тема 9

До першого відносять молекулярний, або релеєвський, серпанок, утворений внаслідок розсіювання світлових променів молекулами газів. Такий серпанок називають "голубим".

Серпанок другого роду утворюється внаслідок розсіювання світлових променів аерозолями.

За природою цей серпанок може бути пиловим, димовим, водяним - його називають "сірим".

Такий нейтральний колір викликаний тим, що всі промені, незалежно від довжини хвилі,

розсіюються однаково.

Упершому наближенні вважають, що яскравість повітряного серпанку' пропорційна масі атмосфери. Зенітна відстань Сонця має суттєвий вплив на яскравість серпанку, тому шо наближення Сонця до горизонту' пов'язане з проходженням сонячними променями більшої товщі атмосфери.

Уметеорології ефект серпанку оцінюють за допомогою дальності видноти.

Яскравість серпанку залежить від висоти польоту H, геометричних умов фотографування,

стану атмосфери, відбивної здатності об’єкта. Цю величину не так просто розрахувати - саме через необхідність знати велику кількість характеристик атмосфери та умов спостережень,

Загально яскравість серпанку визначається як функція:

Залежно від висоти фотографування яскравість серпанку приблизно можна розрахувати,

виходячи з формули (7.21): (7.40)

де - βH яскравість серпанку для висоти H; β - яскравість серпанку усієї товщі атмосфери.

Для аерофотографічних розрахунків доцільно знати не саму яскравість серпанку, а

серпанковий коефіцієнт :

(7.41)

де Т - коефіцієнт прозорості конкретного шару атмосфери, B0 - яскравість абсолютно білої матової поверхні.

У деяких випадках визначають відношення яскравості серпанку до мінімальної яскравості:

(7.42)

Серпанковий коефіцієнт залежить від оптичної товщі атмосфери.

Такі оптичні явища, як поглинання світла і серпанок впливають на якість фотографічного зображення цілком по-різному.

Поглинання світла атмосферою змінює загальну прозорість, але не змінює контрасту та інтервалу яскравостей. Контраст залежно від прозорості атмосфери, яка відповідає висоті Н,

враховуючи (7.13), можна обчислити за формулою:

(7.43)

Наявність серпанку змінює співвідношення (7.43) таким чином, що до найбільшої і найменшої яскравостей додається яскравість серпанку:

(7.44)

Очевидно, що U` U, тобто серпанок знижує контраст.

Якщо розділити чисельник і знаменник на BminT, то, з урахуванням (7.42), отримаємо:

(7.45)

Відношення U/U`= характеризує ступінь зниження контрасту під впливом серпанку. Зі збільшенням знижується контраст оптичного зображення U`. Зміни U` для різних U і

показано в таблиці 7.5, взятій з [24].

За великого серпанку контраст та інтервал яскравостей оптичного зображення можуть змінитися так, що об'єкт неможливо буде розпізнати. Практично деталі перестають розпізнаватися, якщо U` < 1,01.

Таблиця 7.5.

Зміни контрасту під впливом серпанку

Для того щоб забезпечити передавання деталей за наявності серпанку, переходять до фотографування в довгохвильовій зоні спектра. Застосування світлофільтрів, які відтинають розсіювальні промені, спричиняє значне зменшення величини оптичної товщі атмосфери .

Через те для боротьби з повітряним серпанком фотографування проводять у довгохвильовій зоні спектра. При ньому слід також враховувати спектральну характеристику деталей ландшафту, які мають більшу відбивну здатність у короткохвильовій зоні спектра.

Криві залежності зміни оптичної товщі атмосфери від висоти фотографування для різних монохроматичних променів показано на рис. 7.13.

Рис. 7.13. Зміна оптичної товщі атмосфери від висоти фотографування.

Суттєво на величину , а тим самим і впливає висота Сонця, що пов'язано зі зміною довжини променів в атмосфері (рис. 7.14).

У таблиці 7.6 наведено значення коефіцієнтів серпанку залежно від оптичної товщі атмосфери і висоти Сонця.

Зі збільшенням довжини хвилі прозорість атмосфери збільшується, а оптична товща відповідно зменшується. Водяна пара, що міститься в атмосфері, має здатність вибірково поглинати промені в деяких смугах інфрачервоної зони. Ці смуги невигідно використовувати під час аерофотографування.

Прозорість атмосфери залежить і від кількості забруднень. У літні місяці вона суттєво знижується, особливо для короткохвильової зони спектра. Восени вона різко підвищується,

досягає максимуму в зимовий період і знову знижується навесні.

Рис. 7.14. Залежність коефіцієнта серпанку від висоти Сонця.

Сучасні системи комп’ютерного опрацювання зображень дають можливість суттєво зменшувати вплив атмосфери на космічні зображення.