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Die formale Lösung höherer Ordnung

Die  Lösung erster Ordnung läßt sich durch Einsetzen des Strahlungsfeldes I(0)k für alle L Wellenlängen ALT in ALT(Gleichung 3) und der folgenden Lösung von Gleichung 4 bestimmen. Grundlage für die Berechnung der Lösung erster Ordnung ist somit:  

 ALT (6)

Der hier vorgestellte Lösungsansatz vernachlässigt aufgrund der signifikant kleineren Werte solche Produkte, die quadratisch bezüglich der RRS Streukoeffizienten ALT sind. In linearer Näherung ergibt sich mit Gleichung 65 und 4 die Lösung erster Ordnung:  

 ALT (7)

Die  Lösung zweiter Ordnung wird bestimmt durch das Einsetzen der Lösung erster Ordnung in quadratischer Näherung in 6 anstelle von I(0). Es ergeben sich daher zusätzlich L Wellenlängen für jede der bereits durch RRS induzierten Wellenlängen. Folglich ist das Strahlungsfeld bereits für L2 Wellenlängen zu bestimmen. Der vollständigkeithalber ist hier die Lösung in zweiter Ordnung angegeben, wobei analog zur Strahlung erster Ordnung alle kubischen Terme hinsichtlich des RRS Streukoeffizienten vernachlässigt wurden. Nach Berechnung ergibt sich:
ALT
Das Resultat enthält zusätzlich zu der bisherigen Lösung I(1)k weitere Terme, die quadratisch bezüglich des RRS Streukoeffizienten sind. Solche Terme sind signifikant kleiner als lineare Terme (also der Lösung erster Ordnung). Aus diesem Grunde ist auf die Implementierung der Lösung zweiter Ordnung sowie eine verallgemeinerten Berechnungsvorschrift für die Strahlung nter Ordnung verzichtet worden.

In dieser Arbeit ist ausschließlich die Strahlung erster Ordnung bestimmt worden. Obwohl die Bestimmung von Termen höherer Ordnung kein prinzipielles Problem darstellt, ist auf die Bestimmung verzichtet worden, da nur RAYLEIGH- und MIE Streuung einen signifikanten Beitrag zum mehrfachgestreuten Strahlungsfeld liefern. Weiterhin stellt bereits die praktische Umsetzung der Gleichung für die Lösung erster Ordnung besonders hohe Ansprüche an die Rechenleistung, da die Lösung der STG, also das komplette Strahlungsfeld (I für alle Höhen und Raumwinkel), für alle L (typischerweise 75: Vergleiche mit Abschnitt 9 und Anhang B) Wellenlängen zu bestimmen ist. Die nebenstehende Abbildung zeigt das Iterationsschema im Überblick.



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Marco Vountas