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Energieverlust

 Die durchgeführte Untersuchung des Strahlungsfeldes der Erdatmosphäre erfordert die Betrachtung der Strahlungsenergie ALT, welche durch ein Flächenelement da in Richtungen innerhalb des Raumwinkelelementes ALT und des Wellenlängenintervalls ALT in der Zeit dt transportiert wird.
Die nach RAYLEIGH Streuung in einem Zylinder der Länge dh und der Grundfläche da in einem Raumwinkel ALT verbleibende Energie (Superskript ,,ext``, von Extinktion) in einem Wellenlängenintervall ALT und einem Einheitszeitintervall ist beschrieben durch:  

 ALT (1)

wobei ALT den RAYLEIGH Streukoeffizienten für die betrachtete Wellenlänge ALT darstellt. Das Zylindervolumen dh da wird im weiteren mit dV bezeichnet. Auf die explizite Formulierung der Abhängigkeit verschiedener Größen von h wird hier aus Gründen der Übersichtlichkeit zunächst einmal verzichtet. Die Eigenschaft der RAYLEIGH- gestreuten Strahlung in einen verschobenen und unverschobenen, elastisch gestreuten Anteil zu zerfallen (RRS und CABANNES Streuung, siehe Abschnitt 3), ist in Laborexperimenten zu beobachten, wenn die spektrale Auflösung des Spektrometers ausreichend groß ist.
In Gleichung 1 geht bereits die Annahme ein, daß zweierlei Prozesse in den Energieverlust durch RAYLEIGH- Streuung eingehen: der Verlust dadurch, daß (a) die Energie aus der untersuchten Richtung herausgestreut wird; (b) die Energie für die Anregungswellenlänge ALT auf STOKES- und ANTI-STOKES Linien verteilt wird und somit dem untersuchten Wellenlängenintervall ALT verloren geht. Im Intervall verbleibt lediglich die CABANNES Linie.
Die Aufspaltung von RAYLEIGH- gestreuter Strahlung in Luft in einen Teil (a) und (b) ist, wie bereits in Abschnitt 3 dargestellt, implizit. Die spektrale Abhängigkeit der Verlustenergie, also die RRS Linien, ist nicht relevant, da sie keinen Beitrag innerhalb des relevanten Wellenlängenintervalls ALT hat.



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Marco Vountas