излучения и длина пути излучения через атмосферу. Мы можем разде-
лить все процессы рассеяния на два различных типа, свойства которых
рассматриваются ниже.
Релеевское рассеяние происходит, когда материальные частицы
малы в сравнении с длиной волны излучения. Этот тип рассеяния
обычно проявляется для излучения со сравнительно большой длиной
волны. Рассеяние происходит на мелких аэрозольных частицах или,
чаще, на флуктуациях молекул кислорода и азота, составляющих ат-
мосферу. Релеевское рассеяние — доминирующий механизм рассеяния
в верхних слоях атмосферы. Когда излучение проходит через атмосфе-
ру, более короткие длины волн видимого диапазона спектра, которые
воспринимается глазом как синие, рассеиваются сильнее, чем красные.
Это обстоятельство обусловливает синий цвет дневного неба.
Рассеяние Ми встречается, когда материальные частицы имеют
примерно тот же самый размер, как длина волны излучения. Частицы
пыли и дыма, сконденсировавшийся водяной пар и другие аэрозоли
участвуют в этом типе рассеяния излучения. Это рассеяние происхо-
дит обычно в нижних слоях атмосферы, где достаточно крупные аэро-
зольные частицы присутствуют в большем количестве, чем в верхних
слоях атмосферы. Характерным проявлением рассеяния Ми является
радуга, появление которой обусловлено рассеянием солнечного излу-
чения на капельках воды.
Поглощение — другой основной механизм взаимодействия
электромагнитного излучения с атмосферой. В отличие от рассеяния,
поглощение полностью обусловлено присутствием в атмосфере моле-
кул, способных поглощать энергию в различных диапазонах спектра.
В некоторых случаях, поглощающие молекулы остаются практически
неизменными после взаимодействия с излучением, но в других случа-
ях молекулы меняются, теряя, например, часть своих атомов. Озон,
кислород, углекислый газ и водяной пар — четыре компонента атмо-
сферы, которые ответственны за поглощение излучения.
На рис. 3.4 представлен спектр пропускания атмосферы в зави-
симости от длины волны. Когда пропускание равно нулю, это означа-
ет, что солнечное излучение с такой длиной волны не достигает по-
верхности Земли, полностью поглощаясь в атмосфере.
Молекулы
кислорода в верхних слоях атмосферы поглощают
излучение в рентгеновской области спектра и коротковолновое (до 0,3
мкм) ультрафиолетовое излучение. Такое излучение является чрезвы-
чайно вредным для жизни на планете, так как может воздействовать на
клетки живых организмов, вызывая мутации и тому подобные нежела-
тельные явления. Молекулы кислорода в этом процессе распадаются
75