Elektronický meteorologický slovník

elektromagnetické vlnění (záření) je v atmosféře rozptylováno jak molekulami vzduchu (molekulární rozptyl), tak aerosolovými částicemi (vodními kapičkami, ledovými krystalky, prachovými částicemi atd.). Nejrozšířenější teorií tohoto rozptylu je Mieova teorie (G. Mie, 1908), řešící problém rozptylu na částicích sférického tvaru. Nejjednodušším případem Mieovy teorie je Rayleighův rozptyl, vyžadující, aby:
a) 2πr / λ << 1, kde r je poloměr rozptylujících částic a λ vlnová délka rozptylovaného záření;
b) rozptylující částice byly el. nevodivé.
Při Rayleighově rozptylu je množství rozptýleného elmag. záření přímo úměrné převrácené hodnotě čtvrté mocniny vlnové délky a rozptylová indikatrice má symetrický tvar. Rozptýlené paprsky, svírající se směrem pův. paprsku úhel π / 2, jsou zcela polarizovány. Ve směru původního paprsku a ve směru k němu přesně opačném je polarizace rozptýlených paprsků nulová, ve všech ostatních směrech pak částečná. Rozptyl světla na molekulách vzduchu vyhovuje, kromě určitých menších odchylek týkajících se polarizace, velmi dobře teor. Rayleighovu rozptylu. Pro popis rozptylu světla na aerosolových částicích obsažených ve vzduchu, které jsou podstatně větší ve srovnání s rozměry molekul, musíme použít obecné Mieovy teorie, neboť pro ně není splněna podmínka a) a často ani podmínka b). Pole rozptýleného světla pak podle obecné Mieovy teorie vyjadřujeme jako superpozici pole vyzařování el. a magnetického dipólu, kvadrupólu a vyšších multipólů, zatímco u Rayleighova rozptylu uvažujeme pouze el. dipól. Rozptyl světla na částicích atmosférického aerosolu, na rozdíl od molekulárního rozptylu, nezávisí na vlnové délce a rozptylová indikatrice má tvar silně protažený ve směru původního paprsku. V oblasti rádiových vln, používaných např. při radiolokaci, které mají ve srovnání se světlem podstatně větší vlnovou délku, bývá podmínka a) často splněna i pro oblačné částice. Potom lze i v této oblasti vlnových délek použít zákonů Rayleighova rozptylu. Rozšíření Mieovy teorie na částice tvaru např. rotačního elipsoidu se někdy využívá v radarové meteorologii, neboť velké vodní kapky a ledové částice oblaků a srážek nejsou sférického tvaru. V souvislosti s rozptylem elektromagnetického vlnění na různých typech atmosférických aerosolů se dnes používají i různé modely složitějšího rozptylu na obecně nesférických částicích. Viz též efekt Mieův.