التفاعل مع الغلاف الجوي:
قبل أن یصل الاشعاع المستخدم في الاستشعار عن بعد الي سطح الأرض فأنھ یمر بطبقات الغلاف
الجوي، ومن الممكن أن تؤثر الجزئیات و الغازات الموجودة في الغلاف الجوي علي ھذا الاشعاع.
وتكون أسباب ھذه التأثیرات ما یعرف بالتشتت و الامتصاص.
یحدث التشتت scattering عندما توجد جزئیات كبیرة من الغازات في الغلاف الجوي مما یجعل
الاشعاع الكھرومغناطیسي ینحرف أو یتشتت عن مساره الأصلي. ویعتمد حجم ھذا التشتت علي
عدة عوامل منھا طول موجة الاشعاع ووفرة جزئیات الغازات و المسافة التي یقطعھا الاشعاع
خلال الغلاف الجوي.
یوجد ثلاثة أنواع من التشتت:
- تشتت Rayleigh ویحدث عندما تكون الجزئیات صغیرة جدا بالمقارنة بطول موجة الاشعاع،
مثل جزئیات النتروجین و الاكسجین و ذرات التراب. ویؤثر ھذا النوع من التشتت علي الطاقة
ذات أطوال الموجة القصیرة بدرجة أكبر من تلك ذات أطوال الموجة الكبیرة، وھو نوع التشتت
الأكبر في الطبقات العلیا من الغلاف الجوي. وھذا التشتت ھو السبب في رؤیتنا السماء باللون
الأزرق خلال النھار حیث أن ضوء الشمس عندما یمر بالغلاف الجوي فأن الموجات القصیرة
(الأزرق) من الضوء المرئي ستشتت و تنتشر بدرجة أكبر من الموجات الأطول موجة .
- تشتت Mie ویحدث عندما تكون الجزئیات بنفس حجم طول موجة الاشعاع، مثل جزئیات
التراب و الدخان و بخار الماء. ویؤثر ھذا النوع من التشتت علي الطاقة ذات أطوال الموجة
الطویلة بدرجة أكبر من تلك ذات أطوال الموجة القصیرة، ومن ثم فھو یحدث في الطبقات
السفلي من الغلاف الجوي وخاصة عندما تكون السحب معتمة أو غائمة.
- التشتت غیر الانتقائى nonselective ویحدث عندما تكون الجزئیات أكبر من حجم طول
موجة الاشعاع، مثل جزئیات التراب الكبیرة وقطرات الماء. ویؤثر ھذا النوع من التشتت علي
جمیع أنواع الطاقة لجمیع أطوال الموجات بدرجة متساویة، وھو المسبب لظھور الضباب و
السحب باللون الأبیض لأعیننا حیث أن الألوان الأزرق و الأخضر و الأحمر ستشتت بنفس
الدرجة.
یحدث الامتصاص absorption بصورة مغایرة للتشتت، فالامتصاص یتسبب في أن تقوم
جزئیات الغلاف الجوي بامتصاص الطاقة في أطوال الموجات المختلفة. ویعد الاوزون و ثاني
أكسید الكربون و بخار الماء العوامل الثلاثة المسببة للامتصاص. ان الاوزون یمتص الاشعاع فوق
البنفسجي الضار للإنسان، ولولا وجود ھذه الطبقة في الغلاف الجوي لاحترق جلد الانسان عند
التعرض لأشعة الشمس. أما ثاني أكسید الكربون فیمتص الاشعاع بقوة في نطلق الاشعة تحت
الحمراء البعیدة من مجال الطاقة الكھرومغناطیسیة مما یتسبب في احتفاظ الغلاف الجوي بالحرارة
وھو المؤدي لظاھرة الاحتباس الحراري. أما بخار الماء فیمتص الطاقة في كلا من نطاق الاشعة
تحت الحمراء طویلة الموجة و أیضا الموجات القصیرة أو المیكروویف (بین ٢٢ مایكرومتر و ١
متر). ویختلف وجود بخار الماء في الطبقات السفلي من الغلاف الجوي من مكان لآخر ومن وقت
لآخر طوال العام، فعلي سبیل المثال فأن المناطق الصحراویة بھا القلیل من بخار الماء بینما
المناطق المداریة بھا تركیز أعلي من بخار الماء أي رطوبة عالیة.
