大气散射有哪几种类型?每种类型产生的条件及各自的特征是什么

问题描述:

大气散射有哪几种类型?每种类型产生的条件及各自的特征是什么

一般由光的散射的原因不同而将光的散射分为两类:   a.廷德尔散射.颗粒浑浊媒质(颗粒线度和光的波长差不多)的散射,散射光的强度和入射光的波长的关系不明显,散射光的波长和入射光的波长相同.   b,分子散射.光...瑞利散射 英国科学家J.W.S.瑞利在19世纪末研究天空颜色时提出的。凡是粒子尺度远小于入射波长的散射现象,统称为瑞利散射。这种散射光的强度随不同的散射角 □(入射光方向和散射光方向的夹角)而变。以□(□)表示单位强度的自然光入射时,单个粒子在□方向单位立体角中散射的光通量,瑞利散射具有如下特点:①散射光强与波长四次方成反比。②粒子前半部和后半部的散射光通量相等,按(1+cos□□)的关系分布。③前向(□ =0)和后向(□=180□)的散射光最强,都比垂直方向(□ =90□、270□)强一倍。④前向和后向的散射光与入射光偏振状态相同;而垂直方向的散射光为全偏振,即其平行分量(振动方向与观测平面平行的分量,观测平面系由入射光和散射光组成的平面)为零,只存在垂直分量(图1 瑞利散射的光强分布)。 米氏散射 散射粒子由许多聚集在一起的复杂分子构成,它们在入射电磁场的作用下,形成振荡的多极子,多极子辐射的电磁波相叠加,就构成散射波。又因为粒子尺度可与波长相比拟,所以入射波的相位在粒子上是不均匀的,造成了各子波在空间和时间上的相位差。在子波组合产生散射波的地方,将出现相位差造成的干涉。它具有如下特点:①散射强度比瑞利散射大得多,散射强度随波长的变化不如瑞利散射那样剧烈。随着尺度参数增大,散射的总能量很快增加,并最后以振动的形式趋于一定值。②散射光强随角度变化出现许多极大值和极小值,当尺度参数增大时,极值的个数也增加。③当尺度参数增大时,前向散射与后向散射之比增大,使粒子前半球散射增大。当尺度参数很小时,米散射结果可以简化为瑞利散射;当尺度参数很大时,它的结果又与几何光学结果一致;而在尺度参数比较适中的范围内,只有用米散射才能得到唯一正确的结果。 多次散射  散射体中往往包含很多散射粒子,因此每个粒子的散射光都会被其他粒子再散射。如P 粒子的散射光可被Q粒子再次散射,而Q粒子的散射光又会被R粒子第三次散射。对直接入射光的散射称为一次散射,以后的散射依次称为二次、三次……散射,或统称为多次散射。显然,在其他散射方向的一次散射光,由于多次散射的结果,还可能再次沿入射光方向散射。多次散射的计算很复杂。有人计算出,当大气光学厚度(见大气消光□□0.3时,则还需计及二、三次散射;当□□在0.1~0.3时,则需计及二次散射在内。