Ilmamassa (tähtitiede)

Ilmamassa on ilmamäärän mitta näkökentässä, kun tarkkaillaan taivaankappaletta maan ilmakehän läpi [1] . Ilmaistaan ​​ilman tiheyden integraalina näkölinjaa pitkin:

Kun valo tulee ilmakehään, se vaimentaa sirontaa ja absorptiota; Mitä paksumman ilmakehän läpi se kulkee, sitä suurempi vaimennus on. Tämän seurauksena taivaankappaleet lähempänä horisonttia näyttävät vähemmän kirkkailta kuin lähempänä zeniittiä. Tätä vaimennusta, jota kutsutaan ilmakehän sukupuutoksi , kuvataan kvantitatiivisesti Bouguer-Lambert-Beer-lailla . Yllä olevalla kaavalla määritellyllä absoluuttisella ilmamassalla on pintatiheyden mitta (massayksiköiden lukumäärä pinta-alayksikköä kohti, esimerkiksi g/cm2 tai kg/ m2 ) . Absoluuttinen ilmanmassa zeniitissä, mitattuna paikallaan olevassa ilmakehässä, on yhtä suuri kuin ilmanpaine jaettuna painovoiman kiihtyvyydellä (jos jätämme huomiotta painovoiman kiihtyvyyden muutos ilmakehän korkeudessa): Normaalille ilmakehään merenpinnan tasolla n . leveysasteella 45°, absoluuttinen zenitaali-ilmamassa on 10 330 kg/m 2 .

Termi "ilmamassa" tarkoittaa yleensä suhteellista ilmamassaa, absoluuttisen ilmamassan (määritelty kuten edellä) suhdetta vinossa ilmamassan absoluuttiseen ilmamassaan zeniitissä :

missä z on zeniittikulma (kulma lähteen suunnan ja havaintopisteen zeniittiin suunnan välillä). Tässä määritelmässä ilmamassa on mittaton suure. Määritelmän mukaan suhteellinen ilmamassa zeniitissä on yksi: σ(0°) = 1 . Ilmamassa kasvaa zeniittikulman kasvaessa saavuttaen arvon noin 38 horisontissa (eli z = 90° ). Ilmamassan lopullinen arvo horisontissa näkyy vain, kun otetaan huomioon ilmakehän palloisuus; tasorinnakkais (vähemmän realistinen) ilmakehän malli antaa äärettömyyteen pyrkivän ilmamassan arvon kohdassa z → 90° , vaikka se kuvaa aivan oikein ilmamassan riippuvuutta zeniittikulmasta z < 80° .

Ilmamassa voi olla pienempi kuin yksi merenpinnan yläpuolella; Suurin osa ilmamassan likimääräisistä kaavoista ei kuitenkaan ota huomioon tarkkailijan korkeuden vaikutusta, joten korjaus on yleensä tehtävä muilla tavoilla.

Monet kirjoittajat ovat julkaisseet laskelmia ja ilmamassojen taulukoita. Vuonna 1904 Adzeglio Bemporade päätteli kaavoja, joissa otettiin huomioon Maan kaarevuus, ilmakehän taittuminen ja ilmakehän lämpötilan muutokset, ilman tietokonetta ja laskinta, hän laski ja laati erittäin yksityiskohtaisen ilmamassataulukon. Auringon korkeuksien viidennen desimaalin tarkkuus asteina ja minuutteina [2] [3] . Nämä arvot toimivat pitkään standardina astrofysikaalisille ja aktinometrisille laskelmille [4] , mutta sitten niitä tarkistettiin toistuvasti. Neuvostoliiton tiedemiehet G.V. Rozenberg (katso kaavio), V.G. Fesenkov [5] ja N. M. Shtaude , ja jälkimmäinen yritti laskea ilmamassat hämärässä Auringon sijainneille jopa 3° horisontin takana [6] .

Vuonna 1965 Fritz Kasten esitteli uusia ilmamassan laskemiseen tarkoitettuja taulukoita ja kaavoja, jotka on laadittu nykyisten standardiilmakehän parametrien mukaisesti [7] . Vuonna 1989 Kasten ja Andrew Yang julkaisivat päivitetyt tiedot ilmamassoista [8] , joista on otteita alla olevassa taulukossa.

