Применение теории Ми для морской воды

Морская вода — разбавленная суспензия, содержащая отдельные частицы различного размера, формы и состава. Для тех обычно небольших объемов, которые исследуются измерителями рассеяния, многократным рассеянием можно пренебречь. Результаты определения индикатрис рассеяния для непоглощающих сферических частиц приведены на рис. 6.5.1^[1].

Обе индикатрисы имеют характерные пики, типичные для монодисперсной взвеси. Пики не будут выражены, если взвесь состоит из частиц разнообразного размера. Отличительной особенностью таких индикатрис служит то, что при увеличении размера частиц усиливается рассеяние вперед, а под углом 90° наблюдается некоторый минимум, свидетельствующий о том, что рассеяние под этим углом меньше, чем рассеяние назад вблизи 180°.

Рис. 6.5.1. Индикатрисы рассеяния, рассчитанные по теории Ми для непоглощающих сферических частиц при л=1,20 (сплошная линия) и при п = 1,15 (пунктирная линия) Теория Ми хорошо подтверждается для тех рассеивающих частиц, геометрическая форма которых достаточно проста, чтобы их можно было рассматривать как сферы. В упоминаемых далее работах приведены некоторые экспериментальные данные, полученные на водных суспензиях.

Рассеяние света в прибрежных водах

На прибрежные воды большое воздействие оказывает сток с суши, часто приносящий с собой огромное количество терригенного материала. Поэтому закономерности рассеяния в прибрежных водах проявляются менее устойчиво, чем в открытом море. При определении общего показателя рассеяния.

большое значение приобретает рассеяние под малыми углами: половина величины общего показателя рассеяния может быть обусловлена рассеянием в конусе, у которого половина угла при вершине равна 9° (табл. 6.6.1).

Таблица 6.6.1

Процентное соотношение показателей рассеяния в данном угловом интервале и общего показателя рассеяния.

В целом из анализа методов измерения рассеяния света под малыми углами становится ясным, что для определения абсолютных значений общего показателя рассеяния все же целесообразнее пользоваться интегральными измерителями.

Избирательность рассеяния света морской водой в зависимости от длины световой волны предопределяется следующими тремя факторами:

• 1) рассеяние самой водой а₀;
• 2) рассеяние мелкими частицами;
• 3) поглощение частицами.

Способность морской воды селективно рассеивать излучение определяется главным образом высокой избирательностью (Л^-4) рассеяния собственно водой и зависит от того, какую долю составляет а₀ в общем рассеянии, а под данным углом. Влияние этого фактора, достаточно существенного при рассеянии назад в чистых водах, практически сходит на нет при рассеянии под малыми углами в естественных морских условиях.

• [1] Ерлов Н. Г. Оптическая океанография.