1 / 27

Atmosferdeki Taneciklerin Kısa Dalga Boylu Işıma ile Etkileşimleri Saçılma ve Soğrulma

Atmosferdeki Taneciklerin Kısa Dalga Boylu Işıma ile Etkileşimleri Saçılma ve Soğrulma. ÇMB 541. Plan. Işığın soğrulması ve saçılması Söndürme Katsayısı Görüş Mesafesi. Amaçlar. Saçılma ve soğrulma katsayılarını hesaplamayı öğrenme Görüş mesafesinin nicelendirilmesini öğrenme.

anka
Download Presentation

Atmosferdeki Taneciklerin Kısa Dalga Boylu Işıma ile Etkileşimleri Saçılma ve Soğrulma

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. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Atmosferdeki Taneciklerin Kısa Dalga Boylu Işıma ile Etkileşimleri Saçılma ve Soğrulma ÇMB 541

  2. Plan • Işığın soğrulması ve saçılması • Söndürme Katsayısı • Görüş Mesafesi

  3. Amaçlar • Saçılma ve soğrulma katsayılarını hesaplamayı öğrenme • Görüş mesafesinin nicelendirilmesini öğrenme

  4. Asılı Tanecikler ve Hava Kalitesi Ilinois, Toz fırtınası Şehir Merkezi, Los Angeles

  5. Güneş Güneş saçılma lo lo Soğrulma lo Sli Işık Saçılması: Gelen ışının aynı dalga boyunda (l) ama farklı şiddet ve yönlerde yeniden ışıması Işık soğrulması: Gelen ışığın tanecik tarafından tutulan bir kısmının ısı enerjisine dönüştürülmesi. f(llight, Tanecik çapı (Dp), ve taneciğin kırılma indeksi (Rp’)

  6. Saçılma ve soğrulmanın bileşik etkisiyle olan Işık tutulmasına söndürme denir. Saçılma + Soğrulma Çıkan Işık Şiddeti Gelen Işık Şiddeti Io I (W/m2) (W/m2)

  7. Beer- Lambert Kanunu I(x=x0)=I0 dI I(x=x) = I dx x=x0 x=x L I: Işık şiddeti (W/m2) dx=: Yer değiştirme [L] sext: Söndürme katsayısı (L-1]= Işık şiddetindeki birim yol başına olan kaybın oranı

  8. ln(a) = b a = eb = exp(a)

  9. Tükenme Katsayısının Yorumlanması • Tazmanya’da Cape Grim’de tükenme katsayısı 7x10-6 m-1. “Her 1 metre hava boyunca ışık şiddetinde 0.0007% azalma olur.” • Nisan 2001’de Çin’in doğu kıyısında tükenme katsayısı 3x10-4’dü. ”Her 1 metre hava boyunca ışık şiddetinde 0.03% azalma olur.”

  10. sext ve yol uzunluğunun çarpımına (sext*L) ise optik derinlik denir. • sext gazlar ve tanecikler tarafından soğurulan ve saçılan ışık miktarıyla orantılıdır ve aşağıdaki eşitlikle tanımlanır.

  11. Tanecik maddeden kaynaklanan ışık saçılma katsayısı Gazlardan kaynaklanan ışık saçılma katsayısı (tüm gazlar) Tanecik maddeden kaynaklanan ışık soğrulma katsayısı (İs, organikler) Gazlardan kaynaklanan ışık soğrulma katsayısı (NO2)

  12. Taneciklerce Saçılma Katsayısı (ssp) *görülebilir ışık dalga boyu için

  13. Taneciklerce Saçılma ve Soğrulma • Taneciklerin ışıma ile olan etkileşimi taneciğin boyutuna, şekline ve kırılma indeksini belirleyecek olan kimyasal içeriğine bağlıdır. • Kırılma indeksi: Vakumdaki ışık hızının maddenin içindeki ışık hızına oranı olarak tanımlanır. Kompleks sayının zahiri kısmı 0 olmayanlar soğurma yapabilir.

