Составители:
Рубрика:
93
Раздел 5. Оптические свойства подстилающих поверхностей
5.1. Основные особенности отражения излучения
У многих планет атмосфера ограничена твердой или жидкой средой – поверхностью
планеты. Естественно, эта поверхность существенно влияет на перенос солнечного
излучения в атмосферах планет, а также генерируют собственное тепловое излучение.
Поверхность планеты в атмосферной оптике принято называть подстилающей
поверхностью. На Земле, а ниже мы будем вести в основном речь только о
ней,
поверхность с точки зрения ее оптических свойств весьма разнообразна. Прежде всего,
это может быть поверхность суши или водная поверхность. Очевидно, что вода, снег,
растительность, открытые участки грунта и т. д. имеют различные оптические свойства.
Для некоторых практических задач (например, космической фотосъемки) удобно относить
к подстилающей поверхности также облака.
Роль подстилающих
поверхностей в атмосферной оптике велика: в видимой области
спектра поверхность отражает и поглощает солнечное излучение. Причем для водной
поверхности часть солнечного излучения проникает в водную среду, и в этом случае мы,
фактически, имеем перенос излучения в сложной системе атмосфера–водная среда.
В тепловой области спектра (ИК и МКВ диапазоны) поверхности
излучают э.м.
энергию, а также отражают падающее на нее излучение – солнечное и нисходящее
собственное излучение атмосферы. В длинноволновой области спектра (радиоволны)
формирование излучения осуществляется не в тонком слое раздела двух сред, а в
конечной толще подстилающей поверхности, и здесь так же, как и в случае водной
поверхности, мы имеем дело
с формированием и распространением излучения, как
минимум, в системе двух сред [3].
Структура поверхности раздела двух сред – атмосферы и подстилающей
поверхности – определяет различные типы отражения (рис. 5.1).
Простейший случай отражения
наблюдается для идеально гладкой
поверхности – он часто называется
зеркальным (рис. 5.1 а). Такой
модели наиболее близка ровная
поверхность воды (без волнения)
или
льда (без неровностей).
Однако, реальным поверхностям
всегда присущи различные
отклонения от плоской
поверхности, связанные с наличием
на них неоднородностей. Даже
водная поверхность уже при
относительно малом приводном
ветре покрывается рябью. Все
реальные поверхности изобилуют
неровностями: комья земли на почвах, песчинки и камни, элементы растительного
покрова − от травинок до деревьев. Если
влияние неоднородностей поверхности невелико,
то наблюдается второй тип отражения – квазизеркальный (рис. 5.1 б). Такой тип
отражения часто наблюдается при отражении водной поверхностью при наличии
волнения. В этом случае почти всё отражение излучения происходит в относительно
небольшом телесном угле вокруг направления зеркального отражения (в пределах 15–25°
по высотному и азимутальным углам).
Рис.5.1. Различные типы отражения от поверхности:
а) зеркальное; б) квазизеркальное; в) ортотропное;
г) квазиортотропное; д) обратное.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- …
- следующая ›
- последняя »
