Составители:
Рубрика:
молекулярной компоненты ослабления излучения). Когда приводятся значения α(λ) для определения
фактора мутности, то предполагается, что аэрозольное ослабление при λ=0,55 мкм составляет α
=(T-1)α
R
, где α
R
=0,0987 км
-1
на уровне H=0 км.
Угловое распределение рассеянного излучения характеризуется объемным коэффициентом
рассеяния в данном направлении α(θ). Величина α(θ) связана с α
p
следующим образом:
∫
π
θα=α
4
)( dw
p
.
Для отдельных частиц, кроме коэффициентов рассеяния в данном направлении, α′(θ) (в
см
2
⋅
ср
-1
), могут быть использованы также эффективности рассеяния в данном направлении:
K(θ)=α′(θ)/(πr
2
).
Наиболее распространенной характеристикой углового распределения рассеянного излучения
является безразмерная индикатриса рассеяния для единиц объема f(θ) или для одной частицы f
′
(θ)
измеряемая отношением рассеяния в данном направлении к полному рассеянию f=α(θ)/α
p
,
f
′
=α
′
(θ)/α
p
. Определенные таким образом f(θ) и f
′
(θ) удовлетворяют следующему условию
нормировки:
∫
π
=θ
4
1)( dwf
.
Обратное рассеяние. При решении многих практических задач представляет интерес
рассеяние в направлении на источник, характеризуемое коэффициентом обратного рассеяния
απ=4πα(θ = 180
0
), т.е. эффективного сечения изотропного рассеяния с интенсивностью, равной
интенсивности рассеяния данным объектом в направлении на 180
0
(«радарное сечение»),
απ=4πr
2
I/I
0
, где I
0
— плотность потока падающего излучения, а I — плотность потока рассеянного
излучения на расстоянии на расстоянии r от рассеивающего объекта.
7.2. Оптические свойства несферических частиц
В реальной атмосфере далеко не все аэрозольные частицы можно считать сферическими,
поэтому моделирование оптических характеристик атмосферных аэрозолей с помощью сферических
частиц в ряде случаев может оказаться неудовлетворительным. Если необходимо знание
характеристик ослабления, рассеяния и поглощения аэрозолями, то приближение сферических
частиц достаточно удовлетворительно, тем более. что в большинстве случаев частицы хаотично
ориентированны по отношению к направлению луча от источника к наблюдателю.
Используются несколько моделей несферических частиц - конечные и бесконечные
цилиндры, в том числе круговые, эллипсоиды и сфероиды (эллипсоиды вращения), гексональные
призмы, частицы, форма которых описывается полиномами Чебышева и другие. Наибольший
интерес представляет модель сфероидальных частиц, так как в такой модели имеется
дополнительный по отношению к сфере параметр-отношения длин полуосей сфероида а/b. Варьируя
его, можно апроксимировать форму частиц в широких пределах: от сфер до тонких игл (вытянутые
сфероиды) и дисков(сплюснутые сфероиды).
Все строгие методы решения рассеяния электромагнитной волны на частицах основаны на
решении уравнения Максвелла, но формулировка задачи может быть сделана как в
дифференциальной, иак и в интегральной форме. Все методы за исключением метода разделения
переменных имеют универсальный характер и могут применяться для частиц произвольной формы.
Классическим примеров применения метода разделения переменных в задаче рассеяния
электромагнитного излучения является теория Ми для сферических частиц[105–108].
В сфероидальных координатах разделение переменных в граничных условиях невозможно.
Поэтому для коэффициентов разложения в ряды Е
(1)
(r) и E
(2)
(r) а
ν
(1),(2)
и b
ν
(1),(2)
возникают
бесконечные системы линейных алгебраических уравнений, вид которых зависит от выбора базтса,
векторных функций-решений скалярного уравнения Гельмгольца в соответствующей ортогональной
системе координат. С.Асано и Г.Ямамото [106] с этой целью использовали разложение потенциалов
Дюбая в ряд по волновым сфероидальным функциям.
В.Г.Фарафоновым был предложен более эффективный алгоритм решения для абсолютно
проводящих и диэлектрических сфероидов, где поля представляются в виде суммы двух слагаемых,
первое из которых зависит от азимутального угла, а второе после усреднения по этому углу дает
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 123
- 124
- 125
- 126
- 127
- …
- следующая ›
- последняя »
