Понятие альбедо. 
Океанология. 
Оптика океана

При рассмотрении явлений, связанных с отражением излучения от поверхности, употребляются следующие термины и обозначения:

• • E_ad — облученность сверху в воздухе;
• • Е_аи — облученность снизу в воздухе;
• • E_wd — облученность сверху в воде;
• • E_wu — облученность снизу в воде.

Поскольку свет отражается от морской поверхности как сверху, так и снизу, различают два вида коэффициентов отражения: р_а — коэффициент отражения в воздухе и p_lv — коэффициент отражения в воде.

Альбедо, А морской поверхности определяется как отношение отраженной морем энергии к падающей на него сверху:

Из приведенных выше определений вытекают следующие тождества:

Некоторые недоразумения при исследовании процесса отражения происходили из-за того, что не делалось различия между отражением (от поверхности) в строгом смысле, т. е. р_а и альбедо, представляющим собой сумму р_а и той доли излучения, которую море возвращает в воздух. Также необходимо учитывать и величину p_w.

Описание взволнованной поверхности моря функцией распределения микроплощадок

Когда море взволновано, разные лучи Солнца падают на участки водной поверхности, ориентированные в пространстве под разными углами. Поэтому общая отражательная способность и угловое распределение отраженного и преломленного излучения зависят от характера неровностей границы «воздух — вода».

Еще в 1729 г. П. Бугер выдвинул идею, согласно которой шероховатую поверхность можно представить в виде множества плоских площадок, обращенных в различные стороны¹. Каждая такая площадка отражает и преломляет свет по законам геометрической оптики. Главное условие применимости законов геометрической оптики сводится к малости длины световой волны по сравнению с размерами препятствий на пути ее распространения^{1 2}. Вся поверхность характеризуется некоторой функцией, дающей зависимость суммарной площади элементарных зеркальных граней от направления их нормали.

Степень применимости представлений П. Бугера определяется характером поверхностного слоя, соотношением размеров неровностей и длин волн света, условиями освещения и наблюдения, учетом эффектов экранирования одних участков поверхности другими и многократного отражения от элементов поверхности.

Закон распределения микроплощадок выражается функцией распределения /(5, в), где 5 — угол между нормалью к микроплощадке и нормалью к макроповерхности, е — азимутальный угол проекции микронормали на плоскость макроповерхности.

Пусть, а — площадь макроповерхности. Тогда общая площадь микроплощадок, нормали к которым лежат в телесном угле dto около направления 5, е, будет.

Это выражение принято рассматривать как определение функции распределения /(8,в).

Вопросам экспериментального изучения поверхности моря посвящен ряд работ. В работах К. Кокса и В. Мунка^[1] проводились исследования в Тихом океане в районе Гавайских островов.

Функция распределения микроплощадок водной поверхности по углам в относительных единицах имела следующий вид:

Муллама Ю. А. Влияние взволнованной поверхности моря на видимость подводных объектов // Изв. АН СССР. ФАО. 1972. Т. 11. № 2.

Горячев Б. В., Могилъницкий С. Б. Общая физика. Оптика. Практические занятия: учеб, пособие для прикладного бакалавриата / Б. В. Горячев,.

2017.

sin (s-e₉) tg5 cos (s-E₉)tg8.

где c, =-^[2]—-; r =——-; о и 8 — соответственно радиаль;

Ojc <5 у

ный и азимутальный углы нормали микроплощадки; е_в — азимут ветра, $ — скорость ветра (м/с), а² = 0,003 + 1,92 • 10^_38, а² =3,16 • 10^_30, с₂₁ =0,01−0,869, с₀₃ =0,04−0,033о, с₄₀=0,4, с₂₂=0,12, с₀₄ = 0,23 — постоянные.

С увеличением скорости ветра поверхность становится более шероховатой, то есть увеличивается доля микроплощадок, ориентированных под большими углами 5.

Поскольку в морской практике силу ветра характеризуют в баллах, в табл. 7.4.1 приведена взаимосвязь между баллами и скоростью ветра.

Таблица 7.4.1

Взаимосвязь между баллами и скоростью ветра.

• [1] Иванов А. П. Физические основы гидрооптики, Минск: Наука и техника, 1975.
• [2] Абросимов Д., Зеленогорский В., Крюков М. Численное моделирование изображения водной поверхности // тр. 9-й Междунар. конф. по компьютерной графикеи машинному зрению (GRAPHICON-99). М.: МГУ, 1999. С. 255—260.