Некоторые результаты анализа эффектов рассеяния в реальной земной атмосфере

Ослабление коллимированного излучения описывается законом Бугера-Ламберта.

Поток солнечного излучения можно рассматривать как

где - освещенность на границе атмосферы.

Для расходящихся лучей (например, от точечного источника «огни ночью»), следует учитывать еще обратно-квадратичную зависимость «эффекта расходящегося потока энергии», пропорциональной . В результате для оценки дальности видимости огней ночью нужно использовать формулу:

- объемный коэффициент рассеяния. Дальностью видимости в этом случае будет расстояние, на котором видимая яркость огня достигает предела яркостной чувствительности глаза. Для оценки дальности видимости составляются намограммы при заданных значениях мощности (например, лампочки) и различных значений расстояний до огня. По этим номограммам с учетом величины яркостной чувствительности глаза (различной в условиях наблюдений, например, наблюдение одной или нескольких огней и др.) определяется дальность видимости при заданной величине коэффициента рассеяния .

В этом кратком обзоре представляются некоторые элементы дальности видимости огней ночью.

Мы рассмотрели целый ряд теоретических моделей рассеяния: Релей, Ми, приближение «мягкой частицы» (формула Ван де Хюлста)

Вспомним некоторые важные параметры:

- формула Ван де Хюлста

Это очень удобная формула для практических расчетов задач атмосферной оптики, особенно удобно приближение для крупных частиц. Ансамбль N=N(r) можно заменить просто числом N для близких по размеру частиц.

Вспомним, что для полидисперсного аэрозоля:

Для монодисперсного аэрозоля можно вместо интеграла записать:

которую для крупных, близких по размеру частиц, можно записать

Полагая при этом

Используя вышеприведенные формулы, сделаем некоторые важные выводы и оценки микрофизических параметров аэрозольной оптики.

I. Оценка спектра распределения по размерам аэрозоля в атмосфере

Исходная формула - коэффициент ослабления полидисперсного аэрозоля:

Имеется широкий набор представления спектров распределения . Одно из основных - степенное распределение Юнге: .

Сменив аргумент интегрирования «r» на « », получим

Интеграл слабо меняется и логично принять его как константу. Получаем

Эту формулу можно сравнить с известной экспериментальной формулой Ангстрема . Формула Ангстрема описывает осредненную по времени и пространству спектральную зависимость , полученную в экспериментах. Сравнивая эти две формулы получим: -a=3-b, или a=b-3. Имея в виду, что , получим, что в распределении Юнге b=4. Итак, из спектральных наблюдений можно оценить трудно определяемые микрофизические характеристики аэрозоля.

Некоторые характеристики концентрации и размеров присутствующих в атмосфере частиц представлены в оценочной таблице, дающей представление о порядках величин в микромире частиц в атмосфере.

Тип	Размеры(мкм)	Концентрация(	(км)	( )
молекулы воздуха			320	0.0125
ядра конденсации
частицы дымки			0.4-2	1-10
капли тумана	1-10	1000-10	2-20	1-7
капли облаков	1-100	300-10	0.1-20	7-50
капли дождя (снег, град)			0-20	5-100