Модель атмосфери. Загасання сигналу

За звичай атмосфера має локально-неоднорідну структуру (пил, теплові флуктуації її параметрів, забруднення повітря, і т. ін.), що приводить до поглинання та розсіяння, тобто до ослаблення випромінювання при його розповсюдженні. Як правило, не дивлячись на таку локальну неоднорідність середовище можна розглядати як однорідне з певними інтегральними (усередненими) характеристиками.

Розглянемо основні закономірності ослаблення випромінювання в такому оптичному середовищі. Нехай паралельний пучок монохроматичного потоку випромінювання з довжиною хвилі поступає на шар середовища товщиною (див. Рис. 3.9).

Рис.3.9

Схема опромінювання (проходження) шару атмосфери

Будемо передбачати, що частинки середовища ослаблюють поле незалежно одна від одної. Тоді зміну потоку (його зменшення) при проходженні шару товщиною можна описати співвідношенням:

, (3.16)

де – коефіцієнт ослаблення потоку (з розмірністю, км^-1), який залежить в загальному випадку від властивостей середовища та довжини хвилі;

– товщина елементарного шару середовища в км.

При інтегруванні (3.16) по l отримаємо відомий вираз для закону Бугера:

, (3.17)

де – потік монохроматичного випромінювання на виході шару середовища.

На основі (3.17) можна записати вираз для закону Бугера в термінах інтенсивності випромінювання:

, (3.18)

де – інтенсивності монохроматичного випромінювання до та після проходження шару середовища (Вт/стерад); – спектральний коефіцієнт прозорості середовища протяжністю 1 км (питоме пропускання) – .

Добуток називають оптичною товщиною шару середовища, а коефіцієнт у виразі (3.18) – спектральним коефіцієнтом пропускання (прозорості) оптичного середовища.

Треба відзначити, що залежність для атмосфери має селективний за характер.

Таким чином, вираз (3.18) можна записати як:

. (3.19)

Дата добавления: 2015-11-14