대기 중 복사 전달

복사 에너지가 대기를 통과하면서 흡수, 방출 및 산란되는 방식을 수학적, 물리적으로 설명합니다.

Definition

복사 전달은 전자기 복사의 강도가 흡수, 방출 및 산란하는 매질을 통과하는 경로를 따라 변화하는 과정이며, 복사 전달 방정식에 의해 지배됩니다.

Scope

흡수, 방출 및 다중 산란 조건에서의 복사 전달 방정식과 그 해법; 광학 깊이 및 소멸; Beer-Lambert 감쇠; 소스 함수 및 열 방출; 산란 위상 함수; 그리고 복사 모델에 사용되는 2-흐름 및 이산-좌표 방법과 같은 근사치를 다룹니다.

Core questions

• 흡수 및 산란 대기를 통과하는 경로를 따라 복사 강도는 어떻게 변화합니까?
• 흡수, 방출 및 산란은 단일 전달 방정식에서 어떻게 결합됩니까?
• 어떤 근사치가 수치 모델에서 복사 전달을 다루기 쉽게 만듭니까?

Key theories

복사 전달 방정식

경로를 따라 복사 강도의 변화를 소멸로 인한 손실과 열 방출 및 내부 산란으로 인한 이득과 연관시키는 미분 방정식으로, 광학 깊이와 단일 산란 알베도로 매개변수화됩니다.

Mechanisms

무한소 경로를 따라 강도는 흡수 및 외부 산란(소멸, 광학 깊이를 통해 표현됨)에 의해 감소하고, 플랑크 함수 및 국부 온도에 의존하는 열 방출과 위상 함수로 설명되는 다른 방향으로부터의 내부 산란에 의해 증가합니다. 해법은 흡수 매질에 대한 단순한 Beer-Lambert 감쇠부터 이산-좌표 및 2-흐름 방법과 같은 다중 산란 처리까지 다양합니다.

Clinical relevance

복사 전달 코드는 위성 원격 감지 검색, 기상 및 기후 모델 복사 체계, 그리고 영상의 대기 보정의 핵심 엔진입니다.

History

별 대기에서의 복사 평형에 대한 Schwarzschild의 초기 연구를 바탕으로, Chandrasekhar의 1950년 단행본 'Radiative Transfer'는 나중에 행성 대기에 적용되고 운영 복사 모델에 통합된 엄격한 프레임워크를 확립했습니다.

Key figures

• Subrahmanyan Chandrasekhar
• Kuo-Nan Liou

Seminal works

• chandrasekhar1960
• liou2002

Frequently asked questions

광학 깊이란 무엇입니까?

광학 깊이는 복사 빔이 경로를 따라 얼마나 감쇠되는지를 나타내는 무차원 측정값입니다. 광학 깊이가 1이라는 것은 소멸에 의해 강도가 약 2.7배 감소한다는 것을 의미합니다.