3. Взаємодія електромагнітного випромінювання з різними речовинами і середовищами на поверхні Землі.

Випромінювання, що йде від Сонця або штучного джерела у вигляді пучків або проміння електромагнітних хвиль (потоку енергії), вступає у взаємодію з речовиною або середовищем на поверхні Землі. Одна частина цього падаючого потоку енергії відповідно до властивостей поверхні речовини або середовища або направлений відображається, або розсівається. Інша частина випромінювання проникає всередину середовища і в ній заломлюється або відображається на граничних поверхнях, тобто на поверхнях розділу речовин, створюючих середовище. В тій чи іншій мірі електромагнітні хвилі взаємодіють з носіями зарядів в речовині (атомами або молекулами) і поглинаються ними (абсорбція).

Відповідно до закону збереження енергії загальна потужність відображеного, поглиненого, розсіяного і пропущеного потоків випромінювання повинна бути рівний потужності направленого на поверхню середовища загального потоку електромагнітних хвиль (сумарного потоку).

Віддзеркаленням називають повернення електромагнітного випромінювання від поверхні середовища без зміни частоти монохроматичних хвиль. Розрізняють направлене (дзеркальне) і дифузне (розсіяне) віддзеркалення.

Направлене віддзеркалення - це віддзеркалення без розсіяння, наприклад віддзеркалення променя світла від дзеркала. При повному дифузному (розсіяним) віддзеркаленні потужність або інтенсивність потоку відображеного випромінювання однакова на всіх напрямках. В природі звичайно розсіяне і дзеркальне віддзеркалення відбуваються одночасно. Таке віддзеркалення прийнято називати змішаним або комбінованим.

Коефіцієнт віддзеркалення, або відбивна здатність, визначається кількісним співвідношенням між відображеним і падаючим потоками електромагнітних хвиль. При комбінованому віддзеркаленні сумарний потік визначається як сума величин дзеркального і дифузного потоків відображеної енергії.

Більшість природних поверхонь не дає повного дифузного віддзеркалення. Потік відображеної від них енергії має, як правило, велику або меншу дзеркальну компоненту.

В метеорології віддзеркалення прийнято виміряти величиною альбедо, тобто віддзеркаленням вирівняних горизонтальних майданчиків, освітлених природним світлом. Інакше кажучи, альбедо - це відношення відображеного від поверхні потоку енергії до падаючому на неї потоку.

Розсіяння - це ослаблення направленого потоку випромінювання унаслідок відхилення напряму його падіння, але без поглинання енергії падаючого випромінювання або переходу світлового потоку в інші форми енергії.

Коефіцієнтом поглинання, або абсорбція, називають відношення величини поглиненого потоку енергії до величини падаючого потоку.

Емісія виникає унаслідок поглинання речовиною падаючого потоку енергії. Нагріте в результаті цього тіло випромінює вторинне тепло, тобто володіє тепловим випромінюванням.

Для правильного використовування можливостей вибраного діапазону електромагнітного випромінювання при дистанційному зондуванні місцевості важливо враховувати те, що вигляд і інтенсивність взаємодії між потоком сонячної радіації (або штучного випромінювання) і середовищем, на яке він падає, залежать від довжини хвилі випромінювання і речовини середовища. Спектр випромінювання і атомний і молекулярний склад речовини на поверхні Землі визначають діапазони, в яких електромагнітні хвилі відображатимуться, розсіватимуться або поглинатимуться речовиною на поверхні Землі, а також здатність тіла випромінювати вторинне тепло.

Тема: МЕТОДИ ДИСТАНЦІЙНОГО ЗОНДУВАННЯ