비대칭인자 (asymmetry parameter)
한 줄 정의: 입자가 빛을 앞쪽으로 얼마나 치우쳐 산란시키는지를 -1에서 1로 나타낸 값입니다.
쉽게 풀면
작은 물방울이나 먼지에 햇빛이 부딪히면 사방으로 흩어지는데, 앞으로 더 많이 가는지 뒤로 되튀는지는 입자마다 다릅니다. 비대칭인자는 산란 방향의 평균적인 치우침을 하나의 숫자로 요약한 값으로, 1에 가까울수록 앞으로 곧장 나아가고 0이면 앞뒤가 같으며 음수면 뒤로 되돌아갑니다. 구름 물방울은 보통 0.85 안팎이라 빛을 대부분 앞쪽으로 흘려보냅니다.
왜 중요한가
복사전달 계산에서 산란의 방향성을 이 하나의 값으로 대신하기 때문에, 구름과 에어로졸이 지구를 얼마나 밝게 만드는지 추정하는 데 직접 영향을 줍니다. 단일산란알베도, 광학두께와 함께 복사강제력 계산의 세 기둥으로 다뤄집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"관측된 에어로졸의 비대칭인자는 0.65 내외로, 전방 산란이 우세한 미세 입자의 특성을 반영하였다."
입자 종류를 산란 방향성 값으로 특징짓는, 에어로졸 광학 특성 연구의 전형적인 서술입니다.
조금 더 깊게 보면
비대칭인자는 산란위상함수를 산란각의 코사인으로 가중평균한 값으로 정의됩니다. 입자 크기가 파장보다 훨씬 작은 레일리 산란에서는 앞뒤가 대칭이라 값이 0이고, 미산란 영역으로 갈수록 전방 산란이 강해져 값이 커집니다. 이중흐름근사에서는 이 값을 이용해 광학두께를 축소하는 델타-에딩턴 보정을 적용하여 강한 전방 산란을 효율적으로 처리합니다.
주의할 점
단일산란알베도가 '흡수 대비 산란의 비율'을 뜻하는 반면, 비대칭인자는 '산란의 방향'만 말합니다. 값이 커도 실제로 우주로 되돌아가는 빛의 양은 광학두께와 함께 봐야 하므로, 이 값 하나로 냉각 효과를 판단해서는 안 됩니다.