонения коэффициента преломления от среднего значения чрезвычайно малы и составляют для обычных условий состояния атмосферы всего каких-нибудь несколько единиц на 10" , тем не менее они оказываются достаточными для того, чтобы принимать рассеянный сигнал далеко за горизонтом, при достаточной мощности радиопередатчика и достаточной чувствительности приемника. Такое рассеяние радиоволн (его называют тропосферным рассеянием) дает возможность осуществлять радиосвязь (правда, не всегда устойчивую) на расстоянии порядка нескольких сот километров. Рассеяние радиоволн подобного же типа на неоднородностях коэффициента преломления в ионосфере (такое рассеяние называют ионосферным рассеянием), благодаря расположению объема V на большей высоте над земной поверхностью, дает возможность осуществления радиосвязи на расстояния свыше 1000 км. Ясно, насколько важны эти явления рассеяния они могут дать возможность осуществления телевизионных передач и радиосвязи на ультракоротких волнах далеко за пределы прямой видимости. [c.244]

Монография посвящена последовательному изложению проблемы построения оптической модели атмосферы на основе привлечения статистически обеспеченных данных о ее составе. Анализ проблемы приведен как для дисперсных сред (дымки, облака, туманы, осадки) с учетом характерных особенностей их микрофизической структуры (концентрации, спектра размеров частиц, коэффициентов преломления материала), так и газовых компонент атмосферы на основе современных представлений о их высотных вариациях в атмосфере. [c.4]

Структурная функция коэффициента преломления атмосферы может быть представлена формулой [c.105]

В настоящее время приобретает все большее значение метод импульсного зондирования атмосферы звуковым лучом на основе наблюдения рассеяния звука на неоднородностях коэффициента преломления [8]. Теория рассеяния волн [9, 10], использующая современные представления о структуре турбулентности, открывает возможность, используя эффект рассеяния радиоволн на звуковом импульсе, дистанционно определить характеристики атмосферы. Метод рассеяния звука используется также и для изучения неоднородностей в толще морской воды, в том числе внутренних волн. [c.171]

Результаты настоящего пункта можно также использовать для получения выводов о статистических характеристиках поля коэффициента преломления, определяющего скорость распространения световых, звуковых или радиоволн в турбулентной атмосфере. В самом деле, пульсации коэффициента преломления для света обусловлены в основном пульсациями температуры в случае звука существенную роль играют также пульсации скорости ветра, а в случае радиоволн — пульсации влажности (или пульсации электронной плотности, если рассматривается распространение радиоволн в ионосфере). Вследствие относительной малости всех этих пульсаций можно считать, что пульсации коэффициента преломления линейно зависят от пульсаций температуры, скорости ветра, влажности и плотности электронов отсюда, в частности, следует, что в инерционно-конвективном интервале для поля коэффициента преломления также должен выполняться закон двух третей . [c.354]

Формулы (23.11) для инерционно-конвективного интервала могут быть отнесены не только к температуре, но и к концентрации любой пассивной примеси А (ле, t), если только заменить в них N на среднюю скорость выравнивания неоднородностей концентрации примеси под действием молекулярной диффузии. Типичным примером поля концентрации пассивной примеси является поле абсолютной влажности в атмосфере или поле солености в море (или в любом турбулентном течении соленой воды). Далее, поскольку пульсации показателя преломления воздуха для световых волн в силу формулы (26.2 ) для этого показателя (см. ниже стр. 547) можно считать пропорциональными пульсациям температуры, пульсации такого показателя преломления также должны подчиняться законам двух третей и пяти третей (23.11). Наконец, небольшие пульсации коэффициента преломления воздуха для радиоволн в силу формулы (26.2) на стр. 547 для этого коэффициента можно представить в виде линейной комбинации пульсаций температуры и пульсаций влажности поэтому и эти последние пульсации должны удовлетворять законам двух третей и пяти третей . [c.455]

Используем уравнения (26.6) прежде всего для описания рассеяния электромагнитных волн на оптических неоднородностях, сосредоточенных в объеме V. Явление рассеяния радиоволн в турбулентной атмосфере имеет большое практическое значение, так как оно создает принципиальные возможности использования ультракоротких волн для целей дальней радиосвязи. Действительно, наблюдаемые случаи распространения ультракоротких радиоволн в атмосфере на большие расстояния за пределы радиогоризонта объясняются, по-видимому, именно рассеянием волн на турбулентных неоднородностях коэффициента преломления в тропосфере. [c.549]

