16.2.2. Затухание оптического излучения в атмосфере
Когда в 
рассматривалось затухание света в оптических волокнах, было удобно различать потери на поглощение и потери на рассеяние. Это справедливо и для затухания света в атмосфере. Поглощение света вызывается главным образом водяными парами и углекислым газом, рассеяние — частицами пыли и каплями воды. Существуют и
Рис. 16.5. Прозрачность атмосферы на уровне моря. [Взято из [16.2] и основано на работе 
Эти результаты были получены на горизонтальной трассе длиной 
Увеличение амплитуд пиков прозрачности в окне между 
служит доказательством рассеяния на остатках дымки
два других эффекта, которые затрудняют передачу оптических сигналов в атмосфере: рефракция и мерцание.
Поглощение света атмосферой зависит от содержания в ней водяных паров и углекислого газа вдоль пути распространения световой волны, концентрация которых в свою очередь зависит от влажности воздуха и высоты. Классическое измерение инфракрасного поглощения на уровне моря было сделано Гэбби 1 в 1951 г. Результаты этих измерений приведены на рис. 16.5, из которого видно, что «окна» прозрачности имеют место в видимой области (естественно!) и в областях 
В пределах этих окон можно ожидать благоприятную передачу оптических сигналов.
Рассеяние имеет еще большую изменчивость, чем поглощение. Иногда бывает удобным четко разграничить термины дымка и туман. В условиях дымки основной причиной рассеяния является наличие в атмосфере пылевых частиц в основном субмикронных размеров и, следовательно, небольших по сравнению с длиной волны излучения. В результате превалирует рэлеевское рассеяние, вследствие чего его уровень быстро уменьшается с увеличением длины волны. В тумане рассеяние вызывается главным образом водяными каплями, диаметр которых обычно 
Затухание также зависит от длины волны, однако рассеяние добавляется к возрастающему поглощению в
водяных парах и обычно становится настолько сильным, что делает оптическую систему связи неработоспособной.
Водяные капли, размеры которых достигают миллиметровых размере, обычно выпадают в качестве дождя. Это вызывает как рассеяние, как и поглощение. Коэффициент затухания увеличивается с увеличением скорости осадков, но зависит также от распределения размеров рдяных капель. Это затрудняет обобщения, но можно сказать, что увеличение затухания на 
является обычным. Таким образом, несмотря на то, что характеристики системы связи значительно ухудшаются из-за дождя, можно обеспечить достаточный запас мощности, чтобы сохранить их на прежнем уровне.
Изменения атмосферной температуры вдоль пути распространения называют рефракцию пучка. Непрерывные изменения рефракции вследствие турбулентности атмосферы приводят к мерцанию, эффекту, обычно присутствующему при наблюдении звезд. Рефракция и мерцание затрудняют наведение узкого пучка и, по существу, определяют нижний предел практической расходимости пучка. Мерцание также вызывает непрерывное изменение уровня мощности принимаемого сигнала. Это, наряду с изменением атмосферного затухания, исключает использование методов прямой аналоговой модуляции интенсивности для внешних наземных систем связи.
