Ermittlung der Licht-Streuung in Wasserdampf durch Simulation von Streuung in Nebel

Die genaue Teilchengrößenverteilung in Wasserdampf ist in den meisten Fällen eine unbekannte Funktion. Für eine Simulation der gestreuten Intensitätsverteilung versagen auf Grund der Teilchengrößen die üblichen Ray-Tracing Verfahren und die Mie’schen Formeln müssen herangezogen werden. Hierfür ist jedoch das exakte Verhältnis von Teilchengröße zu Wellenlänge erforderlich. In dieser Arbeit sind die Ergebnisse eines einfachen und schnellen Matlab-Algorithmus dargestellt. In diesem wird die Streuung jeweils an einem Einzelteilchen mit komplexem Brechungsindex errechnet und diese dann aufsummiert, gewichtet mit einer Gamma- Verteilungsfunktion der Tropfengröße. Herangezogen werden bekannte Verteilungen in Nebel mit verschiedenen Dichten. Durch die unterschiedlichen Tropfengrößen werden Einzeleffekte verwaschen und es entstehen charakteristische Ensembleeffekte. Die entstehenden Kurven werden durch die Ergebnisse von Streulichtmessungen an Wasserdampf bestätigt. Aus den unterschiedlichen charakteristischen Parametern lässt sich schließen, dass Wasserdampf mit einer Tropfenverteilung, wie in bestimmten Nebelarten vorhanden, mittels des eingesetzten Verfahrens simuliert werden kann.