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散乱計または拡散計は、空気などの媒質中で拡散によって散乱された光線またはレーダー波の反射を測定する科学機器です。可視光を使用する拡散計は、空港や道路沿いに設置され、水平視程を測定します。レーダー散乱計は、電波またはマイクロ波を使用して、表面の正規化レーダー断面積（σ₀ 、「シグマゼロ」または「シグマゼロ」）を決定します。これらは、風速と風向を測定するために気象衛星に搭載されることが多く、産業界では表面の粗さを分析するために使用されています。
光学拡散計は、気象学において光学的距離、すなわち水平視程を測定するために使用される装置です。通常はレーザー光である光源と受光器から構成され、両方とも共通の領域に向けて下向きに35°の角度で配置されます。光線に沿った空気による横方向の散乱は、減衰係数として定量化されます。晴天時の消散係数からのずれ（例えば霧など）が測定され、視程に反比例します（減衰が大きいほど視程は低くなります）。
これらの装置は、一般的な視程を測定する自動気象観測所、滑走路の視程を測定する空港の滑走路沿い、または道路の視界状況を測定するために設置されています。主な欠点は、送信機と受信機の間の非常に小さな空間で測定が行われることです。そのため、報告される視程は、一般的な状況（例えば、広範囲にわたる霧）における機器周辺の一般的な状況のみを代表するものです。これは常に当てはまるわけではありません（例えば、局地的な霧）。
レーダー散乱計は、マイクロ波エネルギーのパルスを地球表面に向けて送信し、反射されたエネルギーを測定することで動作します。ノイズのみの電力は別途測定され、信号＋ノイズの測定値から差し引かれることで、後方散乱信号電力が求められます。 シグマ0（σ⁰）は、分布目標レーダー方程式を用いて信号電力測定値から計算されます。散乱計は、正確な後方散乱測定を行うために、非常に精密に校正されています。
宇宙搭載散乱計測の主な用途は、海洋上の地表付近の風の計測である。[ 1 ]このような機器は風散乱計として知られている。異なる方位角からのシグマ0の計測を組み合わせることで、風と後方散乱を関連付ける地球物理モデル関数（GMF）を使用して、海洋表面上の地表付近の風ベクトルを決定できる。海洋上では、レーダー後方散乱は、一般的に海洋上の地表付近の風と平衡状態にある風によって発生する毛細管重力波からの散乱によって生じる。散乱メカニズムはブラッグ散乱として知られており、マイクロ波と共鳴する波によって発生する。
後方散乱パワーは風速と風向に依存します。異なる方位角から観測すると、これらの波からの観測される後方散乱は変化します。これらの変化を利用して、海面風、すなわちその速度と方向を推定することができます。この推定プロセスは、「風速推定」または「モデル関数逆解析」と呼ばれることがあります。これは、散乱計の後方散乱とベクトル風を関連付けるGMF（経験的または半経験的な形式）の正確な知識に基づく非線形逆解析手順です。推定には、GMFを用いた角度多様性散乱計測定が必要です。GMFは、散乱計が海面上の同じ地点を異なる方位角から複数回後方散乱測定することによって得られます。
散乱計による風の測定は、大気と海洋の相互作用、気候研究に使用され、特にハリケーンの監視に役立ちます。[ 2 ]散乱計の後方散乱データは、植生、土壌水分、極地の氷、南極の氷山の追跡[ 3 ]、および地球規模の変化の研究に応用されています。[ 4 ]散乱計による測定は、宇宙から砂丘や雪丘の風を測定するために使用されてきました。地球外の応用には、宇宙探査機を使用した太陽系の衛星の研究が含まれます。これは特に、土星とその衛星へのNASA/ESAカッシーニミッションの場合に当てはまります。
NASA、ESA、NASDAによって、数世代にわたる風散乱計が宇宙に打ち上げられてきました。最初の運用可能な風散乱計は、Seasat Scatterometer (SASS) として知られ、1978 年に打ち上げられました。[ 5 ]これは、Ku バンド (14 GHz) で動作するファンビーム システムでした 。1991 年に ESA は、欧州リモートセンシング衛星ERS-1 先進マイクロ波機器 (AMI) 散乱計を打ち上げ、[ 6 ]続いて 1995 年に ERS-2 AMI 散乱計を打ち上げました。どちらの AMI ファンビーム システムも C バンド (5.6 GHz) で動作しました。1996 年に NASA は、NASDA ADEOS I衛星に搭載されたNASA Scatterometer (NSCAT) を打ち上げました。[ 1 ]これは Ku バンド ファンビーム システムです。[ 7 ] NASAは1999年にQuikSCATにSeaWindsとして知られる最初の走査型散乱計を搭載しました。これはKuバンドで動作しました。2番目のSeaWinds機器は2002年にNASDA ADEOS-2に搭載されました。インド宇宙研究機関は2009年にOceansat-2プラットフォームにKuバンド散乱計を搭載しました。ESA とEUMETSATは2006年にMetop -Aに最初のCバンドASCATを搭載しました。[ 8 ] 2016年に打ち上げられたサイクロン全地球航法衛星システム（CYGNSS）は、搭載レーダー送信機を使用する代わりに、地球表面からの全地球測位システム（GPS）信号の反射を分析するバイスタティック方式を利用する8つの小型衛星のコンステレーションです。
散乱計は、19世紀半ばに提唱された、風による異方性（方向依存的）長距離分散の仮説を証明し、陸塊間の強い植物相の類似性を説明するのに役立った。
2004年5月に科学誌「サイエンス」に掲載された「南半球における長距離分散手段としての風」というタイトルの研究では、 1999年から2003年にかけてSeaWinds散乱計で毎日測定された風向と風速のデータが使用されました。その結果、植物相の類似性と地理的な近接性よりも風による連結性との間に強い相関関係が見られ、南半球の多くの生物にとって風が分散手段となっているという考えを裏付けるものとなりました。
散乱計は、光学（例えば、Jean M. Bennett 博士らが開発した全積分散乱測定法[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]）、半導体、精密機械加工業界 [ 13 ] における研磨面やラップ面の粗さの計測に広く使用されています。これらは、トポグラフィー評価のための従来のスタイラス方式に代わる、高速かつ非接触の代替手段を提供します[ 14 ] [ 15 ]。散乱計は真空環境に対応しており、振動に敏感ではなく、表面処理や他の計測ツールと容易に統合できます[ 16 ] 。
地球観測衛星や設置機器での使用例、および運用開始日：[ 17 ]