ปฏิสัมพันธ์ของพลังงานในชั้นบรรยากาศ

        คลื่นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศ แล้วสะท้อนกลับสู่บรรยากาศก่อนที่จะถูกบันทึกโดยอุปกรณ์สำรวจ บรรยากาศของโลกจะทำห้เกิดการเปลี่ยนแปลงของคลื่นพลังงานในด้านทิศทาง ความเข้ม ตลอดจนความยาวและความถี่ของช่วงคลื่นเพราะชั้นบรรยากาศประกอบ ด้วยฝุ่นละอองไอน้ำ และก๊าซต่างๆ ทำห้เกิดปฏิกิริยากับคลื่นพลังงาน 3 กระบวนการคือ การกระจัดกระจาย (Scattering) การดูดซับ (Absorption) และการหักเห (Refraction) ทำให้ปริมาณพลังงานตกกระทบผิวโลกน้อยลง

การกระจัดกระจาย(Scattering)

        เกิดขึ้นเนื่องจากอนุภาคเล็กๆ ในบรรยากาศมีทิศทางการกระจายไม่แน่นอน ขึ้นอยู่กับขนาดของอนุภาคและความยาวคลื่น ซึ่งแยกได้3 ประเภท ดังนี้

ก) Rayleigh Scattering เกิดขึ้นเนื่องจากขนาดของอนุภาคมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเล็กกว่าความยาวคลื่นที่ตกกระทบ ทำให้เกิดสภาวะหมอกควัน (Haze) ส่งผลให้ความคมชัดของภาพลดลง

ข) Mie Scattering เกิดขึ้นเมื่อขนาดของอนุภาคมีขนาดใกล้เคียงกับความยาวคลื่น เช่นไอน้ำฝุ่นละออง เกิดในความยาวของช่วงคลื่นยาวกว่าแบบแรก

ค) การกระจัดกระจายแบบไร้ระบบ (Nonselective Scattering) เกิดขึ้นเมื่อเส้นผ่าศูนย์กลางของอนุภาคมีขนาดใหญ่กว่า ความยาวคลื่นที่ตกกระทบ เช่น หยดน้ำ หรือเมฆ โดยทั่วไปมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางอนุภาค 5-10 ไมครอน จะสะท้อนความยาวคลื่นตามองเห็น (VisibleWavelength) และคลื่นอินฟราเรดสะท้อน (Reflected Infrared) ได้เกือบเท่ากัน ซึ่งในช่วงความยาวคลื่นตามองเห็น ปริมาณของคลื่นต่างๆ เช่น น้ าเงิน สีขาวและช่วงคลื่นสะท้อนทุกทิศทางเท่ากันท าให้มองเห็นเฆมเป็นสีขาว

การดูดซับ (Absorption)

        การดูดซึมทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน การดูดซึมพลังงานจะเกิดขึ้นที่ความยาวของคลื่นบางช่วง สารที่ดูดซึมพลังงานที่สำคัญในบรรยากาศได้แก่ ไอน้ำ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แลโอโซน เนื่องจากสารเหล่านี้จะดูดซึมพลังงานที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ ดังนั้นจะมีบางช่วงคลื่นที่สามารถทะลุทะลวงหรือผ่านชั้นบรรยากาศลงมาที่ผิวโลกได้เรียกว่า หน้าต่างบรรยากาศ (Atmospheric Window)หน้าต่างบรรยากาศในช่วงความยาวคลื่นตามองเห็น (0.3-0.7 m m) และช่วงอินฟราเรดสะท้อนกับอินฟราเรดช่วงความร้อน ช่วงของหน้าต่างบรรยากาศเหล่านี้จะมีประโยชน์ต่อการพัฒนาเลือกระบบอุปกรณ์บันทึกภาพในสัมพันธ์กับการสะท้อนของช่วงคลื่นต่าง ๆ

การหักเห (Refraction)

       เกิดขึ้นเมื่อแสงเดินทางผ่านบรรยากาศที่มีความหนาแน่นแตกต่างกัน ซึ่งปริมาณการหักเหกำหนดโดยค่าดัชนีของการหักเห ที่เป็นอัตราส่วนระหว่างความเร็วของแสงในสูญญากาศกับความเร็วของแสงในชั้นบรรยากาศ ทำให้มีผลต่อการคลาดเคลื่อนของตำแหน่งที่ปรากฏบนภาพ แต่สามารถปรับแก้ไขได้ โดยกระบวนการปรับแก้ภาพภายหลัง

ช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับการทะลุทะลวงผ่านชั้นบรรยากาศสู่ผิวโลก(Atmospheric Window)