ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предисловие редактора перевода из "Лазерное дистанционное зондирование " В последние годы происходит бурное развитие новых методов и технических средств сбора данных о поверхности Земли и ее атмосфере с помощью пилотируемых и непилотируемых космических средств. Согласно многочисленным программам, принятым в различных странах, в ближайшие годы еще боль-щий размах приобретут научные исследования и практическая деятельность в этом направлении. [c.5] Несмотря на очевидные преимущества новых методов сбора данных по сравнению с традиционными методами и значительные успехи по сбору и использованию космических данных для многих научных исследований и решения практических задач, эта деятельность во многих случаях носит опытный характер и проводится в форме экспериментальных проектов. [c.5] Одной из главных причин такой ситуации является не вполне удовлетворительное качество, и в первую очередь недостаточная точность конечного информационного продукта, получаемого с помощью цифровых и инструментально-визуальных методов обработки первичных космических данных. [c.5] Одним из наиболее многообещающих путей решения этой проблемы является создание новых методов и технических средств дистанционного зондирования Земли и ее атмосферы, среди которых важное место отводится использованию активных методов лазерного зондирования с борта самолета и космических аппаратов. [c.5] Именно этому направлению и посвящена монография известного специалиста, автора ряда оригинальных работ в указанной области, проф. Р. М. Межериса из Университета Торонто (Канада). [c.5] Книга будет полезна как лицам, намеревающимся специализироваться в области дистанционного зондирования, так и тем, кто приобрел опыт работы в данной области. [c.6] Перевод выполнен канд. физ.-мат. наук В. В. Филюшкиным (предисловие, гл. 1—6, II) и канд. хим. наук И. Г. Городецким (гл. 7—10). [c.6] Лазер является одним из наиболее универсальных инструментов. Лазеры позволяют расширить возможность компьютеров и систем связи, заменить электронику оптоэлектроникой с их помощью выполняют тонкие микрохирургические операции на клетке лазеры находят применение и в военной области. Поэтому не вызывает удивления та важная роль, которую играют эти приборы в дистанционном зондировании. Специфические свойства лазеров делают их идеальным инструментом исследования в данной области. Действительно, способность лазеров эффективно проводить анализ удаленных объектов открывает новые горизонты в области дистанционного зондирования. В настоящее время уже продемонстрированы чрезвычайно широкие возможности применения данных приборов. Например, наземная лазерная система оказалась способной зарегистрировать атомы натрия на высоте 90 км на фоне других составляющих более высокой концентрации. Еще более примечательным явилось то, что эта система позволила эффективно сосчитать эти атомы, когда их концентрация не превышала 10 см . [c.7] При работе над книгой мы столкнулись с проблемой, которая обычно возникает при написании обзора по интенсивно развивающейся области исследований Поэтому мы старались подойти к изложению материала так же, как к возведению здания. Вначале закладывается прочный фундамент, который заведомо выдержит проверку временем. На этом фундаменте устанавливается сооружение со множеством окон, т. е. читателю предоставляется возможность ознакомиться с истинным положением дел, основными этапами и главными направлениями развития данной области исследований. [c.7] Монография адресуется специалистам широкого профиля, а также студентам, интересующимся проблемами окружающей среды и применением лазеров в дистанционном зондировании. В книге мы попытались изложить в разумных пределах весь материал, необходимый для понимания данного предмета, поэтому в начальных главах рассматриваются фундаментальные физические результаты. [c.7] Материал этой книги может быть положен в основу годового курса по лазерному дистанционному зондированию или явиться составной частью более общего курса. [c.8] Считаю своим долгом выразить признательность многим исследователям в области лазерного дистанционного зондирования за предоставление материала и помощь при подготовке этой книги. Особую благодарность хотелось бы принести У. Диллон за тщательную и терпеливую перепечатку рукописи, Л. Кинтеро за подготовку художественного оформления, а также жене за терпение, помощь и полное понимание. Я также ценю отношение детей, которые испытывали недостаток внимания с моей стороны в связи с работой над книгой, и помощь шурина при чтении корректуры книги. [c.8] Для достижения прогресса в исследовании окружающей среды необходимо соединение высокого уровня развития науки и техники и понимания важности этой проблемы обществом. Последние двадцать лет мы были свидетелями создания и усовершенствования лазеров, в эти же годы возросло понимание ограниченности ресурсов Земли и хрупкости баланса ее экосистем. Такие связанные с окружающей средой явления, как влияние фторуглеродов и окислов азота на защитный озонный слой Земли, влияние двуокиси углерода и вулканической пыли на климат, образование фотохимического смога, нефтяные загрязнения и кислотные дожди, привлекли всеобщее внимание к уязвимости биосферы Земли. [c.9] Солнечная радиация является основным источником энергии, приходящей на Землю, и, следовательно, играет важную роль в формировании структуры и состава ее атмосферы. Характер взаимодействия радиации с составляющими атмосферы существенно зависит от длины волны. Коротковолновая радиация X 200 нм, или 0,2 мкм, что соответствует энергиям фотонов, превышающим 6 эВ) способна вызывать диссоциацию, а в случае малых длин волн (Я 100 нм) и ионизацию основных составляющих атмосферы азота (N2) и кислорода (О2). Озон может диссоциировать при длинах волн короче 320 нм При увеличении длины волны взаимодействие ослабляется и в инфракрасной (ИК) области (Я, 760 нм) основным результатом взаимодействия является колебательное возбуждение молекул. Из-за взаимодействия с атмосферой спектр солнечной радиации, проходящей через атмосферу, изменяется (рис. 1.1). Верхняя кривая, приведенная на указанном рисунке, дает представление о спектральной освещенности вне атмосферы. Как можно заметить, максимум кривой приходится на 470 нм [1]. Около 20% энергии солнечной радиации переносится на длинах волн короче 470 нм и 44 % —в видимом диапазоне 400—760 нм. [c.9] Спектральная яркость Земли и ее атмосферы в ИК-диапа-зоне по наблюдениям с метеорологического спутника Нимбус-4 в отсутствие облаков представлена на рис. 1.2. Плавные кривые— спектральные яркости АЧТ при температуре 260, 280 и 300 К [1]. Как можно видеть, основная часть энергии, излучаемая Землей в пространство, приходится на диапазон 8—14 мкм. [c.10] В качестве стандартных приняты температура 273,16 К и давление 1,01325-10 Па — Прим. ред. [c.11] Молекулярная масса 80г равна 64 кг/кМ. Следовательно, плотность газа 50а равна 2,86 кг/м , поскольку 1 кМ занимает объем 22,4 м . Таким образом, 100 мкг (или 10 кг) газа 50г занимает объем 3,5-Ю и концентрации 100 МКГ-М- соответствует отношение смеси 35 млрд- . [c.15] В 1964 г. советским физикам Н. Г. Басову и А. М. Прохорову и американскому физику Ч. Таунсу за работы в области квантовой электроники и создание лазера присуждена Нобелевская премия по физике. — Ярыл. ред. [c.17] Вернуться к основной статье