Useimpiin laskelmiin riittävä kokoelmataulukko useista lähteistä löytyy Allenin 1950-70-luvulla julkaistuista astrofysiikan käsikirjoista [9] .

Ilmamassa merenpinnan tasolla normaaleissa olosuhteissa
Valon korkeus
,
astetta
[# 1] 		Kirjailijat
Bouguer ,
1729
[<re.Match object; span=(11, 22), match='group= 1] [<re.Match object; span=(11, 22), match='group= 2] 		Lambert ,
1760
[4] [10] [#2] 		Laplace ,
1800-luku
[<re.Match object; span=(11, 22), match='group= 3] [11] [12]
[13] [14] [# 3] 		Bemporade ,
1904
[11] [3] 		Rosenberg ,
1963 [5]
Staude , 1949
[15] [6] [#4] 		Kasten, F.
ja Young, E.T.,
1989
[8]
90° 1 000 1 000 1 000 1 000 1.00 1.0000
80° 1.015 1.015 1.015 1,0154
70° 1,064 1,064 1,064 1,064 1,0640
65° 1.103 1.103 1.1031
60° 1.155 1.154 1.154 1.15 1,1543
55° 1.221 1.220 1.2202
50° 1.305 1.303 1.304 1.304 1,3045
45° 1.414 1.413 1.413 1.41 1,4128
40° 1,556 1,553 1,553 1,5535
35° 1,742 1,739 1,740 1,7398
30° 1 990 1.995-2.00 1,993 1,995 2.00 1,9939
25° 2 350 2.36 2.354 2.357 2,3552
20° 2 900 2.91 2,899 2.904 2.92 2,9016
19,3° 3.003 3.004 3.0008
19° 3.040 3,049 3,0455
18° 3 200 3.22 3.201 3.209 3.2054
17° 3,380 3.388 3,3838
16° 3,580 3.61 3,579 3,588 3,5841
15° 3,792 3,803 3.816 3.85 3,8105
14° 4.060 4.11 4.060 4,075 4,0682
13° 4 350 4.372 4,3640
12,5° 4,5237 4.537 4,5288
12° 4,690 4.76 4,694 4.716 4,7067
11° 5,099 5.120 5.1081
10° 5,560 5,620-5,65 5,563 5.609 5.65 5,5841
9° 6.130 6.129 6.177 6,1565
8° 6,820 6.96 6.818 6,884 6,8568
7,5° 7,2343 7 300 7,2684
7° 7,670 7,676 7,768 7.60 7,7307
6° 8,770 9.07 8,768 8 900 8,8475
5° 10 200 10.480-10.70 10.196 10,395 10.4 10,3164
4° 12.140 12.80 12.125 12,439 12.3 12,3174
3° 14,877 16.00 14,835 15,365 15.1 15.1633
2° 19.031 20.10 18,835 19,787 19.4 19.4308
1° 25.807 27.50 25,1374 26.959 26.3/26.98 26,2595
0° 35,496 35.500-39.90 35,5034 39,651 40/40 38,0868
-1° —/63.4
-2° —/129.1
-3° —/307.6
Valon korkeus
,
astetta
[# 1] 		Bouguer ,
1729
[lit. 1] [<re.Match object; span=(11, 22), match='group= 4] 		Lambert ,
1760
[16] [10] [#2] 		Laplace ,
1800-luku
[lit. 2] [12] [13]
[11] [14] [#3] 		Bemporade ,
1904
[11] [3] 		Rosenberg ,
1963 [5]
Staude , 1949
[15] [6] [#4] 		Kasten F.
ja Young E.T.,
1989
[8]
Huomautuksia
  1. ↑ 1 2 Valaisimen korkeus horisontin yläpuolella kulma-asteina .
  2. ↑ 1 2 Kaksi numeroa desimaalipilkun jälkeen - S. I. Sivkovin mukaan, kolme numeroa - P. I. Brounovin mukaan.
  3. ↑ 1 2 Kolme numeroa desimaalipilkun jälkeen - Müller F., Schoenberg E. ja Kondratiev K. Ya. mukaan, neljä numeroa - Farbes J.
  4. ↑ 1 2 Osoittajassa - Rosenberg G.V. , nimittäjässä - Shtaude N.M.

