التأثيرات الجوية

تتأثر جميع الإشعاعات بالجو بطرق مختلفة. حيث أن أشعة الشمس تتبعثر أو تنعكس أو تمتصها جزيئات في الغلاف الجوي كما هو الحال مع الإشعاع المنعكس عن سطح الأرض. أما الغيوم فلها أسوأ تأثير على الإشعاع وتجعل من المستحيل على أجهزة الإستشعار غير النشطة في الأقمار الصناعية قياس سطح الأرض.

يعتمد حجم التأثيرات الجوية في الإشعاع على طوله الموجي. ففي نطاق الضوء المرئي حيث تنبعث من الشمس أعلى شدة إشعاع، تكون النفاذية الجوية هي الأعلى (انظر الشكل). أما في نطاق الأطوال الموجية الأعلى، تقل النفاذية إلى نطاقات ضيقة. وهذا يشمل النوافذ الضوئية في الأشعة تحت الحمراء الحرارية، حيث ينبعث من سطح الأرض إشعاع. أما في نطاق الموجات الدقيقة يكون الغلاف الجوي شبه نافذ، بينما تكون شدة أشعة الشمس والأرض منخفضة. لذلك، يتم استخدام هذا النطاق من قبل أنظمة الرادار النشطة. ويمتص الغلاف الجوي أطوال الموجات الأصغر من الأشعة فوق البنفسجية بشكل كامل تقريبًا، وبالتالي يعد هذا النطاق أقل صلة بتطبيقات الاستشعار عن بعد. ولهذا يركز الاستشعار عن بعد على النطاقات ذات النفاذية، أو ما يسمى النوافذ الجوية.

يدل التشتت الجوي على تبعثر الإشعاع بواسطة الجسيمات في الغلاف الجوي.

تشتت رايلي هو تبعثر انتشار الضوء الناجم عن جزيئات صغيرة ومركبات ذرية (مثل النيتروجين أو الأكسجين) حيث يكون قطرها أصغر من الطول الموجي للإشعاع المشتت. تتشتت الأطوال الموجية القصيرة لأشعة الشمس بشكل أكبر بكثير من الإشعاع عند الأطوال الموجية الأطول.

يسبب تشتت رايلي "الضبابية" وتقليل التباين في الصور. وفي الصور الملونة يؤدي أيضًا إلى إضفاء لون رمادي مزرق على الصورة.

يعد السبب وراء تشتت مي تلك الجزيئات في الغلاف الجوي التي يكون قطرها أكبر من الأطوال الموجية للإشعاع. وهذه الجزيئات تمثل قطرات الماء في السحب أو بلورات الثلج أو الهباء الجوي (ملح البحر والغبار والمواد البيولوجية والكبريتات والنترات وما إلى ذلك من الجزيئات المتبخرة و الحرائق وحرائق الغابات والانفجارات البركانية وكذلك الصناعة). إن هذا التشتت أقل إعتمادا على الطول الموجي من تشتت رايلي والذي بدوره يفسر اللون الأبيض للسحب، والمظهر الرمادي للغبار.

على النقيض من التشتت، يعني الامتصاص فقدناً واضحاً للطاقة الإشعاعية ويكون غالبًا بسبب بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والأوزون. يعتمد امتصاص جميع الغازات للطيف بشكل كبير على الطول الموجي وهذا بدوره يحدد النوافذ في الغلاف الجوي، أي مناطق النطاقات الطيفية غير المسدودة.

يجب مراعاة جانبين رئيسيين لأية مهمة استشعار عن بعد: المصادر الأولية للإشعاع الكهرومغناطيسي (الشمس والأرض) والنوافذ الجوية. هناك حاجة إلى معلومات محددة لإختيار الحساسية الطيفية لأجهزة الاستشعار عن بعد المستخدمة للكشف عن الإشعاع وتسجيله (انظر الشكل).