ミー散乱（van de Hulst, 1981; Bohren, 1983）では、粒子サイズ、複素屈折率、入射光の波長により散乱角に対する強度分布パターンが変化する（図1に、例として半径0.5 µmの球形粒子を仮定して求めた複素屈折率に対する散乱パターンの変化を示す）。一般的に、粒子サイズが大きくなるほど前方散乱成分が卓越し、エアロゾルの光吸収は主に後方散乱成分に顕著に影響が現れる。また、回転楕円体が仮定できる非球形粒子では、散乱角90度以上の後方散乱側で、球形粒子との散乱パターンの違いが明瞭になる（Mishchenko, 1997）。このような散乱角に対する強度分布を示す関数を位相関数P(θ)と呼び、次式で示す全立体角で規格化した形で表すことが多い。

大気の放射伝達の観点では、散乱された太陽光が地表面方向（前方）に向かうのか、大気圏外（後方）に向かうのかが重要となる。この複雑な散乱パターンをより簡潔に表現するパラメータとして、非対称因子（非等方因子ともよばれる）g

がある。非対称因子は、－1 ～ 1の値をとり、値が大きいほど前方に散乱される割合が大きくなる。空気分子のレイリー散乱は、前方・後方の散乱パターンが対称となる等方散乱なのでgは0である。一般的なエアロゾルの非対称因の値は、0.6～0.8程度であり、粗大粒子が多いほど値は大きい。単一散乱アルベド、非対称性因子（または位相関数）、光学的厚さは、大気の放射伝達を考慮する際の主要な３要素として知られている（工藤, 2014）。また、非対称因子から位相関数を推定する関数として、Henyey-Greenstein の近似式（Henyey and Greenstein, 1941）がある。

参考文献

Bohren, C. F. and D. R. Huffman: Absorption and scattering of light by small particles, pp. 83－154, Wiley-Inter Science, 1983.

Henyey, L.G. and J. L. Greenstein: Diffuse radiation in the galaxy,” Astrophys. J. 93,70-83, 1941.

Mishchenko, M.I., L. D. Travis, R. A. Kahn, and R. A. West: Modeling phase function for dustlike tropospheric aerosols using a shape mixture of randomly oriented polydisperse spheroids, J. Geophy. Res.,102, 16.831－16,847,1997.

Van de Hulst, H.C.: Light scattering by small particles, pp. 114－171, Dover, New York, 1981.

工藤玲: エアロゾルの光学的特性と直接効果, 低温科学, 72, 113-125, 2014.

（京都大学・矢吹正教） 2016年4月30日　　★