Составители:
Рубрика:
103
Излучение черного тела изотропно, что нельзя сказать об излучении реальных
поверхностей. Поэтому, в общем случае, излучательные способности зависят от
направления излучения, длины волны, а в ряде случаев, и самой температуры. Разумеется,
излучательные способности в значительной степени зависят от физико-химических
свойств поверхности – ее природы, формы поверхности и т. д.
Важное соотношение
, широко используемое в атмосферной оптике, − связь между
поглощательными, отражательными и излучательными свойствами среды. Для вывода
такого соотношения рассматривают преобразование энергии излучения при его
взаимодействии со средой. Падающее излучение может отразиться от среды, поглотиться
ею, а также часть излучения может пройти в среду. Для характеристики этих процессов
используют, соответственно, −
отражательную способность (альбедо среды) A
λ
,
поглощательную способность B
λ
, функцию пропускания P
λ
, которые являются
отношениями соответствующих компонент излучения к падающему излучению. По
закону сохранения энергии сумма этих трех величин должна равняться единице:
1
=
+
+
λλλ
PBA . (5.5.2)
При этом неявно предполагается, что в этих процессах можно пренебречь такими
явлениями как комбинационное рассеяние и флюоресценция (см. раздел 4), которые
приводят к перераспределению энергии излучения по длинам волн. В предположении, что
всё попадающее в среду излучение поглощается (0
=
λ
P ), имеем более простое
соотношение
1
=
+
λλ
BA . (5.5.3)
Далее при рассмотрении взаимосвязи между различными характеристиками среды
используется закон Кирхгофа, устанавливающий связь между излучательными
ε
λ
и
поглощательными B
λ
свойствами среды. При этом доказывается, что при ЛТР
λλ
ε
=
B .
Тогда из соотношения (5.5.3) следует связь между излучательными и отражательными
характеристиками среды
λλ
ε
A
−
=
1 . (5.5.4)
При этом не следует забывать, что это соотношение справедливо на фиксированной длине
волны. Таким образом, соотношение (5.5.4) позволяет по спектральному альбедо
поверхности определить ее излучательную способность.
Излучательные способности подстилающих поверхностей существенно меняются от
ее вида, формы поверхности, длины волны и углов наблюдений. Для определения
λ
ε
используются экспериментальные и численные методы. В последнем случае широко
применяется соотношение (5.5.4). Так, например, френелевские коэффициенты отражения
для гладкой поверхности (рассмотренные нами в разделе 5.2) позволяют получать ее
излучательные способности.
Приведем примеры излучательных способностей различных подстилающих
поверхностей в ИК области спектра. Наиболее подробные данные по этим
характеристикам имеются для «окон прозрачности» атмосферы,
которые в спутниковой
метеорологии используются для определения температуры подстилающих поверхностей.
В табл. 5.3 приведены излучательные способности
ε
в спектральном интервале 8–14 мкм
[24].
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- …
- следующая ›
- последняя »
