Wie konnten die kürzlich erklärten "Glints", die von DSCOVR gesehen wurden, angesichts der endlichen Größe der Sonne so kompakt erscheinen?

Der Diskussionsabschnitt des sehr aktuellen, online verfügbaren Terrestrial glint seen from deep space: orientierte ice crystals detected from the Lagrangian point Alexander Marshak, Tamás Várnai and Alexander Kostinski, doi: 10.1002/2017GL073248 enthält den folgenden Text:

Basierend auf In-situ-Messungen von Zirruswolken, [Korolev et al., 2000; McFarquhar et al., 2002], winzige sechseckige Eisplättchen, die in nahezu perfekter horizontaler Ausrichtung in der Luft schweben, sind wahrscheinlich für das Glitzern verantwortlich, das EPIC über Land beobachtet. Da das EPIC-Instrument ein Sichtfeld von 0,62 Grad (siehe https://epic.gsfc.nasa.gov/epic ) und ein 2048x2048-Pixel-CCD hat, ist das Spiegelsignal nur innerhalb eines Winkels von$~3x10^{-4}$Grad (Abb. 2) muss entweder glatte große orientierte Eisplatten oder kleinere orientierte Plättchen enthalten, die gebeugtes Licht zurücksenden. Die Größenverteilung solcher Kristalle hängt stark von der Temperatur und Feuchtigkeit der Wolken ab, aber der Bereich reicht von mehreren zehn Mikrometern bis zu mm. Nimmt man die Wellenlänge von 0,5 Mikron und die Eisplättchengröße von 50 Mikron, ergibt sich das Verhältnis oder die Winkelhalbwertsbreite der Beugungskeule um die Spiegelrichtung herum$10^{-2}$oder in der Größenordnung eines Abschlusses [Crawford, 1968, S.486]. Dies ist breiter als die Winkelbreite eines Pixels, aber schmaler als die Änderung in der Zenitrichtung über den von einem Pixel abgedeckten Bereich (0,1°).

Mit anderen Worten, wenn die Eisplatten parallel zur lokalen Erdoberfläche sind, führt die Krümmung der Erde selbst dazu, dass die beobachtete Spiegelreflexion trotz der Annahme in einem Bereich von mehreren zehn Kilometern Breite in einer Entfernung von 1,5 Milliarden Kilometern lokalisiert wird Größe von 50 Mikron und sein großer halber Beugungswinkel in der Größenordnung von Zehntel Grad .

Um die Erklärung grob zusammenzufassen, gibt es flache Platten aus Eiskristallen oberhalb von 5 km in dünnen atmosphärischen Wolken, die dazu neigen, sich sehr horizontal auszurichten – parallel zur lokalen Erdoberfläche – die meisten der einzelnen Platten müssten jeweils innerhalb von a horizontal sein kleiner Bruchteil von einem Grad, nicht nur im Durchschnitt . Jeder Azimutgrad entlang der Erdoberfläche beträgt etwa 111 Kilometer, wenn also die Schimmer nur zum Beispiel 1 Pixel oder etwa 10 Kilometer breit sind, bedeutet dies, dass es etwas gibt, das den Winkel innerhalb von etwa 0,1 Grad auswählt. Das könnte die Beugungsgrenze von etwas sein - vielleicht etwas größer als die erwähnten 50 Mikrometer, aber sicherlich kleiner als die erwähnte Ordnungsgrenze von einem Millimeter.

Die Quelle der Beleuchtung ist jedoch die Sonne, und von der Erde aus gesehen beträgt die Breite etwa ein halbes Grad. Das muss man durch den Faktor 2 dividieren, denn wir reden hier von „der Spiegelneigung“, nicht vom Einfallswinkel, aber das entspräche immer noch einer Breite von 111 km mal 0,53 Grad mal die Hälfte, also etwa 29,5 Kilometer Mindestgröße, egal wie groß und perfekt horizontal die Platten sind, oder?

Aufgrund der endlichen scheinbaren Größe der Sonne, wie sie von DSCOVR gesehen sogar in einem perfekten Spiegel in der Erdatmosphäre reflektiert wird, der der Krümmung der Erde folgt, wäre die scheinbare Größe/Form nicht ein einheitlicher Fleck mit einem Durchmesser von etwa 30 Kilometern, und immer fast vier ~ 8 km Pixel breit, wenn nicht größer in den DSCOVR-Bildern mit 2048 x 2048 Pixeln ohne Binning?

Sie können nicht vergessen, dass es immer noch die folgenden Erweiterungsmechanismen gibt, die auf einer bestimmten Ebene ebenfalls beitragen:

• Beugung von den endlichen Größen der Eisplatten. Etwas kleinere Platten würden den Fleck vergrößern, während wesentlich kleinere Platten eine viel größere Fläche erzeugen würden, aber mit entsprechend geringerer Helligkeit pro Flächeneinheit und daher unentdeckt bleiben würden, also müssen nur die (grob gesagt) sechseckigen Platten mit einer Größe von 20 bis 50 Mikrometern sein fehlt, um eine Verbreiterung des sichtbaren Flecks zu vermeiden.
• Unvollkommene „Horizontalität“ oder genauer gesagt; Platte-zu-Platte-Schwankungen durch Koplanarität.
• DSCOVR-Optik? Ich weiß nicht, ob die in der Praxis regelmäßig erzielte Auflösung unter diesen Bedingungen immer unter einem Pixel liegt, vielleicht doch.

Ich glaube nicht, dass die Ursache ein cleverer PrankSat oder ein paar clevere Leute mit vielen zusätzlichen Vielfliegermeilen und Aluminiumfolie sind, und die These der oberen atmosphärischen Eisplatte hat viel Wert, aber ich kann die 0 ° immer noch nicht in Einklang bringen .53 äquatoriale Breite der Sonnenstrahlen in der Entfernung einer Reflexion von der Erde von DSCOVR (z. B. 1 AE + 1,5 Millionen km) mit den nahezu Einzelpixel-Beobachtungen im blauen Kanal. Übersehe ich hier nur etwas?

Hinweis: Nur der blaue Kanal (ca. 443 nm) wird routinemäßig in voller Auflösung zur Erde übertragen. Schätzungen der Pixelgröße (beachten Sie den Pfeil im beschrifteten zugeschnittenen Bild unten) sollten nur auf Bilder im Blaukanal mit voller Auflösung angewendet werden.

Von insgesamt 4106 gesammelten Bildern enthalten 336 Land-Glint für den blauen Kanal , der ausgewählt wurde, weil er die höchste räumliche Auflösung hat (um die von DSCOVR übertragene Datenmenge zu reduzieren, werden für alle anderen Kanäle vier Pixel an Bord des Raumfahrzeugs gemittelt). .

Für alle, die systematisch an die Mathematik herangehen möchten, stellt sich die Frage, wie groß DSCOVR das virtuelle Bild der Sonne erscheinen würde, wenn es an einem konvexen Kugelspiegel mit Radius im Mittelpunkt der Erde gespiegelt würde gleich 6378 + 5 Kilometer. Würde es so aussehen, als hätte es einen Durchmesser von etwa 30 Kilometern, wenn es auf den Reflexionspunkt projiziert wird, wenn Sie es so behandeln, als wäre es auf der Oberfläche des Spiegels selbst?

oben: Von Folie Nr. 12 hier (nachdem Sie auf die Einblendung gewartet haben). Stellen Sie sich für diese Frage vor, dass die in diesem Bild gezeigte Kamera näher am Spiegel ist als die Kerze – die Kerze, die die Sonne darstellt, wäre hinter der Kamera, die die Kamera EPIC von DSCOVR darstellt .