الانتقال الإشعاعي في الغلاف الجوي
الوصف الرياضي والفيزيائي لكيفية امتصاص الطاقة الإشعاعية وانبعاثها وتشتتها أثناء انتقالها عبر الغلاف الجوي.
Definition
الانتقال الإشعاعي هو العملية التي تتغير بها شدة الإشعاع الكهرومغناطيسي على طول مسار عبر وسط يمتصه ويبعثه ويشتته، وتحكمه معادلة الانتقال الإشعاعي.
Scope
يغطي معادلة الانتقال الإشعاعي وحلها في ظل ظروف الامتصاص والانبعاث والتشتت المتعدد؛ العمق البصري والانقراض؛ توهين بير-لامبرت؛ دوال المصدر والانبعاث الحراري؛ دوال طور التشتت؛ والتقريبات مثل طرق التيارين والإحداثيات المنفصلة المستخدمة في نماذج الإشعاع.
Core questions
- كيف تتطور الشدة الإشعاعية على طول مسار عبر غلاف جوي ماص ومشتت؟
- كيف يتم دمج الامتصاص والانبعاث والتشتت في معادلة انتقال واحدة؟
- ما هي التقريبات التي تجعل الانتقال الإشعاعي قابلاً للمعالجة في النماذج العددية؟
Key theories
- معادلة الانتقال الإشعاعي
- معادلة تفاضلية تربط التغير في الشدة الإشعاعية على طول مسار بالخسائر الناتجة عن الانقراض والمكاسب الناتجة عن الانبعاث الحراري والتشتت الداخلي، ويتم تحديدها بواسطة العمق البصري والبياض أحادي التشتت.
Mechanisms
على طول مسار متناهي الصغر، تقل الشدة بفعل الامتصاص والتشتت الخارجي (الانقراض، المعبر عنه بالعمق البصري) وتزداد بفعل الانبعاث الحراري، الذي يعتمد على دالة بلانك ودرجة الحرارة المحلية، وبفعل التشتت الداخلي للإشعاع من اتجاهات أخرى والذي تصفه دالة الطور. تتراوح الحلول من توهين بير-لامبرت البسيط للأوساط الماصة إلى معالجات التشتت المتعدد مثل طرق الإحداثيات المنفصلة والتيارين.
Clinical relevance
تُعد رموز الانتقال الإشعاعي المحركات الأساسية لعمليات استرجاع الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية، ومخططات الإشعاع في نماذج الطقس والمناخ، والتصحيح الجوي للصور.
History
بناءً على معالجة شفارتزشيلد المبكرة للتوازن الإشعاعي في الأغلفة الجوية النجمية، أرست دراسة تشاندراسيخار عام 1950 بعنوان "الانتقال الإشعاعي" الإطار الصارم الذي تم تكييفه لاحقًا للأغلفة الجوية الكوكبية ودمجه في نماذج الإشعاع التشغيلية.
Key figures
- Subrahmanyan Chandrasekhar
- Kuo-Nan Liou
Related topics
Seminal works
- chandrasekhar1960
- liou2002
Frequently asked questions
- ما هو العمق البصري؟
- العمق البصري هو مقياس لا بعدي لكمية توهين حزمة من الإشعاع على طول مسار؛ ويعني عمق بصري واحد أن الشدة تقل بمعامل حوالي 2.7 بسبب الانقراض.