Для описания всех этнх явлений можно воспользоваться результатами предыдущего параграфа, внеся в них, однако, два изменения. Во-первых, поскольку свет от звезд проходит сквозь всю толщу земной атмосферы, нам необходимо учесть изменения с высотой статистических характеристик коэффициента преломления, создаваемые изменениями турбулентного режима атмосферного воздуха. Во-вторых, при описании флюктуаций амплитуды необходимо учитывать, что вследствие своих конечных размеров объектив телескопа несколько сглаживает эти флюктуации. [c.594]

Рассеяние излучения в земной атмосфере обусловлено преломлением, отражением и дифракцией лучистого потока, вызванных молекулами и аэрозолями. Коэффициент пропускания рассеивающего моя определяется формулой Бугера [c.341]

Вследствие рефракции светила видны над горизонтом выше их действительного положения. Величина рефракции зависит от высоты светила и высоты полета. Зависимость от высоты полета обусловлена различной плотностью воздуха на разных высотах, вследствие чего изменяется коэффициент преломления света, а от высоты светила — расстоянием, которое луч света проходит в атмосфере. Величина рефракции зависит и от некоторых других причин, влияние которых незначительно. Поэтому в практике при определении рефракции учитывают только высоту полета и высоту светила. [c.128]

Тропосферу, с точки зрения ее коэффициента преломления, можно рассматривать как смесь двух газов — сухого воздуха и водяных паров. Для каждого из этих газов в отдельности значения коэффициентов преломления хорошо известны. Зная содержание водяных паров в атмосфере и учитывая, что коэффициент преломления смеси газов подчиняется аддитивному закону, по парциальным давлениям сухого воздуха рс и водяных паров е определяют значения коэффициента преломления для смеси. [c.122]

П. Коэффициент преломления света в атмосфере Земли можно аппроксимировать соотношением [c.155]

С тетрагональной структурой рутила связана заметная анизотропия его свойств этим же, по-видимому, объясняется и его низкая механическая прочность, и стойкость против теплового удара. Хотя двуокись титана и не обладает высокой тугоплавкостью, ее способность к образованию дефектных структур под влиянием атмосферы и малого количества примесей, ее замечательные электрические свойства (диэлектрическая константа 95— 100) и высокий коэффициент преломления вызывают интерес к этому материалу. Окись титана отличается некоторой летучестью в паре при 2000° С находятся молекулы Т10 и ТЮд. [c.34]

При более серьезном рассмотрении вопросов радиоуправления с Земли необходимо учитывать влияние атмосферы и ионосферы. В космическом пространстве в непосредственной близости от Земли расположены области ионизированной материи, и поэтому коэффициент преломления электромагнитных волн радиочастотной части спектра в этих областях существенно отличен от единицы. Так как эти области расположены вокруг Земли примерно концентрическими слоями, то радиоволны, идущие с Земли в космическое пространство, будут в общем случае подвергаться действию рефракции. Любая другая область пространства, в которой плотность ионизированных частиц переменна, будет также искривлять траекторию радиоволн. [c.635]

Низкие слои атмосферы прозрачны для радиоволн и имеют. коэффициент преломления немного больше единицы. [c.641]

Физико-химические свойства (ориентировочные данные) показатель преломления по = 1,49 0,01 линейный коэффициент расширения не более 55 10" химическая устойчивость к влажной атмосфере—группа А, к кислым растворам — группы 1—3 удельный вес 2,33. [c.714]

Рис. 4.11. Влияние вариаций мнимой части показателя преломления на спектральное поведение объемного коэффициента обратного рассеяния аэрозоля приземной (/, 2, 3) и верхней (/, 2 3 ) атмосферы.

Для прогноза спектрального поведения коэффициента обратного рассеяния важное значение приобретает выбор корректной модели комплексного показателя преломления и его изменения во влажной атмосфере. [c.128]

Ко второй группе атмосферных эффектов относятся прежде всего явления, связанные с турбулентным характером атмосферы. Турбулентные потоки воздуха обусловливают возникновение местных флуктуаций плотности атмосферы и, следовательно, изменение ее коэффициента преломления. Эти флуктуации имеют микромасштабное время корреляции порядка нескольких миллисекунд. Изменения коэффициента преломления вызывают изменение оптической длины пути луча. В результате в пределах лазерного пучка могут нарушиться существовавшие в нем фазовые соотношения. В силу случайного характера турбулентности коэффициент преломления вдоль всего пути распространения лазерного излучения изменяется случайным образом. Поэтому в качестве основной характеристики в данном случае выступает некоторый поперечный корреляционный размер ркор- В соответствии с определением ркор — есть минимальное расстояние между двумя ближайшими лучами, которые из-за прохождения участков атмосферы с различными коэффициентами преломления оказываются некоррелированными у цели. [c.52]

