Scattering/Reflectance.
Download
1 / 35

SCATTERING: - PowerPoint PPT Presentation


  • 74 Views
  • Uploaded on

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' SCATTERING: ' - lorie


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Scattering/Reflectance.It is due to the passage of the e.m. wave from a medium to another of different speed of propagation (refractive index).It depends from:- composition (refractive index) of the medium- relative (to the e.m. wavelength) length of the path of the e.m. within the discontinuity: size, shape and orientation of the medium


Scattering
SCATTERING:

How many wavelengths

the wave is spending inside a medium with different propagation characteristics?

Huygens principle


Scattering: a geometric optics representation


Yang et al., “Single-scattering properties of complex ice crystals in terrestrial

Atmosphere”, Contr. Atmos. Phys., 71, 223-248, 1998.


Scattering1
Scattering crystals in terrestrial

Mie scattering & Geometric Optics:

Depends from scattering particle

amount, shape, dimension &

relative orientation particle-wave

Rayleigh scattering:

Depends from scattering particle

amount

Negligible Scattering:

independent from an particle property

&

non spherical particles methods


LIDAR crystals in terrestrial

PREC. RADAR

SURF. RADAR

CLOUD RADAR


Scattering definizioni
SCATTERING: DEFINIZIONI crystals in terrestrial

Scattering Singolo

Variabili ottiche di singola particella (SSOP Single scattering optical properties)

- cross sections

- ssa

- phase function

Variabili ottiche di polidispersione

Variabili ottiche di volume

Variabili macroscopiche di strato

Scattering Multiplo


Proprieta’ fisiche delle singole molecole e Aerosols (composizione)

(p,T)

Proprieta’ ottiche delle singole

molecole e Aerosols (λ,Ω)

Proprieta’ ottiche del volume(λ,Ω)

Proprieta’ ottiche della superficie/boundaries(λ,Ω)

Equazione del trasporto radiativo (λ,Ω)

Soluzione (∫ ∫ …dλdΩ)


Proprieta’ fisiche delle singole molecole e Aerosols (composizione)

Processi radiativi d’interazione

Proprieta’ ottiche delle singole

molecole e Aerosols (λ,Ω)

Calcolo delle proprieta’ ottiche di volume:

Spessore ottico, albedo di singolo scattering, proprieta’ angolari dello scattering (per es: g o matrice di diffusione) o T,R,A

Proprieta’ ottiche del volume(λ,Ω)

Risoluzione numerica dell’eq. Del trasporto radiativo

Equazione del trasporto radiativo (λ,Ω)

Risoluzione numerica di eventuali integrazioni angolari e spettrali

Soluzione (∫ ∫ …dλdΩ)


Scattering numerical representation
Scattering: numerical representation (composizione)

Variabili ottiche di singola particella

  • Cross Sections (Efficiencies)

  • Single scattering albedo: ω

  • Phase function: Scattering Matrix,Tavola P(γ), Coefficienti dei Polinomi di Legendre, Asymmetry factor (g), Approximations (e.g.: HG)


Diffraction limit (composizione)


Scattering polarization
Scattering: Polarization (composizione)




Metodi numerici per il calcolo delle proprieta’ ottiche di singola particella

Rayleigh scattering (particelle relativamente piccole)

Mie scattering (particelle sferiche di dimensioni comparabili con la lunghezza d’onda)

Metodi numerici per particelle non sferiche (particelle non-sferiche di dimensioni comparabili con la lunghezza d’onda)

Ottica geometrica (particelle di forma qualsiasi di dimensioni relativamente grandi)

Casi particolari: pr es: coated spherical particles


Esempi programma di simulazione per scattering Mie singola particellahttp://omlc.ogi.edu/calc/mie_calc.html


Ottica Geometrica singola particella


Discrete dipole approximation
Discrete Dipole Approximation singola particella


Parametri per la descrizione della dipendenza angolare
Parametri per la descrizione della dipendenza angolare singola particella

  • Scattering matrix

  • Phase function

    • Tabelle

    • Coefficienti dei polinomi di Legendre

    • Asymmetry factor – HG approximation



Scattering numerical representation1
Scattering: numerical representation singola particella

Definizione di polidispersione

Variabili di polidispersione -> effective radius

Esempi di forme funzionali di distribuzione dimensionale:

  • Junge (power law) (aerosols)

  • Log-normal (aerosols)

  • Gamma distribution (clouds)

  • Marshall & Palmer (precipitation)


Distribuzione dimensionale singola particella

Una distribuzione dimensionale è definita da:

Esempi di distribuzione dimensionale descritta dalla funzione in basso con 2 valori di a e 3 di b




La radiazione scatterata da un generico volume dipende dalla intensita’ e distribuzione angolare della radiazione incidente sul volume che pero’ dipende, atraverso lo scattering dei volumi vicini a sua volta dalla radiazione scatterata

(p,T)


Scattering multiplo metodi numerici

Ordini di scattering successivi intensita’ e distribuzione angolare della radiazione incidente sul volume che pero’ dipende, atraverso lo scattering dei volumi vicini a sua volta dalla radiazione scatterata

Doubling or Adding

Invariant imbedding

Funzioni X e Y

Discrete – Ordinate

Armoniche sferiche

Sviluppo in eigenfuction

Montecarlo

Soluzioni analitiche

Pseudo-assorbimento

Scattering MULTIPLO: METODI NUMERICI


Accorgimenti numerici delta eddington1
Accorgimenti numerici: delta-Eddington intensita’ e distribuzione angolare della radiazione incidente sul volume che pero’ dipende, atraverso lo scattering dei volumi vicini a sua volta dalla radiazione scatterata


Doubling or adding method
Doubling or adding method intensita’ e distribuzione angolare della radiazione incidente sul volume che pero’ dipende, atraverso lo scattering dei volumi vicini a sua volta dalla radiazione scatterata


Si definisce per la trasmissione diffusa e per la riflessione:

Un prodotto R1R2 implica:


ad