Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

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

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "1 Atmosferdeki Taneciklerin Kısa Dalga Boylu Işıma ile Etkileşimleri Saçılma ve Soğrulma ÇMB 541."— Sunum transkripti:

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

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

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

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

5 5 Güneş Işık Saçılması: Gelen ışının aynı dalga boyunda (  ) ama farklı şiddet ve yönlerde yeniden ışıması Güneş Soğrulma saçılma      Işık soğrulması: Gelen ışığın tanecik tarafından tutulan bir kısmının ısı enerjisine dönüştürülmesi. f(  light, Tanecik çapı (D p ), ve taneciğin kırılma indeksi (R p ’)

6 6 •Saçılma ve soğrulmanın bileşik etkisiyle olan Işık tutulmasına söndürme denir. IoIo Gelen Işık Şiddeti Çıkan Işık Şiddeti Saçılma + Soğrulma I (W/m 2 )

7 7 x=x0 dx dI L I(x=x 0 )=I 0 I(x=x) = I x=x I: Işık şiddeti (W/m 2 ) dx=: Yer değiştirme [L] s ext : Söndürme katsayısı (L -1 ]= Işık şiddetindeki birim yol başına olan kaybın oranı Beer- Lambert Kanunu

8 8 ln(a) = b a = e b = exp(a)

9 9 Tükenme Katsayısının Yorumlanması •Tazmanya’da Cape Grim’de tükenme katsayısı 7x10 -6 m -1. “Her 1 metre hava boyunca ışık şiddetinde % 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 10  ext ve yol uzunluğunun çarpımına (  ext *L) ise optik derinlik denir.  ext gazlar ve tanecikler tarafından soğurulan ve saçılan ışık miktarıyla orantılıdır ve aşağıdaki eşitlikle tanımlanır.

11 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 (NO 2 )

12 12 Taneciklerce Saçılma Katsayısı (  sp ) Çap ve L Büyüklüğü KategoriÇap* Dp <<  Rayleigh Dp <0.3  m Dp ≈  Mie Dp >>  Klasik optik Dp > 10  m *görülebilir ışık dalga boyu için

13 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 14  =0.53  m’deki Kırılma İndeksleri TürKırılma İndeksiYoğunluk(g/cm 3 ) Vakum1.0 Su buharı x10 -5 Su Amonyum Sülfat Sodyum Klorür İs i2.0 Buz (-30 0 C) Cam

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

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

17 17  ap ve  sp K sp ve K ap =tanecik için ışık saçılma verimi faktörü n(d p )= sayı boyut dağılım fonksiyonu [tanecik sayısı/L/L 3 ] dd p = birim tanecik boyut aralığı [L]  = K ap + K sp

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

19 19 K sp ve K ap K’nın büyüklüğü optik boyut parametresine (  ) ve kırılma indeksine bağlıdır. (Rp’)

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

21 21 Gazlar Tarafından Saçılma,  sp Gaz için ışık saçılma katsayısı ve dalga boyuna bağlı oluşu aşağıdaki şekilde tanımlanabilir : x m3 (0C,1atm) Kırılma indeksi (hava için ) Hava için anizotropi sabiti = Saçılan ışığın dalga boyu (m)

22 22 Gazlar Tarafından Soğrulma  ag Görülebilir ışığın atmosferdeki soğrulması ağırlıklı olarak NO 2 ile olur. Ancak toplam görüntü bozukluğuna katkısı genellikle oldukça küçüktür. NO 2 için Işık soğurma katsayısı (  ag-NO2 ) aşağıdaki şekilde hesaplanır. NO 2 için verilen ışık soğurma verimi. 2.92x10 -4 m -1 ppmv -1 NO 2 ’nin konsantrasyonu (ppmv)

23 23 Sıcaklık ve Basınca Göre Değişim T Kelvin birimiyle sıcaklık

24 24 Tanecik ve Gazlar Görüş Netliğini Nasıl Etkilerler? soğrulan

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

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

27 27 Light Scattering Visual Range İlgili Web Sayfaları


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

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları