其中大气相干长度(Fried参量)是描述大气光学湍流空间尺度的特征参量,表示光波的大气扰动导致像质退化的程度。在可见光波段,优良台址的大气相干长度
通常是10厘米左右。对于一定的观测波长,大气相干长度值越短,视宁度越差,表征大气湍流活动越强,导致望远镜的光学成像质量也越差。大气相干时间
是描述湍流扰动特性的另一个重要参数,它反映了湍动大气在时间尺度上的变化。根据湍流冻结假设理论,光波波前在湍流大气的传输中,会在一个极短的时间(一般是毫秒级)内波前的畸变是基本保持不变的,而这个短时的时标就是所定义的大气相干时间
。在
时间内,大气湍流是由风速作用而被“冻结”着平移的,湍流特性是一致的,光波的波形将也不会发生畸变。大气相干时间在可见光波段的典型值是5毫秒左右。
在天文观测中,大气相干长度已经成为衡量可见光波段和红外波段天文台址的一个常用指标。大气相干时间
则决定了自适应光学系统设计的响应参数,即自适应光学系统的波前传感器探测频率和改正镜的响应频率必须大于
,才能对大气光学湍流造成的扰动进行实时改正。
、
、湍流等晕角
、湍流内尺度
与外尺度
均与大气折射率结构常数
轮廓密切相关,它们全面揭示了大气光学湍流的多尺度非线性系统特性。