Оценка оптической толщи облаков в видимом диапазоне

УДК 521(06) Астрофизика и космофизика
А.А. КАЩЕЕВ
Научный руководитель – В.И. КОШЕЛЕВ, д.т.н., профессор
Рязанский государственный радиотехнический университет
ОЦЕНКА ОПТИЧЕСКОЙ ТОЛЩИ ОБЛАКОВ В ВИДИМОМ ДИАПАЗОНЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
Проведена оценка оптической толщи облаков разного типа в видимом диапазоне электромагнитных
волн.
При распространении электромагнитных волн видимого диапазона в атмосфере Земли значительное
ослабление вносят аэрозольные образования, к которым, в частности, относятся облака.
Параметром, определяющим ослабление волны по всей геометрической длине пути в облаке, является
оптическая толща облака  ob , определяемая как [1]:

 ob    obdh ,
(1)
0
где
 ob
– коэффициент аэрозольного ослабления в облаке;
h – высота атмосферы.
Учитывая тот факт, что облако имеет конечную геометрическую толщину и электромагнитная волна может распространяться под определенным углом z по отношению к направлению на точку надира, выражение (1) может быть представлено следующим образом:
 ob 
Lmax

ob
dL ,
(2)
Lmin
где Lmin и L max – координаты входа в облако и выхода из облака электромагнитной волны.
Величины Lmin и L max , входящие в выражение (2), могут быть определены в соответствии с выражениями:
L min  H min  sec( z ) ;


Lmax  H max  sec( z )  H min H  sec( z ) ,
где H max и H min – высота до верхней и нижней границ облака соответственно; H – геометрическая
толщина облака.
Значения величин H min и H min приведены в [2] по результатам дистанционного зондирования.
Результаты исследования формулы (2) для разных типов облаков приведены на рис.1 и рис.2, которые
позволяют сделать следующие выводы:
- оптическая толща имеет максимальное значение для слоисто-дождевых облаков (рис. 1 и 2), что объясняется большей концентрацией аэрозольных частиц в них;
- малое значение водности высококучевых облаков приводит к слабой зависимости их оптической толщи
от угла z и метеорологической дальности видимости S m (рис. 1 и 2);
- рост геометрической толщи облаков при увеличении угла z приводит к возрастанию оптической толщи
(рис.1);
- уменьшение концентрации аэрозольных частиц в облаке с увеличением Sm сопровождается уменьшением оптической толщи (рис.2).
Рис.1. Зависимость оптической
толщи облаков от угла z при длине
Рис.2. Зависимость оптической
толщи облаков от дальности метео-
УДК 521(06) Астрофизика и космофизика
волны λ=0,38 мкм и дальности метеорологической видимости Sm=0,2
км
рологической видимости Sm при
длине волны λ=0,38 мкм и угле z =
400
Список литературы
1. Кашкин В.Б., Сухинин А.И. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка
изображений. – М.: Логос. – 2001. – 264 С.
2. А. X. Хргиан. Атлас облаков. – М. Мир. – 221 С.