Составители:
Рубрика:
82
использование (4.3.5): она неверна в ИК диапазоне, где КПП существенно меняется с
длиной волны; для распределений, отличных от Юнге; наконец, при наличии в атмосфере
аэрозолей разной природы с различными КПП. Несмотря на все допущения, формулой
Ангстрема достаточно часто пользуются при обработке результатов натурных измерений.
Основные особенности оптических характеристик полидисперсного аэрозоля
обусловлены сглаживанием
обсуждавшихся в предыдущем параграфе осцилляций
факторов ослабления, рассеяния и индикатрис рассеяния за счет интегрирования по
ансамблю аэрозольных частиц. Поэтому зависимость оптических аэрозольных
характеристик от длины волны света получается достаточно гладкой, что косвенно
подтверждает и полученная аналитически формула Ангстрема (4.3.5). Это сглаживание
тем сильнее, чем больше разброс размеров частиц, то есть дисперсность
их функции
распределения. В случаях, когда преобладают частицы одного размера, сглаживание
слабое, и в оптических характеристиках аэрозольных ансамблей начинают проявляться
особенности, присущие отдельным частицам. Малую дисперсность имеют ледяные
частицы перистых и перисто-слоистых облаков, поэтому в таких облаках наблюдается
гало. Таким образом, наблюдение особых оптических явлений в облаках есть
свидетельство малой
дисперсности частиц, их составляющих; следовательно, даже по
чисто визуальным наблюдениям можно сделать определенные выводы о размерах
облачных частиц.
Иногда для аппроксимаций аэрозольных индикатрис рассеяния используются
аналитические выражения. В частности, наиболее популярной является функция Хэньи-
Гринстейна [26, 33]:
2
3
)cos21(
1
)(
2
2
γ
γ
gg
g
x
−+
−
= , (4.3.6)
где параметр 10 <≤ g имеет смысл вытянутости вперед индикатрисы: чем он больше, тем
сильнее вытянутость.
Объемные коэффициенты аэрозольного рассеяния и поглощения, индикатриса
аэрозольного рассеяния, согласно уравнению переноса (2.6.3), используются как входные
параметры при расчете поля излучения в атмосфере. Возникает проблема определения
численных значений этих компонент. Eё решают
путем вычислений оптических
характеристик аэрозолей по заданным комплексному показателю преломления, функции
распределения частиц по размерам и концентрации частиц, а они, в свою очередь
получаются из экспериментальных измерений. Совокупность указанных характеристик и
рассчитанных по ним характеристик оптических называется аэрозольной моделью.
Так как рассеяние на сферических частицах зависит от параметра
λ
π
r
x
2
= , то все
частицы ведут себя по-разному в различных областях спектра. Этот факт наглядно
демонстрирует рис. 4.7, на котором показаны спектральные области применимости
приближений геометрической оптики, рассеяния Ми, релеевского рассеяния и
пренебрежимо малого рассеяния для различных частиц [46]. По вертикальной оси даны
размеры частиц – от капель дождя до молекул воздуха,
по горизонтальной – длина волны.
Очевидно, например, что в зависимости от длины волны частицы атмосферной дымки
могут быть и частицами Ми, и релеевскими частицами. А в микроволновой области эти
частицы практически не рассеивают.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- …
- следующая ›
- последняя »
