瑞利散射對(duì)遙感的啟示

1、瑞利散射對(duì)遙感的啟示一種光學(xué)現(xiàn)象，屬于散射的一種情況。又稱“分子散射”。粒子 尺度遠(yuǎn)小于入射光波長(zhǎng)時(shí)（小于波長(zhǎng)的十分之一），其各方向上的散 射光強(qiáng)度是不一樣的，該強(qiáng)度與入射光的波長(zhǎng)四次方成反比，這種現(xiàn) 象稱為瑞利散射。中文名：瑞利散射夕卜文名:Rayleighscattering相關(guān)術(shù)語(yǔ):大氣散射學(xué)科分支:大氣物理學(xué)描述瑞利散射規(guī)律是由英國(guó)物理學(xué)家瑞利勛爵（Lord Rayleigh）于 1900年發(fā)現(xiàn)的,因此得名。為了要符合瑞利散射的要求，微粒的直徑必須遠(yuǎn)小于入射波的波 長(zhǎng)，通常上界大約是波長(zhǎng)的1/10（1-300 nm）,此時(shí)散射光線的強(qiáng) 度與入射光線波長(zhǎng)的四次方成反比，也就是說(shuō),波長(zhǎng)愈短

2、,散射愈強(qiáng)。另外，散射的光線在光線前進(jìn)方向和反方向上的程度是相同的, 而在與入射光線垂直的方向上程度最低。光學(xué)現(xiàn)象（1）天空的顏色由于瑞利散射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)四次方成反比，所以太陽(yáng)光譜中波長(zhǎng) 較短的藍(lán)紫光比波長(zhǎng)較長(zhǎng)得紅光散射更明顯，而短波中又以藍(lán)光能量 最大，所以在雨過(guò)天晴或秋高氣爽時(shí)（空中較粗微粒比擬少，以分子 散射為主），在大氣分子的強(qiáng)烈散射作用下，藍(lán)色光被散射至彌漫天 空，天空即呈現(xiàn)蔚藍(lán)色。另外，由于大氣密度隨高度急劇降低，大氣分子的散射效應(yīng)相應(yīng) 減弱，天空的顏色也隨高度由蔚藍(lán)色變?yōu)榍嗌s8公里）、暗青 色（約11公里）、暗紫色（約13公里）、黑紫色（約21公里）, 再往上，空氣非常稀薄，

3、大氣分子的散射效應(yīng)極其微弱，天空便為黑 暗所湮沒(méi)?？梢哉f(shuō)，瑞利散射的結(jié)果，減弱了太陽(yáng)投射到地表的能量。（2）晚霞的顏色當(dāng)日落或日出時(shí)，太陽(yáng)幾乎在我們視線的正前方，此時(shí)太陽(yáng)光在 大氣中要走相對(duì)很長(zhǎng)的路程，我們所看到的直射光中的波長(zhǎng)較短藍(lán)光 大量都被散射了，只剩下紅橙色的光，這就是為什么日落時(shí)太陽(yáng)附近 呈現(xiàn)紅色，而云也因?yàn)榉瓷涮?yáng)光而呈現(xiàn)紅色，但天空仍然是藍(lán)色的。（3）海水的顏色水對(duì)可見光中紅光的吸收稍強(qiáng)于藍(lán)光，所以少量水呈現(xiàn)無(wú)色，大 量水呈現(xiàn)藍(lán)色（可以理解為水其實(shí)是有著非常非常淡藍(lán)色的液體），在 水中尺度較大的微粒的反射下使得海水看上去呈現(xiàn)較深的藍(lán)色，這是 海水顏色的主要成因。同時(shí)在清潔的大洋水中，因?yàn)閼腋☆w粒少，粒 徑小，分子散射也起著一定作用，其散射服從瑞利散射定律，對(duì)海水 的藍(lán)色也有一定的貢獻(xiàn)作用。原理（1）尺度數(shù)a散射的程度變化是粒子半徑（r）與輻射波長(zhǎng)（入）比例的函數(shù)， 連同許多其它因子，像極化、角度、以及相干性等等。因此常引用無(wú) 量綱尺度數(shù)a=2?！比胱鳛榕袆e標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)a遠(yuǎn)小于0.1時(shí)，可用瑞利散射；當(dāng)a 20. 1時(shí)，需用米散射；當(dāng)a 50時(shí)，可用幾何光學(xué)。（2）變化規(guī)律下列圖給出水滴的散射效率因子隨尺度數(shù)a變化的曲線。從圖中可以看出，當(dāng)a很接近0時(shí)，散射效率因子隨a增長(zhǎng)很快, 這是瑞利散射的特征。對(duì)一同一類散射粒子（例如空氣分