電磁波は吸収や透過のほかに、大気中の粒子によって反射や散乱されることがあります。 散乱とは、大気中の浮遊粒子によって電磁波エネルギーが方向転換されることである。 散乱の種類と量は、粒子の大きさとエネルギーの波長によって決まります。 入射する太陽放射に影響を与える散乱には、主に3つのタイプがあります。
- レイリー散乱
- ミー散乱
- 非選択的散乱
レイリー散乱
放射線（光）が大気中の分子や粒子（入射光の波長より小さい直径）と相互作用するとレイリー散乱が起こります。 短い波長は長い波長よりも散乱しやすくなります。 青や紫の可視光線のような短い波長の光は、NO2やO2などの小さな粒子によって散乱されます。 青色光は可視光線の短波長側であるため、波長の長い赤色光よりも大気中で強く散乱されます。 空の色が青く見えるのは、レイリー散乱によるものです。 レイリー散乱は、画像に霞を発生させることもあります。 航空写真では、青色光の散乱を除去するために特殊なフィルターが使用され、霞を軽減します。 3558>
日の出や日没時、入射した太陽光は大気中をより長い距離（経路長）移動します。 経路が長くなると、短波長（青）の散乱が起こり、私たちは長波長の光である赤やオレンジだけを見ることができます。 3558> 
画像ソース。 Principles of Remote Sensing (Tempfli et al.)
Mie Scatter
Haze in Shanghai, China due to air pollution
Mie scatter occurs when the wavelength of the electromagnetic radiation is similar size to the atmospheric particles.The Mie scatter is occurring by a lot. ミー散乱は一般的に、近紫外から中赤外までの放射線に影響を与える。 ミー散乱は、大きな粒子が多く存在する大気下層部で多く発生し、雲の状態が曇りのときに支配的になります。 花粉、塵、スモッグはミー散乱の主な原因である。
Non-Selective Scatter
非選択性散乱は、大気中の粒子の直径が放射線の波長よりはるかに大きい場合に発生します。 非選択性散乱は、主に大気中の水滴によって引き起こされます。 非選択性散乱は、可視および赤外線のスペクトル全体を通して、すべての放射線を均一に散乱させるため、非選択性という用語が使用されています。 雲はすべての波長の光を散乱させるので、地表に到達するエネルギーの大半を遮ることになります。 このため、雲や霧の多い地域では、リモートセンシング画像の解釈や解析が難しくなることがあります。 また、雲は地表の照度や相対的な反射率を変化させるため、影を落とすこともあります。 3558>
Landsat 8による北海岸の雲に覆われた画像（左）と航空写真における雲の影（右）
大気との相互作用の影響
リモートセンシングでは、大気が電磁波に与える影響を理解することが重要です。 まず、大気の窓を理解し、センサーがスペクトルの特定の部分で大気を通して「見る」ことができるかどうかを識別できるようにすることが重要である。 大気は入射する放射線を吸収・散乱させるため、これらの相互作用を補正したいと思うことがよくあります。 このプロセスは「大気補正」として知られており、一般的な画像処理技術です。
お楽しみに。 火星の夕日
火星の大気は地球とは異なり、大気中にかなりの量の微粒子が存在します。 このため、地球で見るのとは異なる光の散乱が起こります。 火星の大気中に含まれる塵は、波長の長い光よりも青い光を効率よく透過させます。 そのため、太陽から届く混合光の中の青い色は、黄色や赤の色が広く散乱するのに比べて、太陽の部分に近いところにとどまることになるのです。 この効果は、太陽からの光が日中よりも大気中を長い経路で通過する日没近くに最も顕著に現れます。 これは火星で青く染まった夕日を作り出す。
Sunset on Mars
Image Source: NASA/JPL
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