Light Scattering Reviews 5: Single Light Scattering and Radiative Transfer

جلد پنجم مرورهای پراکندگی نور به دانش مدرن و نقاط عطف در تکنیک‌های تجربی و نظری مربوط به انتقال تابشی و اپتیک اجسام بسیار بازتابنده مانند برف و یخ اختصاص دارد. دوازده متخصص برجسته جهان در زمینه های مربوطه کمک های مهمی به این موضوع جذاب دارند.

فصل اول دارای سه بخش است: در بخش اول، خواص نوری اصلی ذرات بزرگ مانند بلورهای یخ در برف و ابرها ارائه شده است. بخش دوم نتایج اخیر در درک پلاریزاسیون نور و روشنایی نزدیک به مخالف را ارائه می دهد، که برای مشاهده اجرام منظومه خورشیدی بدون جو مهم است. این فصل با خلاصه‌ای از مطالعات قبلی بر اساس روش‌های تقریبی و دقیق شبیه‌سازی عددی پراکندگی نور برای دانه‌های فراکتالی، مانند ذرات دوده، به پایان می‌رسد.

فصل دوم کتاب نتایج اخیر در حوزه وسیع انتقال تشعشع را تشریح می کند. در سه بخش اول، چندین کد انتقال تابشی ارائه شده و به تفصیل توضیح داده شده است: DISORT، الگوریتم گسسته-اوردینات همه منظوره برای انتقال تابشی. SHARM، انتقال تابشی سریع و دقیق با جذب گازی جوی و سطوح ناهمسانگرد متغیر فضایی. و SCIATRAN، یک ابزار جدید برای مطالعه انتقال تابش قطبی شده در جو زمینی - سیستم سطح زیرین. بخش 4 خواص نوری کاغذ را در چارچوب تئوری انتقال تابشی بررسی می کند، در حالی که بخش پنجم به بررسی مبانی نظری مسائل معکوس انتقال تابشی می پردازد. بخش 6 بر خطی‌سازی انتقال تشعشعات جوی در هندسه کروی تمرکز دارد که برای کاربردهای سنجش از دور ماهواره‌ای، مانند مشاهدات حالت اندام جو از فضا، مهم است. فصل با مدل‌سازی انتقال تابشی اثر حلقه، که در آن مشاهده می‌شود، مشاهده می‌شود که در آن طیف خورشیدی خطوط به اصطلاح فراونهوفر با شدت کم را نشان می‌دهد که ناشی از پراکندگی رامان چرخشی توسط مولکول‌های نیتروژن و اکسیژن در جو زمین است. نتایج نظری بنیادی حاصل از مطالعات اثر حلقه در این جلد گزارش شده است.

فصل 3 در دو بخش خصوصیات نوری برف و یخ را شرح می‌دهد که به ویژه به مطالعات مربوط به تغییرات آب و هوایی بخش 1 اپتیک پراکندگی پیچیده پوشش برف طبیعی را در نظر می گیرد، در حالی که قسمت 2 تکنیک های نظری و رصدی جدیدی را برای تخمین پراکندگی نور در یخ های دریای قطب شمال توصیف می کند.

به طور خلاصه، این کتاب افزودنی ارزشمند به کتابخانه هر دانشمندی خواهد بود که با مشکلات پراکندگی نور و انتقال تشعشع سروکار دارد.

The 5th volume of LIGHT SCATTERING REVIEWS is devoted to modern knowledge and milestones in both experimental and theoretical techniques related to radiative transfer and optics of such highly reflective objects as snow and ice. Twelve leading world experts in their respective fields provide important contributions to this fascinating subject.

The first chapter has three parts: In the first, the main optical properties of large particles such ice crystals in snow and clouds are presented. The second part gives recent results in the understanding of light polarization and brightness near opposition, which is important for the observation of atmosphereless solar-system objects. The chapter ends with a summary of previous studies based on both approximate and rigorous methods of numerical light scattering simulations for fractal aggregates, such as soot particles.

The second chapter of the book describes recent results in the broad area of radiative transfer. In the first three parts, several radiative transfer codes are presented and explained in detail: DISORT, the general-purpose discrete-ordinate algorithm for radiative transfer; SHARM, fast and accurate radiative transfer with atmospheric gaseous absorption and spatially variable anisotropic surfaces; and SCIATRAN, a new tool to study the polarized radiative transfer in the terrestrial atmosphere – underlying surface system. Part 4 studies optical properties of paper in the framework of radiative transfer theory, while the fifth part reviews the theoretical foundations of the inverse problems of radiative transfer. Part 6 concentrates on the linearization of atmospheric radiative transfer in spherical geometry, which is important for satellite remote sensing applications, such as limb mode observations of the atmosphere from space. The chapter ends with the radiative transfer modeling of the Ring effect, which is observed where the solar spectrum shows the so-called Fraunhofer lines of low intensity, caused by rotational Raman scattering by nitrogen and oxygen molecules in the Earth's atmosphere. Fundamental theoretical results from studies of the Ring effect are reported in this volume.

Chapter 3 describes in two parts the optical properties of snow and ice, which are particularly relevant to studies of climate change. Part 1 considers the complex scattering optics of natural snow cover, while Part 2 describes novel theoretical and observational techniques for estimating light scattering in Arctic sea ice.

Summing up, this book will be a valuable addition to the library of any scientist dealing with light scattering and radiative transfer problems.