雷達氣象學 第1季（賊TM簡明教程） 第1集（散射）

首先解釋一下什麼是散射。電磁波（也就是雷達發射的能量）碰到物體之後會向各個方向散開，這個現象就是散射，如下圖所示。

散射有好多種，最簡單的也是最常用的（雷達氣象學範疇內）是瑞利散射。所謂的瑞利散射或者其他各種各樣的散射，其實就是在滿足一定假設條件下對電磁場進行近似求解。瑞利散射（主要）的假設：散射粒子是小球形。那需要小到什麼地步呢？這裡需要引入尺度數的概念，即粒子周長與入射波長之比。如果尺度數小於0.1，則滿足瑞利散射。接下來我們通過下圖來看看瑞利散射有哪些特性。

我們可以將乒乓球球面上任一點和散射粒子之間的距離理解為在這個方向散射能量的大小。不難發現前向和後向是散射能量最強的方向，而側向毛都沒有。另外，在滿足瑞利散射條件下，散射粒子尺寸越大、入射波長越短散射強度越大，更加形象的解釋如下圖。

除了瑞利散射之外還有一種在業內比較常見的散射，那就是米散射。不過要是刨根問底的話，其實瑞利散射是米散射的一種特殊形式，區別不過是米散射可以處理尺度更大的粒子而已（尺度數不大於50都受得了），二者的關係就如同小孩和人之間的關係。

米散射的散射能量分布不如瑞利散射均勻，主要能量集中於前向，且這種趨勢隨粒子尺度增加會更加明顯，如下圖所示。

學習散射的意義在於理解雷達探測目標的原理，即雷達發射的電磁波被目標散射，雷達通過接收散射波來對目標進行探測。

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