Рассеяниерадиоволнгидрометеорами

В тропосфере имеет место ослабление энергии радиоволн. Однако практическое значение ослабление приобретает лишь в диапазоне сантиметровых и более коротких воли. Ослабление радиоволн в тропосфере обусловлено двумя причинами – поглощением радиоволн, т. е. превращением электромагнитной энергии в тепловую и рассеянием радиоволн гидрометеорами.

Поглощение радиоволн происходит в газах тропосферы – кислороде и водяном паре, а также в гидрометеорах, какими являются капли воды, туман, частицы льда и другие аэрозоли. Электромагнитные волны рассеиваются как молекулами воздуха (практически неощутимо), так и гидрометеорами. Рассеяние электромагнитной волны происходит в разные стороны и это приводит к ослаблению первичной волны в направлении ее распространения.

Поглощение радиоволн газами тропосферы является избирательным, резонансным и обусловлено молекулярной квантово-механической структурой этих газов.

На рис. 6.10 приведены кривые коэффициента ослабления в воздухе за счет резонансного поглощения радиоволн кислородом и водяным паром, резонансные линии других газов расположены вне диапазона радиоволн. Из графика видно, что поглощение в кислороде на волне λ =0,5 см составляет 14дБ/км, а на волне λ =0,25 см равно3,5 дБ/км. Поглощение в водяном паре максимально при λ =1,35 см и составляет около 0,2 дБ/км.

Рисунок 6.10 – Затухание радиоволн в тропосфере

Рассчитать поглощение энергии радиоволн газами тропосферы можно как сумму парциальных поглощений в кислороде и парах воды.

В целом поглощение радиоволн в тропосфере начинает существенно сказываться на волнах короче 2,5 см, хотя на больших расстояниях в несколько десятков или сотен километров оно становится заметным на более длинных волнах.

Поглощение и рассеяние радиоволн в гидрометеорах зависит от их распределения в тропосфере и интенсивности. Эти монотонные зависимости представлены графически на рисунке6.11.