EM záření, základní fyzikální zákony v DPZ, interakce s atmosférou a povrchem, spektrální chování objektů

Základní fyzikální zákony v DPZ

jakýkoliv elektrický náboj pohybující se s nenulovým zrychlením vyzařuje EM vlnění
- když jakýmkoliv jiným objektem (třebas anténa) prochází střídavý elektrický proud, tak vyzařuje EM záření o frekvenci proudu
základem je elektromagnetická vlna skládající se elektrické a magnetické vlny
- tyhle dvě vlny jsou na sebe vzájemně kolmé a rovnoběžné v šíření

vlnová teorie
- c = f×λ
částicová teorie
- Q = h×f
foton = část EM záření
planckova konstanta
- konstanta vyzařovaného zákona černého tělesa
- h = 6,626 x 10^-34 J.s
absolutně černé těleso
- ideální těleso pohlcující veškeré záření všech vlnových délek dopadajících na jeho povrch
- ideální zářič = ze všech možných těles o stejné teplotě vydává největší možné množství zářité energie
- slunce (5000 K), reliktní záření(2,7 K)
Stefan-Boltzmanův zákon
- intenzita vyzařování tělesa je přímo úměrná čtvrté mocnině jeho teploty
- M = σ×T ⁴
- delta =5,670367×10^-8 W.m^-2.K^-4>
- T je absolutní teplota tělesa
energie klesá s vlnovou délkou, proto musí být dlouhovlné záření snímáno na mnohem větší ploše než to krátkovlnné např. (dlouhé vlny jsou hůře zjistitelné)
Wiennův zákon posuvu
- lambda_max = c/T
- vlnová délka, jíž přísluší maximální intenzita vyzařování je nepřímo úměrná teplotě tělesa
- čím vyšší bude teplota tělesa, tím víc bude vyzařovat energie o kratší vlnové délce
- Slunko, žárovka, roztavené železo (protoje červené), ostatní objekty už vyzazují v infra
- Země třeba má 300K, takže 9,7 nm (Slunce 0,5 nm)

absolutní nula= -273,13 ˚C

Kirkhoffův zákon
- reálné objekty vždy vyzařují menší množství energie než AČT o stejné teplotě
- emisivita = poměr mezi intenzitou vyzařování AČT a reálného tělesao dané teplotě

Interakce s atmosférou

ovlivnění EM záření atmosférou se mění podle délky dráhy, kterou toto záření prochází atmosférou; s velikostí emitovaného signálu; s atmosférickými podmínkami a také s vlnovou délkou
rozpty obecně způsobuje vyšší hodnoty naměřeného záření, především v kratších vlnových délkách
pohlcování zase naměřené hodnoty v delších vlnových délkách snižuje

závisí na rozměru rozptylujících částic
Rayleighův molekulární rozptyl
- částice mají menší rozměr než vlnová délka
- hlavně krátkovlnné
- modré světlo se rozptylujevíc než červené
- kvůli tomu je modrá obloha → pak je západ a východ Slunce a paprsky musí procházet daleko větší drahou → rozptyl je tak dokonalý, že vidíme pouze méně rozptýlené záření delších vlnových délek (oranžovou a červenou)
aerosolový rozptyl
- když jsou částice větěí než vlnová délka
- např. vodní pára, prachové částice
neselektivní rozptyl
- velké částice = vodní kapičky
- nezávisí na vlnové délce
- způsobují stejně intenzivní rozpyl všech vlnových délekve viditelné části spektra = proto jsou mraky bílé

dochází k úplné ztrátě energie na dané vlnové délce
hlavně O3, CO2, vodní pára
nedá se tak vůbec měřit
části EM záření, které nejsou pohlcovány rozptylem a dá se na nich měřit jsou atmosférická okna

EM záření může být: odraženo, pohlceno, vedeno
kolik záření se odrazí závisí na vlastnostech objektu
v jednom intervalu vlnových délek můžou objekty odrážet jiné množství záření než v jiném intervalu → teorie spektrálního chování
spektrální odrazivost
- procentuální podíl odraženého záření vzhledem k dopadajícímu záření
- spektrální chování → typické vlastnosti v určité oblasti spektra

závislost na druhu látky či objektu, na fyzikálním stavu, na stavu jeho okolí
listnáče a jehličnanyodliším v infra (jehličnany mají nižší)
poškožení kytek emisemi → jsou ve stresu → menší aktivita chlorofylu → začínají odrážet i R a G → výrazný pokles odrazivosti v infra
modré spektrum proniká nejhloubcve vodě,takže když budu chtít zjistit obsah minerálů ve vodě, použiju tohle

oblast pigmentační absorpce (0,4-0,7), oblast buněčné struktury (0,7-1,3; nárust kolem 0,7 kvůli morfologickému utváření listu, takže super pro odlišení kytek,LAI), oblast vodní absorpce (1,3-3; vodní stres)