قبل أن یصل الاشعاع المستخدم في الاستشعار عن بعد الي سطح الأرض فأنھ یمر بطبقات الغلاف
الجوي، ومن الممكن أن تؤثر الجزئیات و الغازات الموجودة في الغلاف الجوي علي ھذا الاشعاع.
وتكون أسباب ھذه التأثیرات ما یعرف بالتشتت و الامتصاص.
یحدث التشتت scattering عندما توجد جزئیات كبیرة من الغازات في الغلاف الجوي مما یجعل
الاشعاع الكھرومغناطیسي ینحرف أو یتشتت عن مساره الأصلي. ویعتمد حجم ھذا التشتت علي
عدة عوامل منھا طول موجة الاشعاع ووفرة جزئیات الغازات و المسافة التي یقطعھا الاشعاع
خلال الغلاف الجوي.
یوجد ثلاثة أنواع من التشتت:
- تشتت Rayleigh ویحدث عندما تكون الجزئیات صغیرة جدا بالمقارنة بطول موجة الاشعاع،
مثل جزئیات النتروجین و الاكسجین و ذرات التراب. ویؤثر ھذا النوع من التشتت علي الطاقة
ذات أطوال الموجة القصیرة بدرجة أكبر من تلك ذات أطوال الموجة الكبیرة، وھو نوع التشتت
الأكبر في الطبقات العلیا من الغلاف الجوي. وھذا التشتت ھو السبب في رؤیتنا السماء باللون
الأزرق خلال النھار حیث أن ضوء الشمس عندما یمر بالغلاف الجوي فأن الموجات القصیرة
(الأزرق) من الضوء المرئي ستشتت و تنتشر بدرجة أكبر من الموجات الأطول موجة .
- تشتت Mie ویحدث عندما تكون الجزئیات بنفس حجم طول موجة الاشعاع، مثل جزئیات
التراب و الدخان و بخار الماء. ویؤثر ھذا النوع من التشتت علي الطاقة ذات أطوال الموجة
الطویلة بدرجة أكبر من تلك ذات أطوال الموجة القصیرة، ومن ثم فھو یحدث في الطبقات
السفلي من الغلاف الجوي وخاصة عندما تكون السحب معتمة أو غائمة.
- التشتت غیر الانتقائى nonselective ویحدث عندما تكون الجزئیات أكبر من حجم طول
موجة الاشعاع، مثل جزئیات التراب الكبیرة وقطرات الماء. ویؤثر ھذا النوع من التشتت علي
جمیع أنواع الطاقة لجمیع أطوال الموجات بدرجة متساویة، وھو المسبب لظھور الضباب و
السحب باللون الأبیض لأعیننا حیث أن الألوان الأزرق و الأخضر و الأحمر ستشتت بنفس
الدرجة.
یحدث الامتصاص absorption بصورة مغایرة للتشتت، فالامتصاص یتسبب في أن تقوم
جزئیات الغلاف الجوي بامتصاص الطاقة في أطوال الموجات المختلفة. ویعد الاوزون و ثاني
أكسید الكربون و بخار الماء العوامل الثلاثة المسببة للامتصاص. ان الاوزون یمتص الاشعاع فوق
البنفسجي الضار للإنسان، ولولا وجود ھذه الطبقة في الغلاف الجوي لاحترق جلد الانسان عند
التعرض لأشعة الشمس. أما ثاني أكسید الكربون فیمتص الاشعاع بقوة في نطلق الاشعة تحت
الحمراء البعیدة من مجال الطاقة الكھرومغناطیسیة مما یتسبب في احتفاظ الغلاف الجوي بالحرارة
وھو المؤدي لظاھرة الاحتباس الحراري. أما بخار الماء فیمتص الطاقة في كلا من نطاق الاشعة
تحت الحمراء طویلة الموجة و أیضا الموجات القصیرة أو المیكروویف (بین ٢٢ مایكرومتر و ١
متر). ویختلف وجود بخار الماء في الطبقات السفلي من الغلاف الجوي من مكان لآخر ومن وقت
لآخر طوال العام، فعلي سبیل المثال فأن المناطق الصحراویة بھا القلیل من بخار الماء بینما
المناطق المداریة بھا تركیز أعلي من بخار الماء أي رطوبة عالیة.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق