Энергия электромагнитной волны, поглощённая молекулой воздуха на длине волны λ переходит в кинетическую, то есть в тепловую. При этом интенсивность на длине волны λ уменьшается. Молекулярное поглощение атмосферными газами имеет ярко выраженный селективный характер и проявляется в спектре в виде отдельных линий и полос поглощения, разделенных «окнами прозрачности», где поглощение либо вообще отсутствует, либо является весьма малым. Наибольшее значение для лазерного зондирования аэрозоля и облаков имеют «микроокна прозрачности» в видимом и ближнем ИК диапазонах: 0,35 - 0,75; 0,95 - 1,06 мкм. В этих спектральных интервалах ослабление лазерного излучения обусловлено, в основном, явлением рассеяния (1.2.).

Пространственное распределение рассеянной энергии элементарным объёмом среды характеризуется индикатрисой рассеяния χ(γ) которая определяется как отношение интенсивности излучения I(γ) рассеянного под углом γ единичным объемом атмосферы к потоку рассеянного изучения во всех направлениях

(4)

где dΩ = γdγdφ - элемент телесного угла. Интегрирование в (4) проводится по телесному углу 4π.
Из (4) следует, что индикатриса χ(γ) нормирована условием:

Если χ(γ)=1, то говорят, что имеет место изотропное рассеяние.

Для интерпретации результатов лазерного зондирования большое значение имеет вопрос о границах применимости закона Бугера.
Основное предположение, на котором строится закон Бугера для рассеивающих сред, состоит в утверждении, что частицы рассеивают свет независимо друг от друга, т.е. рассеянное излучение некогерентно, а многократное рассеяние пренебрежимо мало по сравнению с однократным. Если обратиться к схеме лазерного зондирования, то это означает, что регистрируемый сигнал должен существенно превосходить помеху многократного рассеяния. При зондировании дымок или сквозь дымки эффектами многократного рассеяния можно пренебречь, в то время, как при зондировании облаков и туманов ими можно пренебречь лишь для ограниченных значений оптической толщи, величина которой зависит от угла расходимости источника излучения и угла поля зрения приемной системы.


Рис. 1.1. Схема многократного рассеяния