DINAMICA ATMOSFEREI - Facultatea de Fizică din Bucureşti
DINAMICA ATMOSFEREI - Facultatea de Fizică din Bucureşti
DINAMICA ATMOSFEREI - Facultatea de Fizică din Bucureşti
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Intensitatea energiei solare înregistrează în timp variaţii nesemnificative, cu excepţia<br />
erupţiilor cromosferice. Pe fotosferă se observă pete solare, izolate sau grupate, cauzate <strong>de</strong><br />
mişcările sub formă <strong>de</strong> vârtej ale masi gazoase solare. Numărul petelor este variabil, prezentând<br />
periodic maxime şi minime la intervale <strong>de</strong> aproximativ 11 ani. În timpul maximelor se intensifică<br />
protuberanţele cromosferice şi concomitent se intensifică radiaţia ultra violetă şi corpusculară. La<br />
suprafaţa terestră aceasta <strong>de</strong>clanşează furtuni magnetice care provoacă perturbaţii în<br />
telecomunicaţii.<br />
3.1.2. Conceptele <strong>de</strong> bază şi principalele legi ale radiaţiei<br />
Cea mai mare parte <strong>din</strong> radiaţia luminoasă pe care o percepe ochiul nu vine direct <strong>de</strong> la<br />
sursă, ci indirect prin procesul <strong>de</strong> împrăştiere a radiaţiei. Suprafeţele <strong>de</strong> uscat şi apă şi obiectele<br />
înconjurătoare sunt vizibile datorită radiaţiei luminoase pe care ele o împrăştie. În afară <strong>de</strong> cazul<br />
când se priveşte o sursă ca soarele, o flamă sau un filament incan<strong>de</strong>scent, lumina se percepe ca un<br />
rezultat al procesului <strong>de</strong> împrăştiere.<br />
În atmosferă, sunt nenumărate exemple <strong>de</strong> împrăştiere generată <strong>de</strong> molecule, aerosol şi<br />
norii care conţin picături <strong>de</strong> apă şi cristale <strong>de</strong> gheaţă. Cerul albastru, norii albi şi curcubeul sau<br />
haloul, sunt doar câteva fenomene optice datorate împrăştierii luminii.<br />
Împrăştierea este un proces fizic fundamental datorat interacţiunii radiaţiei luminoase cu<br />
materia. Ea apare pentru toate lungimile <strong>de</strong> undă <strong>din</strong> spectrul electromagnetic şi trebuie înţeleasă ca<br />
procesul <strong>de</strong> <strong>de</strong>viere a fotonilor <strong>din</strong> fasciculul inci<strong>de</strong>nt prin împrăştiere în toate direcţiile, proces care<br />
duce la scă<strong>de</strong>rea intensităţii fasciculului inci<strong>de</strong>nt. Împrăştierea reprezintă aşadar, procesul fizic prin<br />
care o particulă absoarbe în mod continuu energia un<strong>de</strong>i electromagnetice inci<strong>de</strong>nte pe o direcţie<br />
dată şi o retransmite în toate direcţiile. De aceea, particula poate fi consi<strong>de</strong>rată ca o sursă<br />
punctiformă <strong>de</strong> împrăştiere a energiei. În atmosferă, particulele responsabile <strong>de</strong> împrăştiere acoperă<br />
un domeniu dimensional larg, <strong>de</strong> la moleculele <strong>de</strong> gaz (≈ 10 –8 cm) la picăturile mari <strong>de</strong> ploaie şi<br />
grin<strong>din</strong>ă (≈ 1 cm). Intensitatea relativă a împrăştierii <strong>de</strong>pin<strong>de</strong> puternic <strong>de</strong> raportul <strong>din</strong>tre raza<br />
particulei şi lungimea <strong>de</strong> undă a un<strong>de</strong>i inci<strong>de</strong>nte. Dacă mediul este izotrop, atunci împrăştierea va fi<br />
simetrică în raport cu direcţia un<strong>de</strong>i inci<strong>de</strong>nte.<br />
O particulă mică, anizotropă, tin<strong>de</strong> să împrăştie lumina în mod egal pe direcţiile înainte şi<br />
înapoi. Când particula <strong>de</strong>vine mai mare, energia împrăştiată este concentrată mai mult în direcţiile<br />
înainte cu o complexitate mai mare cum se ve<strong>de</strong> <strong>din</strong> fig. 3.3, un<strong>de</strong> este ilustrată împrăştierea pe<br />
trei particule <strong>de</strong> dimen şi uni diferite.<br />
Distribuţia energiei împrăştiate pe particule sferice şi cu o anumită simetrie poate fi în mod<br />
cantitativ <strong>de</strong>terminată cu ajutorul teoriei electromagnetice.<br />
Când particulele au dimensiuni mult mai mici <strong>de</strong>cât lungimea <strong>de</strong> undă a un<strong>de</strong>i inci<strong>de</strong>nte,<br />
împrăştierea se numeşte împrăştiere Rayleigh. Această împrăştiere explică culoarea albastră a<br />
cerului şi fenomenele <strong>de</strong> polarizare a luminii.<br />
Pentru particulele ale căror dimen şi uni sunt comparabile sau mai mari <strong>de</strong>cât lungimea <strong>de</strong><br />
undă, împrăştierea este numită împrăştiere Mie.