Составители:
Рубрика:
29
где
σ
λ
и k
λ
− объемные коэффициенты рассеяния и поглощения соответственно. Эти
коэффициенты зависят от длины (частоты) волны и рассматриваемой точки среды (т.е.,
например,
σ
λ
=
σ
λ
(x, y, z)), но не зависят от направления излучения в изотропной среде.
При рассмотрении ослабления излучения элементарным объемом dV мы приписали
ослабляющие свойства ему как целому. Но в атмосферах планет излучение
взаимодействует с содержащимися в объеме dV молекулами воздуха и аэрозольными
частицами. Поэтому в атмосферной оптике используются также характеристики
определенные для отдельной
молекулы или отдельной частицы – сечения взаимодействия
e
C . Понятие сечения по своей сути связано с характеристикой площади объекта и имеет
размерность площади. Если бы была справедлива геометрическая оптика, то
взаимодействие с излучением определяла бы площадь проекции объекта на направление
распространения излучения (площадь тени объекта). Волновая природа излучения делает
процесс взаимодействия более сложным. Однако для его наглядного описания удобно
ввести эквивалентную случаю геометрической оптики площадь проекции частицы,
определяющую взаимодействие и в данном случае (тень, но не реальную геометрическую,
а условную). Эта площадь и называется сечением взаимодействия.
Между объемным коэффициентом ослабления и введенным выше сечением
ослабления отдельных частиц, находящихся в объеме, существует связь:
ee
Cn
=
α
. (2.3.5)
Объемный коэффициент ослабления равен произведению счетной концентрации
частиц
n на сечение ослабления одной частицы
e
C , или, по−другому, он есть суммарное
сечение ослабления частиц в единице объема
1
.
Пусть теперь в элементарном объеме присутствуют различные частицы, и мы имеем
M сортов частиц с сечениями C
e,i
и концентрациями n
i
и, как и выше, все они
взаимодействуют с излучением независимо. Тогда имеем
ie
M
i
i
Cn
,
1
∑
=
=
α
. (2.3.6)
Формула (2.3.6) чрезвычайно удобна для практических расчетов, поскольку
позволяет отдельно вычислять объемные коэффициенты ослабления для частиц каждого
сорта как
ieii
Cn
,
=
α
, а потом просто их суммировать. В частности, стандартным является
отдельный расчет объемных коэффициентов молекулярного ослабления
α
m
и объемных
коэффициентов аэрозольного ослабления
α
a
и нахождение общего коэффициента
ослабления как их суммы
α
=
α
m
+
α
a
.
По аналогии с соотношениями (2.3.5) и (2.3.6) можно ввести формулы связи
объемных коэффициентов рассеяния и поглощения с соответствующими сечениями
ia
M
i
iis
M
i
i
CnkCn
,
1
,
1
,
∑∑
==
==
σ
(2.3.7)
где
is
C
,
и
ia
C
,
− сечения рассеяния и поглощения отдельных частиц.
В частности, для сложения молекулярных и аэрозольных характеристик справедливо
σ
=
σ
m
+
σ
a
, k = k
m
+ k
a
, (2.3.7а)
где
σ
m
− объемный коэффициент молекулярного рассеяния,
σ
a
− объемный коэффициент
аэрозольного рассеяния, k
m
− объемный коэффициент молекулярного поглощения, k
a
−
объемный коэффициент аэрозольного поглощения.
1
Вот почему коэффициент все-таки не «линейный», а «объемный».
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- …
- следующая ›
- последняя »
