Известно, что с увеличением отношения размера аэрозольной частицы к длине волны падающего на нее излучения индикатриса рассеяния вытягивается вперед, в то время как в направлении назад она практически остается неизменной.

Кроме того, необходимо отметить, что выражение (1) справедливо, когда приращение функции dP мало изменяется на , т.е. для малых оптических толщ (τ ≤ 1), например, при зондировании слабых дымок.

Распространение света в облаках, туманах, плотных дымках сопровождается появлением многократного рассеяния (МР), т.е. излучение рассеивается не один раз прежде, чем попасть на приемник лидара. В этом случае неучет многократного рассеяния при решении УЛЗ дает ошибку, вследствие чего многократное рассеяние считается помехой. На самом деле, лидарный сигнал многократного рассеяния более чувствителен к изменению микроструктуры зондируемого аэрозольного образования, а значит, предпочтителен для определения фазового состава и размеров аэрозольных частиц.

Явление МР излучения в аэрозольных средах в полной мере описывается уравнением переноса излучения (УПИ), которое до сих пор в общем виде не решено. Наиболее распространены приближенные методы решения этого уравнения – метод Монте-Карло, имитирующий процесс блуждания фотонов в рассеивающей среде, и метод малоуглового приближения, с помощью которого удалось описать закономерности распространения узких коллимированных пучков излучения в рассеивающих средах, представляющих интерес для лазерной локации атмосферы.

Метод Монте-Карло позволяет учесть геометрию зондирующего пучка, направленность приемной антенны и т.д. Этим объясняется его широкое применение для решения прямой задачи. Следует отметить, однако, что, как и все численные методы, метод Монте-Карло не позволяет получить искомое решение в аналитическом виде, связывающем параметры зондирующего и отраженного атмосферой сигнала с параметрами приемо-передающей системы лидара и оптическими характеристиками атмосферы по трассе зондирования.

Для аналитического решения задачи рассеяния лазерного излучения в оптически плотных средах с учетом МР многократного широко используется малоугловое приближение УПИ. В основу этого подхода положен учет рассеяния в области малых углов. При этом характеристики реальной среды заменяются "эквивалентными". Точность решения во многом зависит от точности этой замены.

Интерпретация данных лазерного зондирования аэрозольных образований этими методами затруднена, т.к. невозможно проанализировать, как пространственная структура сигнала обратного рассеяния и интенсивности отдельных кратностей связаны с параметрами лидара и оптическими характеристиками среды.

Технические возможности относительно простых современных лидаров таковы, что позволяют принимать сигнал с расстояний, не превышающих значений оптической толщи τ ≤ 4. Исследование закономерностей формирования лидарного сигнала путем численного решения УПИ методом Монте-Карло показывает, что преобладающий вклад в отраженный сигнал при лазерной локации плотных аэрозольных образований с оптической толщей τ ≤ 3 вносит одно- и двукратное рассеяние. Таким образом, во многих практически важных случаях лидарный сигнал с достаточной точностью можно описать в приближении двукратного рассеяния.