論文 (Open Access)
Effects of surface roughness with two scales on light scattering by hexagonal ice crystals large compared to the wavelength: DDA results
by C.T. Collier, E. Hesse, L. Talor, Z. Ulanowski, A. Penttila, T. Nousiainen
氷雲などで見られる六角柱の粒子について、表面のざらつきを考慮した光散乱数値シミュレーションをしている。シミュレーションコードはADDAを使用している。
表面のざらつきはどのように再現しているかというと、Gaussian random surfaceという手法を用いている。
(ヘルシンキ大学のグループは別途、Muinonenらにより、Gaussian random sphereという非球形形状の生成手法の開発もしている。こちらのG-sphere)。
Fig.1に形状の紹介がされている。
- a. 展開図
- b. 端の三角形を折り曲げた状態。subfacetが伸びた状態
- c. bに加えてedge subfacets補正をした
- d. 一つのsubfacetを折りたたんだ状態
- e. 全部のsubfacetを折りたたんだ状態
Fig.2にSEMイメージがある。
Fig.3にはsurfaceの状態の紹介がある。overall profileの除去前と除去後、およびpower spectrum。
Fig.4には0.47 um-1より大きい波数を除いた結果。
Fig.5には0.47 um-1より小さい波数を除いた結果。
Fig.6はcrystal orientationsの例
Fig.7は使用座標系
Table.1はsize parameterおよび形状の変数との関連
Fig.8はPhase function(光がどの方向にどの強度で散乱されるかを表す)。左から右は粒子の方向を表す。上から下はsize parameterの違いを表す。線の違いにより、Smooth, One-scale rough, Two-scale roughの違いを表す。
Fig.9はphase functionの後方散乱部分。
Fig.10は方位角と散乱角の関係
Table.2はAsymmetry parameters
Fig.11は前方散乱の2D表示
Fig.12は後方散乱の2D表示
Fig.13はDegree of linear polarization。
Table 3. direct forward transmissionの変化(one-scale, two-scale rought crystals)
Fig.14 asymmetry parametersとsize parameter、roughnessの関係
Fig.15 二次元のinteisity patterns (size paramter:100)