利用MISR和MODIS实现从空间进行云层层析成像：不透明对流云的图像形成物理学
摘要：三维对流云图像通过两个相互交织的辐射扩散过程形成。阳光从逆太阳方向开始，结束在指向传感器的方向，但是重复的向前散射会将密集的光束扩散到空间中。云的“外壳”中方向记忆的丧失被建模为球面上的随机游走。我们表明，对于典型的云相函数，经过5或6次散射足以严重降低定向性。与此同时，一个随机游走在标准三维空间中展开，其中步骤是角度相关的，因此有一个原始方向的漂移和相关的横向扩散。任何显著的云图像“特征”起源于外壳，且外壳越浅越好。这也是为什么我们先前发现“面纱核心”的光学厚度约为5。因此，大量的阳光作为漫反射辐照度到达“面纱核心”，并且离开时更加各向同性。3D辐射传递的扩散极限在“面纱核心”内是有效的。因此，“面纱核心”中潜在的随机游走在三维空间中展开，现在步骤是各向同性的，因为消光已经减少以适应向前散射。我们表明，“面纱核心”的光学厚度控制着云的被照亮侧和自阴影侧之间的亮度对比。因此，完整的云图像形成涉及到欧几里得空间和球面/方向空间中的扩散（即随机游走）。基于MISR和MODIS多角度/-光谱数据的三维云层层析成像是被动VNIR-SWIR感知中的一种新兴技术，将合理利用这种辐射传递不同区域的空间分离来加速正向建模而不会显著损失准确性。
作者：Anthony B. Davis and Linda Forster and David J. Diner and Bernhard Mayer
论文ID：2011.14537
分类：Atmospheric and Oceanic Physics
分类简称：physics.ao-ph
提交时间：2021-07-28