Muistiinpanot

  1. ↑ Vihreän DWE :n suuruuskorjaukset ilmakehän sukupuuttoon  //  International Comet Quarterly. - 1992. - Voi. 14 . — s. 55–59 . — ISSN 0736-6922 . — .
  2. ↑ Bemporad A. Zur Theorie der Extinktion des Lichtes in der Erdatmosphäre  (saksa)  // Mitteilungen der Grossh. Sternwarte zu Heidelberg. - 1904. - H. 4 . - S. 1-78 .
  3. ↑ 1 2 3 Astrofysiikan ja tähtiastronomian kurssi / Toim. toim. A. A. Mihailov. - Moskova; Leningrad: Valtio. Kustantaja tech.-theor. lit., 1951. - Osa 1. Tutkimusmenetelmät ja -laitteet. - S. 492, 507-510.
  4. ↑ 1 2 Sivkov S. I. Auringon säteilyn ominaisuuksien laskentamenetelmät . - L . : Gidrometeoizdat, 1968. - S. 34. - 234 s.
  5. ↑ 1 2 3 Rosenberg G. V. Twilight . - M .: Fizmatgiz, 1963. - S. 189-190. – 380 s.
  6. ↑ 1 2 3 Kondratiev K. Ya. Auringon säteilyenergia / Toim. prof. P. N. Tverskoy. - L . : Gidrometeoizdat, 1954. - S. 73. - 600 s.
  7. ↑ Kasten F. Uusi taulukko ja approksimaatiokaava suhteelliselle optiselle ilmamassalle  (englanniksi)  // Archiv für Meteorologie, Geophysik und Bioklimatologie, Serie B. - 1965. - Voi. 14 , iss. 2 . — s. 206–223 .
  8. ↑ 1 2 3 Kasten F., Young AT Tarkistetut optiset ilmamassataulukot ja approksimaatiokaava  (englanniksi)  // Applied Optics. - 1989. - Voi. 28 , iss. 22 . — s. 4735–4738 . - doi : 10.1364/AO.28.004735 . - . — PMID 20555942 .
  9. ↑ Allen K.W. Astrofysikaaliset suureet / Per. englannista. toim. D. Ya. Martynova. - M .: Mir, 1977. - 448 s.
  10. ↑ 1 2 Brounov P.I. Ilmakehän optiikka: Taivaan valoilmiöt sään ennustamisen yhteydessä. M.: Valtio. tekniikka. kustantamo, 1924. - 220 s., S. 121
  11. ↑ 1 2 3 4 Bemporad A. Zur Theorie der Extinktion des Lichtes in der Erdatmosphäre  (saksa)  // Mitteilungen der Grossh. Sternwarte zu Heidelberg. - 1904. - H. 4 . - S. 42, 43, 66-68 .
  12. ↑ 12 James Farbes . Ilmakehän läpinäkyvyydestä ja sen läpi kulkevien auringonsäteiden sammumislaista. Phil. Trans. 1842. s. 241
  13. ↑ 1 2 Schoenberg E.  (saksa)  // Handbuch der Astrophysik. - 1927. - Bd. II . - S. 190 .
  14. ↑ 1 2 Kondratiev K.Ya. Auringon säteilyenergia / Toim. prof. P.N. Tverskoy. - Leningrad: Gidrometeoizdat, 1954. - 600 s. S. 72
  15. ↑ 1 2 Shtaude N.M. Ilmakehän valaistus (halo) maanpäällisistä lähteistä  // Izvestiya AN SSSR. Maantiede ja geofysiikka -sarja. - 1949. - T. XIII , nro. 1 . - S. 83 .
  16. ↑ Sivkov S.I. Auringon säteilyn ominaisuuksien laskentamenetelmät . - L . : Gidrometeoizdat, 1968. - S. 34. - 234 s.

Kirjallisuus =

  1. ↑ Booger P. [ [1] Optinen tutkielma valon gradaatiosta]. - [Moskova]: Kustantaja ja 1. tyyppi. Kustantaja Acad. Neuvostoliiton tieteet L., 1950. - S. 270. - 479 s.
  2. ↑ Müller G. [ [2] Die photometrie der gestirne]. - Leipzig, 1897. - S. 135.


Alaviitteen virhe ? : Olemassa oleville <ref>ryhmätunnisteille “<re.Match object; span=(11, 22), match='group=' vastaavaa tunnistetta ei löytynyt<references group="<re.Match object; span=(11, 22), match='group="/>