Légköri szórás

Az elektromágneses sugárzás az elnyelésen és az áteresztésen kívül a légkörben lévő részecskékről is visszaverődhet vagy szóródhat. A szórás az elektromágneses energiának a légkörben lebegő részecskék általi átirányítása. A szórás típusa és mértéke a részecskék méretétől és az energia hullámhosszától függ. A beérkező napsugárzást három fő szórástípus befolyásolja:

• Rayleigh-szórás
• Mie-szórás
• Nem szelektív szórás

Rayleigh-szórás

Rayleigh-szórás akkor következik be, amikor a sugárzás (fény) kölcsönhatásba lép a légkörben lévő molekulákkal és részecskékkel, amelyek átmérője kisebb, mint a beérkező sugárzás hullámhossza. A rövidebb hullámhosszú sugárzás könnyebben szóródik, mint a hosszabb hullámhosszú. A rövidebb hullámhosszúságú fényt (mint például a kék és ibolyántúli látható fényt) a NO2-t és O2-t tartalmazó kis részecskék szórják. Mivel a kék fény a látható spektrum rövid hullámhosszú végéhez tartozik, a légkörben erősebben szóródik, mint a hosszabb hullámhosszú vörös fény. A Rayleigh-szórás felelős az ég kék színéért. A Rayleigh-szórás ködöt is eredményezhet a képeken. A légi fényképezésben speciális szűrőket használnak a kék fény szóródásának kiszűrésére, hogy csökkentsék a ködösséget. A digitális képeken különböző technikákat alkalmaznak a Rayleigh-szórás hatásainak minimalizálására.

Napfelkeltekor és napnyugtakor a beérkező napfény hosszabb utat (úthossz) tesz meg a légkörben. A hosszabb út a rövid (kék) hullámhosszak szóródásához vezet, amely annyira teljes, hogy csak a hosszabb hullámhosszú fényt, a vöröset és a narancssárgát látjuk. A részecskék és a szóródás hiányában az égbolt fekete lenne.

Kép forrása: (Tempfli et al.)

Mie-szórás

Mie-szórás akkor fordul elő, amikor az elektromágneses sugárzás hullámhossza hasonló méretű, mint a légköri részecskék. A Mie-szórás általában a közeli UV tartománytól a spektrum középső infravörös részéig terjedő sugárzást befolyásolja. A Mie-szórás főként a légkör alsó részeiben fordul elő, ahol a nagyobb részecskék nagyobb mennyiségben fordulnak elő, és dominál, ha a felhőzet felhős. A pollen, a por és a szmog a mie-szórás fő okozói. A Mie-szórás általános homályt eredményez a képeken.

Nem szelektív szórás

A nem szelektív szórás akkor fordul elő, amikor a légkörben lévő részecskék átmérője sokkal nagyobb, mint a sugárzás hullámhossza. A nem szelektív szórást elsősorban a légkörben lévő vízcseppek okozzák. A nem szelektív szórás minden sugárzást egyenletesen szór szét a spektrum látható és infravörös tartományában – innen a nem szelektív kifejezés. A látható hullámhosszakon a fény egyenletesen szóródik, ezért a köd és a felhők fehérnek tűnnek.Mivel a felhők a fény minden hullámhosszát szórják, ez azt jelenti, hogy a felhők megakadályozzák, hogy a legtöbb energia elérje a Föld felszínét. Ez megnehezítheti a távérzékelt képek értelmezését és elemzését a felhő- és ködtakaróra hajlamos területeken. A felhők árnyékot is vetnek, ami megváltoztatja a felszíni jellemzők megvilágítását és relatív fényvisszaverő képességét. Ez jelentős korlátot jelenthet a távérzékelési képeken.

A légköri kölcsönhatás hatása

A távérzékelésben fontos megérteni a légkör elektromágneses sugárzásra gyakorolt hatását. Először is alapvető fontosságú a légköri ablakok megértése, és annak megállapítása, hogy egy érzékelő “átlát-e” a légkörön a spektrum egy adott részén vagy sem. Mivel a légkör elnyeli és szórja a beérkező sugárzást, gyakran korrigálni kell ezeket a kölcsönhatásokat. Ezt a folyamatot “légköri korrekciónak” nevezik, és ez egy gyakori képfeldolgozási technika.

Móka kedvéért: Marsi naplemente

A Mars légköre eltér a földitől, és jelentős mennyiségű finom részecske van a légkörben. Ez más fényszóródást okoz, mint amit itt a Földön látunk. A marsi légkörben lévő por a kék fényt hatékonyabban engedi áthatolni a légkörön, mint a hosszabb hullámhosszú fényt. Ez okozza, hogy a Napból érkező kevert fényben a kék színek közelebb maradnak a Nap égboltrészéhez, szemben a sárga és vörös színek szélesebb körű szórásával. A hatás napnyugta közelében a legkifejezettebb, amikor a napfény hosszabb utat tesz meg a légkörben, mint napközben. Ez kék árnyalatú naplementét eredményez a Marson.

← Vissza

Modul Home