Диффузное излучение неба

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Диффу́зное излуче́ние не́ба — солнечное излучение, достигающее земной поверхности после того, как оно было рассеяно на молекулах или твёрдых частицах в атмосфере. Из всего излучения Солнца, рассеивающегося в атмосфере, около двух третей в конечном счёте достигает Земли как диффузное излучение (если Солнце находится высоко в небе, рассеивается не менее 25 % падающего излучения).

Основные механизмы рассеяния света в атмосфере (рассеяние Рэлея, рассеяние Ми) являются упругими, то есть при этом происходит смена направления излучения, но не его поглощение или изменение длины волны.

Почему небо синее?[править | править вики-текст]

Небо выглядит синим по той причине, что воздух рассеивает свет с короткой длиной волны сильнее длинноволнового света. Поскольку синий цвет находится на коротковолновом конце видимого спектра, он больше рассеивается в атмосфере, чем красный. Благодаря этому, если посмотреть на участок неба вне Солнца, мы увидим голубой свет (но не фиолетовый, так как солнечный спектр неравномерный и фиолетового цвета в нем меньше, а так же вследствие меньшей чувствительности глаза к фиолетовому цвету и большей к синему, который раздражает не только синие колбочки в сетчатке, но и красные и зеленые) — результат рассеяния солнечного излучения. Во время заката и рассвета свет проходит по касательной к земной поверхности, так что путь, проходимый светом в атмосфере, становится намного больше, чем днём. Из-за этого большая часть синего и даже зелёного света покидает прямой солнечный свет в результате рассеяния, благодаря чему прямой свет солнца, а также освещаемые им облака и небо вблизи горизонта окрашиваются в красные тона.

Естественно, при другом составе атмосферы, например на других планетах, цвет неба, в том числе и на закате, может быть другим. Например, на Марсе.

Рассеяние и поглощение — главные причины затухания света в атмосфере. Рассеяние меняется как функция от отношения диаметра рассеивающей частицы к длине волны света. Когда это отношение меньше 1/10, возникает рэлеевское рассеяние, при котором коэффициент рассеяния обратно пропорционален четвёртой степени длины волны. При больших значениях отношения диаметра частицы к длине волны рассеяние меняется согласно Уравнению Гюстава Ми; когда же это отношение больше 10, начинают работать законы геометрической оптики.

Под облачным небом[править | править вики-текст]

При пасмурной погоде большая часть прямого солнечного света до земли не доходит. То же, что доходит, преломляют водяные капли, взвешенные в воздухе. Капель много, и каждая имеет свою форму и, следовательно, искажает по-своему. То есть облака рассеивают свет от неба, и в результате до земли доходит белый свет. Если облака имеют большие размеры, то часть света поглощается, и получается серый свет.

Излучение при рассеянии не очень меняется по спектральному составу: капли в облаках крупнее длины волны, поэтому весь видимый спектр (от красного до фиолетового) рассеивается примерно одинаково. По интенсивности излучение меняется (оценочно) от 1/6 интенсивности прямого солнечного света для относительно тонких облаков до 1/1000 для наиболее толстых грозовых облаков.

Реперные точки[править | править вики-текст]

На небесной сфере существуют четыре точки, в которых отсутствует поляризация света.

  • Точка Араго (А), названная в честь открывателя, это точка, которая в чистом воздухе на 20° выше противосолнечной точки, а в туманном воздухе расположена выше. Поэтому по её положению определяют затуманенность атмосферы.
  • Точка Бабинье (Ba), открыта Бабинье в 1840 г., расположена на 15°—20° градусов выше солнца, но её трудно наблюдать из-за близости солнечного света.
  • Точка Брюстера (Br), открыта Брюстером в 1840 г., расположена на 15°—20° ниже солнца, но её трудно наблюдать из-за близости солнечного света.
  • Четвёртая точка (IV), открыта при наблюдении с высотных самолётов. Располагается на 20° ниже противосолнечной точки.

Фотографии[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]