Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Дейрменджан Д. -> "Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами" -> 79

Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами - Дейрменджан Д.

Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами — М.: Мир, 1971. — 301 c.
Скачать (прямая ссылка): rasseyanieelektromagnitnogoizlucheniya1971.djvu
Предыдущая << 1 .. 73 74 75 76 77 78 < 79 > 80 81 82 83 84 85 .. 97 >> Следующая

Явление фильтрации солнечного излучения отмечалось ранее [48, стр. 571]. Его можно качественно объяснить, если принять во внимание наличие такого мощного источника излучения, как Солнце. Возможность установить положение Солнца, когда оно закрыто облаками, указывает на то, что мы воспринимаем сильно ослабленный поток прямого солнечного излучения, который лишь слегка выделяется на фоне излучения, диффузно-рассеянного облачным слоем. (Было бы интересно сфотографировать Солнце при этих условиях, чтобы увидеть, различимы ли в данном случае солнечные пятна.) Яркость неба в ясные дни при высоком положении Солнца составляет 10“6 от видимой поверхностной яркости Солнца. Допустим, что в условиях сплошной облачности яркость рассеянного излучения составляет около 10~7 от яркости Солнца. Предположим также, что яркость едва видимого диска Солнца, закрытого облаками, того же порядка. Это дает возможность получить грубую оценку оптической глубииы облачного слоя вдоль линии визирования, а именно т=—In (10~7)я=:16. Из табл. Т.35 следует, что однородное облако рассматриваемого типа с геометрической толщиной 1 км, т. е. содержащее Ю7 капель в столбе с поперечным сечением в 1 см2, удовлетворяет указанному значению оптической толщины. Заметим, что геометрическая толщина 1 км кажется слишком большой для слоистых облаков в Калифорнии. Однако капли в наблюдающихся там слоистых облаках крупнее, чем в используемой нами
Глава 4. Анализ и применение полученных результатов 127
модели кучевого облака. Их счетная концентрация может превышать 100 см~Л. Отсюда получаем, что более тонкий облачный слой также может обеспечить нужную оптическую толщину.
Предыдущие рассуждения позволяют выделить некоторую важную характеристику сильно асимметричного рассеяния в глубоких слоях облачной среды. Именно, облачный слой должен иметь довольно большую оптическую толщину (порядка 16 или больше в случае модели С.1) для того, чтобы излучение в направлении вперед полностью определялось диффузным пропусканием многократно рассеянного света. Критическое значение оптической толщины можно точнее определить, если известны действительная плотность и геометрическая толщина облачного слоя, закрывающего Солнце. Разумеется, оно будет зависеть от распределения облачных капель по размерам, а также от мощности источника излучения.
Большинство особенностей, наблюдаемых при диффузном отражении и пропускании солнечного света оптически тонкими облаками, можно исследовать количественно в приближении однократного рассеяния. Для этого необходимо использовать уравнение переноса (104) и матрицу рассеяния для рассмотренных моделей распределения поли-дисперсных частиц. Для облаков конечной оптической толщины (однако меньшей, чем некоторое критическое значение, указанное выше) уравнение переноса необходимо решать точно, учитывая эффекты многократного рассеяния и поляризации. Априорные предположения и упрощения могут привести к серьезным ошибкам вследствие сложной природы механизма рассеяния. При расчетах поля излучения в оптически толстых атмосферах можно использовать более простую модель нолубесконечной среды, при условии что хорошо известно влияние альбедо однократного рассеяния.
В этой связи необходимо упомянуть о другой области исследований, в которой представленные модели, особенно для водяных облаков в инфракрасном диапазоне спектра, должны найти важное применение. Мы имеем в виду задачи, связанные с учетом облачности поглощающих излучение слоев на радиационный баланс и термическую структуру атмосферы. Близко примыкают к этому направлению исследования влияния рассеяния на интенсивность полос поглощения Н20, С02 и других молекулярных полос, а также полос поглощения жидкой воды и льда. В указанных случаях необходимо знать точные значения альбедо однократного рассеяния для полидисперсных систем в области полос поглощения воды и льда.
Как отмечалось ранее [121, величина излучения, поглощенного данной массой твердого или жидкого полидисперсного вещества, отличается от соответствующей величины для эквивалентной массы в конденсированном или осажденном состоянии. Такое отличие связано с поведением фактора эффективности поглощения отдельной частицей, о котором уже говорилось в разд. 2.3.2. Это хорошо видно из примеров, приведенных в табл. 8. Для определения массового коэффициента рассеяния
128
Теория рассеяния света
7ра(. в случае конденсированного состояния рассеивающей среды необходимо умножить значение объемного коэффициента поглощения Рпогл, взятое из соответствующей таблицы в конце книги, на множитель 1/К из последнего столбца табл. 5, т. е. па эквивалентный единичный объем, занимаемый сконденсированными частицами. Полученная таким образом величина 7,,ас полностью эквивалентна массовому коэффициенту поглощения 7,югл, значения которого приведены в табл. 6 и повторяются для сравнения в табл. 8. Здесь же для каждой модели представлены значения параметра (1—я>.)—P„or.i/Ppac-
Таблица 8
Сравнение массовых коэффициентов поглощения упогл и урас для моделей облаков и дымок
X, мкм ^ПОГЛ’ СМ - 1 Модель облака C.I Модель облака С.З Дымка М. Дымка L
Предыдущая << 1 .. 73 74 75 76 77 78 < 79 > 80 81 82 83 84 85 .. 97 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed