Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами - Дейрменджан Д.
Скачать (прямая ссылка):
*) См. также: Г. И. Горчаков, Матрицы рассеяния света приземным воздухом, Изв. АН СССР, сер. Физика атмосферы и океана, 1,№ 12 (1965).--Прим. перев.
140
Теория рассеяния света
показывает очень хорошее совпадение всех деталей в области относительного минимума деполяризации (130'<0<15О ). Отсюда следует, что факторы деполяризации реальных водяных облаков должны также хорошо совпадать с теоретическими значениями, представленными в табл. 9. Это означает, что, хотя в облачной радуге и наблюдается низкая степень деполяризации, лазерное излучение не является здесь информативным. Исключение составляют модели облаков типа С.4, если использовать лазерный источник инфракрасного излучения. Аналогичное замечание относится и к деполяризации в области глории.
Поскольку излучение лазера в высшей степени монохроматично и когерентно, то сначала полагали, что параметры рассеяния, определяемые при использовании такого источника, могут отличаться от тех, которые наблюдаются при рассеянии некогерентного света. В заключительной части разд. 3.2 было показано, что характер рассеяния поли-дисперсными системами рассматриваемого вида не зависит от степени когерентности источника излучения (теория Ми фактически принимает начальное освещение когерентным), а определяется случайным распределением рассеивающих частиц по размерам. Эксперименты с использованием источников того и другого типа не привели к большим различиям ни в величине пропускания, ни в угловом распределении рассеянного излучения [95, 961. Однако вполне возможно, что некоторые различия могут наблюдаться, когда такие источники используются для освещения строго монодисперспых сред с высокой концентрацией частиц, особенно если существенны эф4>екты когерентного многократного рассеяния.
4.4. АТМОСФЕРЫ ДРУГИХ ПЛАНЕТ
Из предыдущего рассмотрения следует, что знание всех параметров рассеяния полидисперспыми частицами Ми помогает лучше понятв физические процессы, происходящие в хорошо изученной земной атмосфере. Модели рассеивающих сред, представленные в таблицах, просто необходимы для успешного анализа физически обоснованных предположений об основных характеристиках атмосфер других планет, которые еще недоступны прямому зондированию. Из планет земной группы наибольшее внимание уделялось Венере и Марсу в связи с перспективами будущих космических полетов. Состав и масса атмосферы Марса к настоящему времени достаточно хорошо изучены. Однако основные характеристики большей части атмосферы Венеры до сих пор остаются неизвестными*). Из других небесных тел солнечной системы особый интерес представляют кольца Сатурна, поскольку изучение их природы определенным образом связано с явлением рассеяния света.
*) При написании этого раздела автор, естественно, еще не мог знать о результатах прямого зондирования атмосферы Венеры советскими антомати'кткими станциями «Венера-6,7». -Прим. перев.
Глава 4. Анализ и применение полученных результатов
141
4.4.1. ВЕНЕРЛ
Мы уделим некоторое внимание атмосфере Венеры, поскольку происходящие в пей процессы рассеяния электромагнитных волн представляют в высшей степени загадочное явление. С другой стороны, все полученные в настоящей монографии результаты в той или иной степени применимы к изучению атмосферы этой планеты. Имеются данные, что в атмосфере Венеры содержится большое число крупных рассеивающих частиц во взвешенном состоянии, а ее масса превышает массу нашей атмосферы. При помощи спектроскопических измерений в верхних слоях атмосферы Венеры были обнаружены С02 и следы Н20, однако их содержание во всей толще атмосферы по отношению к другим веществам все еще остается неизвестным. Кроме этих данных 41 наблюдаемой высокой радпотемпературы вблизи ее твердой или жидкой поверхности, какая-либо надежная информация об атмосфере Венеры отсутствует. Как показали недавние конференции, специально посвященные Венере [97, 981, несмотря на значительные усилия в создании моделей на основе имеющихся данных и удачное зондирование, проведенное во время полета американского космического корабля «Маринер-2», среди различных исследователей нет единого мнения относительно основных характеристик этой планеты. [После того как рукопись данной книги была закончена, состоялась еще одна конференция по Венере (США, Тусон, шт. Аризона, март 1968 г.), на которой обсуждались результаты двух зондирований атмосферы Венеры, недавно осуществленных с космических аппаратов «Маринер-5» и «Венера-4». После сравнения этих результатов некоторые из упомянутых выше неопределенностей были устранены.] *)
Следует заметить, что одна из причин такого неудовлетворительного состояния рассматриваемой проблемы заключается в недостаточно серьезном отношении ученых к исследованию атмосферы Венеры. Вероятно, частично такое отношение порождается «духом космического века», однако оно вряд ли соответствует научному методу познания. При таком подходе используются всевозможные упрощающие предположения, приводящие к поспешным выводам относительно природы атмосферы Венеры и ее излучения в видимой, инфракрасной и СВЧ-областях спектра. Эти выводы, увы, часто публикуются и потом некритически цитируются. Это тем более неоправдапо, что хорошо известны многие трудности, связанные с использованием аналогичных допущений при получении информации о нашей собственной атмосфере. Интересно отметить, что ученые, занимающиеся теорией переноса солнечного излучения в планетных атмосферах, до сих пор воздерживаются от создания теоретических моделей атмосферы Венеры.