  14. l=0.53mm’deki Kırılma İndeksleri

  15. Tanecik Maddeden Kaynaklanan Işık Soğrulması ve Saçılması, sp Kentsel alanlarda, ışımanın tutulması daha çok taneciklerce ışığın soğrulması ve saçılmasıyla gerçekleşir. Atmosferdeki taneciklerden kaynaklanan tükenme katsayısı (sp) gelen görülebilir ışık boyları ve yaklaşık o çaptaki partiküller söz konusu olduğundan Mie teorisiyle tanımlanır. Taneciğin kesit alanı Birim gaz hacmi

  16. Taneciklerce Söndürme, sp Tanecik madde için ışık tutma katsayısı, ışık soğrulması veya saçılması olarak gösterilebilir. Tek bir tanecik madde için ışık saçma verimi (Ksp)veya soğurma (Kap) verimi faktörü (-) = f(x,m) x:boyut parametresi = πDp/l dDp boyut aralığında taneciklerin sayısal konsantrasyonu. dN(dp)

  17. sap ve ssp K = Kap + Ksp Kspve Kap =tanecik içinışık saçılma verimi faktörü n(dp)= sayı boyut dağılım fonksiyonu [tanecik sayısı/L/L3] ddp = birim tanecik boyut aralığı [L]

  18. Eap ve Esp sext tanecik sayı dağılımı yerine bazen tanecik kütle dağılımı ile ifade etmek daha yararlı olabilir. Kütlesel Soğrulma ve saçılma Verimleri (Esp ve Eap) Birim: m2/g

  19. Kspve Kap K’nın büyüklüğü optik boyut parametresine (c) ve kırılma indeksine bağlıdır. (Rp’)

  20. Saçılma Verimi , Ksp K değerleri grafiksel veya analitik olarak belirlenebilir. K nın çap, kırılma indeksi ve dalga boyuna bağlı olarak nasıl değiştiği aşağıdaki grafikte görülebilir.

  21. Gazlar Tarafından Saçılma, ssp Gaz için ışık saçılma katsayısı ve dalga boyuna bağlı oluşu aşağıdaki şekilde tanımlanabilir: 3.077 x 10-24 m3 (0C,1atm) Kırılma indeksi (hava için 1.000294) Hava için anizotropi sabiti = 0.035 Saçılan ışığın dalga boyu (m)

  22. Gazlar Tarafından Soğrulmasag Görülebilir ışığın atmosferdeki soğrulması ağırlıklı olarak NO2 ile olur. Ancak toplam görüntü bozukluğuna katkısı genellikle oldukça küçüktür. NO2 için Işık soğurma katsayısı (sag-NO2) aşağıdaki şekilde hesaplanır. NO2 için verilen ışık soğurma verimi. 2.92x10-4 m-1ppmv-1 NO2’nin konsantrasyonu (ppmv)

  23. Sıcaklık ve Basınca Göre Değişim T Kelvin birimiyle sıcaklık

  24. Tanecik ve Gazlar Görüş Netliğini Nasıl Etkilerler? soğrulan

  25. Tüketme Katsayısı ve Görülebilirlik Görüş netliği görüş mesafesi ile nicelendirilebilir. Görüş Mesafesi: Büyük siyah bir cismin gözden kaybolduğu mesafe Ortalama bir insan beyaz bir arka plana karşı 0.02’lik ve daha büyük netlik oranını algılayabilir. Lv = Görüş mesafesi [L] sext = Tükenme katsayısı [L-1]

  26. Tutulma Katsayısı ve Kimyasal İçerik Işık tutulmasının hangi türlerden ne derecede olduğuna dair grafik.

  27. İlgili Web Sayfaları Light Scattering http://www.lightscattering.de/MieCalc/eindex.html Visual Range http://vista.cira.colostate.edu/improve/

More Related