Atmosférický rozptyl

Elektromagnetické záření může být kromě absorpce nebo přenosu také odráženo nebo rozptylováno částicemi v atmosféře. Rozptyl je přesměrování elektromagnetické energie suspendovanými částicemi v atmosféře. Typ a množství rozptylu, ke kterému dochází, závisí na velikosti částic a vlnové délce energie. Existují tři hlavní typy rozptylu, které ovlivňují dopadající sluneční záření:

• Rayleighův rozptyl
• Mieův rozptyl
• Neselektivní rozptyl

Rayleighův rozptyl

Rayleighův rozptyl nastává, když záření (světlo) interaguje s molekulami a částicemi v atmosféře, které mají menší průměr než vlnová délka přicházejícího záření. Kratší vlnové délky se rozptylují snadněji než delší vlnové délky. Světlo kratších vlnových délek (např. modré a fialové viditelné světlo) je rozptylováno malými částicemi, mezi které patří NO2 a O2. Protože modré světlo je na konci viditelného spektra s krátkou vlnovou délkou, je v atmosféře silněji rozptýleno než červené světlo s delší vlnovou délkou. Rayleighův rozptyl je příčinou modré barvy oblohy. Rayleighův rozptyl může také vytvářet mlhu na snímcích. Při leteckém snímkování se používají speciální filtry k odfiltrování rozptylu modrého světla, aby se snížil výskyt oparu. U digitálních snímků se k minimalizaci dopadů Rayleighova rozptylu používají různé techniky.

Při východu a západu slunce prochází dopadající sluneční světlo atmosférou delší vzdálenost (délka cesty). Delší cesta vede k rozptylu krátkých (modrých) vlnových délek, který je tak úplný, že vidíme pouze delší vlnové délky světla, červené a oranžové. Při absenci částic a rozptylu by se obloha jevila jako černá.

Zdroj obrázku: Principy dálkového průzkumu Země (Tempfli a kol.)

Mie rozptyl

Mie rozptyl nastává, když je vlnová délka elektromagnetického záření podobná velikosti atmosférických částic. Rozptyl Mie obecně ovlivňuje záření od blízkého UV záření až po střední infračervené části spektra. Rozptyl Mie se většinou vyskytuje v nižších částech atmosféry, kde je větší množství větších částic, a převládá při zatažené obloze. Pyl, prach a smog jsou hlavní příčinou rozptylu Mie. Rozptyl Mie způsobuje celkový zákal na snímcích.

Neselektivní rozptyl

Neselektivní rozptyl nastává, když je průměr částic v atmosféře mnohem větší než vlnová délka záření. Neselektivní rozptyl způsobují především kapičky vody v atmosféře. Neselektivní rozptyl rozptyluje veškeré záření rovnoměrně v celé viditelné a infračervené části spektra – odtud termín neselektivní. Ve viditelných vlnových délkách se světlo rozptyluje rovnoměrně, proto se mlha a mraky jeví jako bílé. protože mraky rozptylují všechny vlnové délky světla, znamená to, že mraky blokují většinu energie, která se dostane na zemský povrch. To může ztížit interpretaci a analýzu snímků dálkového průzkumu Země v oblastech náchylných k výskytu oblačnosti a mlhy. Mraky také vrhají stíny, které mění osvětlení a relativní odrazivost povrchových prvků. To může být významným omezením při pořizování snímků dálkového průzkumu Země.

Vliv atmosférických interakcí

Při dálkovém průzkumu Země je důležité pochopit vliv atmosféry na elektromagnetické záření. Nejprve je nezbytné porozumět atmosférickým oknům a umět určit, zda senzor v dané části spektra „vidí“ přes atmosféru, či nikoli. Protože atmosféra pohlcuje a rozptyluje přicházející záření, často chceme tyto interakce korigovat. Tento proces se nazývá „atmosférická korekce“ a je běžnou technikou zpracování obrazu.

Pro zábavu: Marťanský západ slunce

Amosféra na Marsu je jiná než na Zemi a obsahuje značné množství jemných částic. To způsobuje jiný rozptyl světla, než jaký vidíme zde na Zemi. Prach v marťanské atmosféře umožňuje modrému světlu pronikat atmosférou účinněji než světlu delších vlnových délek. To způsobuje, že modré barvy ve smíšeném světle přicházejícím ze Slunce zůstávají blíže sluneční části oblohy ve srovnání s širším rozptylem žluté a červené barvy. Tento efekt je nejvýraznější při západu Slunce, kdy světlo ze Slunce prochází delší dráhou v atmosféře než v poledne. Na Marsu tak vzniká modře zbarvený západ slunce.

← Zpět

Modul Home