Работы Колмогорова послужили основой последующего развития теории локальной структуры турбулентности в 40—60-х годах текущего столетия. За этот период была изучена локальная структура не только поля скорости, но и полей концентрации пассивных примесей и температуры (включая случай температурно-стратифицированной тяжелой жидкости, в котором, благодаря появлению архимедовых сил, температуру уже нельзя считать пассивной примесью ), давления и турбулентного ускорения. Полученные сведения нашли приложения к задачам об относительном рассеянии частиц и дроблении капель в турбулентной среде, образовании ветровых волн на поверхности моря, распределении неоднородностей электронной плотности в ионосфере, пульсациях коэффициента преломления в атмосфере и создаваемых ими рассеянии и флюктуациях параметров распространяющихся электромагнитных волн и к ряду других интересных задач. [c.18]

С явлением рассеяния звуковых волн на неоднородностях коэффициента преломления, вызванными атмосферной турбулентностью, мы уже встречались (см. стр. 238). Теперь же обратимся к рассеянию света на неоднородностях, вызванных распространением гиперзвуковых волн в жидкостях. Рассеяние света — очень распространенное физическое явление и с ним приходится встречаться очень часто. Мы видим луч прожектора в темноте ночи благодаря рассеянию света в атмосфере, видим лучи солнца, проходящего через щели в комнату. Как прожекторный луч, так и солнечные лучи, проходящие через щели, могут быть видны сбоку. Здесь мы имеем дело с так называемым макрорассеянием, т. е. рассеянием, происходящим из-за имеющихся в воздухе небольших твердых частичек, размеры которых [c.299]

В. А. Красильников, О влияния пульсаций коэффициента преломления в атмосфере на распространение ультракоротких радиоволн, Изв. АН СССР (сер. геогр. и геофиз.) 13, № 1, 33 (1949). [c.544]

Земная атмосфера неоднородна по коэффициенту преломлеиия в различных учаеткал вследствие изменения температуры, давления, химического состава и других причин Случайные и бистро меняющиеся факторы, влияющие на коэффициент преломления атмосферы вдоль заданной трассы распространения луча, приводят к его непрерывному хаотическому отклонению [c.347]

Слой пространства изменяет амплитуду и фазу волн и, следовательно, существенно влияет на изображение, которое строится оптической системой ОЭП. Поэтому для построения модели обобщенного ОЭП необходимо учесть свойства срещл со случайным распределением коэффициентов пропускания и преломления. Характериотики таких распределений для практически важных сред, например дл1 атмосферы, определяются полуэм-пирическими зависимостями. При модельном представлении слоя пространства используют выражение дл совместной передаточной функции слоя пространства и оптической сист мы [ 4] [c.56]

В томе 2 Оптические модели атмосферы подведены основные итоги многолетних исследований авторов по разработке аэрозольных моделей на основе оригинального подхода к проблеме. Главная идея этого подхода состоит, во-первых, в обстоятельном анализе наиболее представительных серий измерений микрофизи-ческих параметров аэрозолей (концентрация, спектры размеров, комплексный показатель преломления частиц), выполненных как сотрудниками Института оптики атмосферы СО АН СССР, так и другими исследователями с целью разработки статистических микрофизических аэрозольных моделей во-вторых, в создании на основе последних с использованием теории Ми соответствующих оптических аэрозольных моделей и сравнении их с данными не-лосредственных измерений оптических характеристик аэрозолей (коэффициенты ослабления, рассеяния, индикатрисы рассеяния и другие компоненты матрицы рассеяния). Таким образом, созданные авторами и описанные в этой монографии аэрозольные модели построены без использования каких-либо априорных предположений и, следовательно, являются реалистическими, а не оценочными. [c.6]

Разнообразие химического состава вещества аэрозольных частиц различной природы определяют широкий диапазон значений комплексного показателя преломления. Обсуждение этого диапазона и более подробные данные приведены при описании различного типа аэрозольных образований в [5]. Здесь только отметим, что ошибки в определении коэффициентов рассеяния и поглощения, а также угловых и поляризационных свойств рассеянного излучения могут достигать сотен процентов из-за неправильного задания химического состава и соответственно оптических постоянных аэрозоля. Поэтому классификация атмосферного аэрозоля по химическому составу часто используется и при оптических исследованиях. По признаку именно химического состава нринято выделять водный и морской аэрозоль (частицы — водные растворы), дымовой аэрозоль (частицы — продукты сгорания), пылевой аэрозоль, органический аэрозоль, вулканический аэрозоль, фотохимический аэрозоль и многие другие. Однако следует учитывать, что в реальной атмосфере присутствуют одновременно аэрозольные частицы различного химического состава и с различным вкладом в оптические свойства. [c.88]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...