这个问题描述了最近发布的关于DSCOVR卫星在地球上的次太阳点看到的闪光的解释,该卫星位于地球和太阳之间的一个特殊轨道上,距离地球约150万公里。
我不会在这里重复完整的问题。我想问的是下面这篇论文中关于100微米大小的平板冰板的讨论,在海拔5000到8000米的地方,在陆地上的薄云中。具体来说,几十公里宽的区域可能包含共面板块——与地球表面平行,更重要的是彼此平行,误差在0.1度以内。
虽然这里是论文讨论部分的一部分,卫星和太阳的几何形状的进一步解释在有关的问题.
最近的讨论部分,网上有从深空看到的地球闪烁:从拉格朗日点探测到的定向冰晶Alexander Marshak, Tamás Várnai和Alexander Kostinski, doi: 10.1002/2017GL073248包含以下文本:
基于卷云的原位测量,[Korolev et al., 2000;McFarquhar等人,2002],微小的六角形片状冰,以近乎完美的水平排列漂浮在空气中,可能是EPIC在陆地上观测到的闪光的原因。因为EPIC仪器的视场为0.62度(参见,https://epic.gsfc.nasa.gov/epic)和一个2048x2048像素的CCD,镜面信号的角度只有$~3x10^{-4}$度(图2)必须包含光滑的大定向冰板或小定向板发回衍射光。这种晶体的尺寸分布很大程度上取决于云的温度和湿度,但范围从几十微米到毫米。取0.5微米的波长和50微米的冰晶尺寸,就会产生绕射方向的衍射瓣的比例或角半宽度$10^{-2}$或一个度的量级[Crawford, 1968, p.486]。这比像素的角宽度宽,但比像素覆盖区域的天顶方向变化(0.1°)窄。
问题:这种集体水平排列即使在1度,更不用说0.1度的情况下,也是已知的影响吗?在这么大的区域内,这种情况是否被测量过,甚至计算过?
尽管结果是初步的,讨论也很简短,但作者认为这种均匀的水平排列根本不是不寻常的现象。例如,在后面的讨论中:
在总共收集的4106张图像中,336张包含蓝色通道的陆地闪烁,之所以选择蓝色通道,是因为它具有最高的空间分辨率(为了减少从DSCOVR传输的数据量,对于所有其他通道,4个像素在航天器上平均)。336/4106 = 8.2%这个比例,我们能理解吗?为了排除可能闪烁位置有海洋的图像,我们将8.2%除以EPIC热带波段的陆地部分(1/4),得到32.8%。因此,大约三分之一的中央陆地图像包含冰云的闪烁。这与热带地区被冰云覆盖的地球面积相匹配,后者也约为三分之一[King et al., 2013]。这一一致性表明,从深空看到的地面闪烁提供了探测云冰的有效手段,其反射比周围像素强至少5-6倍,并可能大大增加云的反照率[Takano和Liou, 1989],相对于随机取向的冰粒的漫反射。这一点很重要,因为卷云主要由非球面粒子组成,覆盖了地球表面的30%以上,在辐射收支中起着重要作用[Stephens et al., 1990]。
我感兴趣的是是否有任何解释为什么这可能会发生。我知道有一种现象叫做日柱“这涉及到大气中这样的冰板的反射,我不太明白为什么柱子垂直上很高,但横向上不宽,但这可能是一个不同的问题。然而,它可能涉及同一种冰板。所以我添加了这张“太阳柱晶体”的图片来帮助讨论。在解释从DSCOVR上看到的亮点时,光是正常入射到晶体平面上的,而不是这里所示的斜入射。
上图:“太阳柱晶体”来自在这里.目前的问题涉及正常入射的反射,而不是这里所示的斜入射。