8. Ослабление оптического излучения в атмосфере
    Наличие атмосферы между наблюдаемым объектом и ОЭС обычно является причиной основных помех. Энергия излучения от объекта ослабляется при прохождении сквозь атмосферу, трансформируется её спектральный состав Кроме того, градиенты температуры в атмосфере вызывает турбулентность, связанную с неоднородностью показателя преломления воздуха, что обуславливает флуктуации амплитуды, фазы и угла падения излучения на входной зрачок прибора и, как следствие, ухудшение качества сигнала изображения.
    Ослабление излучения зависит от следующих явлений: * молекулярного поглощения газами, входящими в состав атмосферы, * ослабления за счет поглощения и рассеяния излучения атмосферным аэрозолем - твердыми и жидкими частицами вещества, взвешенными в воздухе и образующими дымки, туманы, дым и облака. * молекулярного рассеяния, * ослабления за счет флуктуаций на входном зрачке.
    8.1. Молекулярное поглощение излучения
    
    Уже продолжительное время - по крайней мере с 50-х годов молекулярное поглощение (МП) в атмосфере является предметом теоретических и экспериментальных исследований, и составляет важнейшую часть относительно молодого направления в науке - прикладной атмосферной оптики. Подобный интерес определен не только проблематикой создания и эксплуатации ОЭС, но и многими другими геофизическими задачами, включая экологию, прогноз погоды и климатических изменений.
    Методы и исследования МП - * лабораторные и натурные исследования функций спектрального молекулярного пропускания, спектроскопических характеристик оптически активных газов, разработка теоретических и эмпирических методик расчета, статистически обеспеченных как и в задаче о свойствах фонов: * получение статистических данных о вариациях концентрации поглощающих газов и ряда определяющих параметров (температура, давление).
    Картины структуры спектра молекулярного поглощения излучения в УФ, видимом ИК диапазоне волн иллюстрируют рис.20,21. На рисунках приведено положение основных полос поглощения основных атмосферных газов.
    Рис. 20 Общая картина спектра поглощения оптического излучения атмосферными газами с обозначением центров полос (представлена по измерениям солнечного излучения)
    Рис. 21. Экспериментальный спектр прозрачности /7/ слоя атмосферы
    0,3 км над уровнем моря (толщина осажденного слоя воды температура воздуха +26?С Продолжение рис.21 (фрагменты г,д,е) продолжение рис.21 (фрагменты ж,з,и) 8.2. Методы расчета МП.
    В настоящее время в практике используют три метода расчета молекулярного поглощения или как удобнее - молекулярного пропускания ??
    
    (6 ) /Здесь I0 - амплитуда сигнала на уровне источника излучения,
    IL - амплитуда сигнала на входном зрачке ОЭC, удаленном на расстояние L от источника/: * теоретический /"линия за линией"/, когда интегрируется функция ?(?) с учетом каждой из сотен линий поглощения в пределах интервала ??; * полуэмпирический; * эмпирический.
    Теоретический метод в последние годы все шире используется в зарубежной практике и предполагает знание положения каждой линии поглощения каждого из атмосферных газов, а также форму и интенсивность этих линий.
    Расчёты ?? осуществляются с разрешением по спектру длин волн для интервалов??=20 см-1 относительно мощными ЭВМ, в памяти которых содержится база спектроскопической информации. ............