Коэффициент поглощения аэрозольный

Коэффициенты поглощения Рс и рассеяния Ре аэрозольных моделей для единичной концентрации [c.137]

Наиболее интересным параметром, характеризующим эффективность работы лидара в аэрозольной атмосфере, является вероятность выживания кванта Л=о/(а-Ь(Та). На основе анализа имеющихся данных о величине Л для реального аэрозоля авторами сделан вывод, что в атмосферных дымках на А. = 0,55 мкм величина Л близка к значению 0,9. Среднее значение коэффициента поглощения при этом равно 5 10 км [c.32]

Tg=Tg—Too, Tg — температура нагрева, 8а — возмущение, вызванное теплопотерями капель при их испарении, аа — коэффициент аэрозольного ослабления, % — коэффициент газового поглощения. [c.105]

Знание оптических характеристик аэрозолей в поле мощных лазеров является основой для построения модели нелинейного распространения света через мутные среды. Коэффициенты аэрозольного ослабления, поглощения, рассеяния, индикатриса рассеяния, компоненты матрицы рассеяния, прозрачность при нелинейном взаимодействии излучения с аэрозольной средой становятся функциями вида ф(А., /, а, t), где а — параметр, характеризующий свойства аэрозоля (концентрацию, параметры функции распределения, комплексный показатель преломления). Вид этой зависимости, за исключением частных случаев, удается определить только из специально поставленных экспериментов. [c.121]

В последнее десятилетие широкое распространение получили лазерные системы контроля состояния окружающей среды. Традиционный арсенал методов лазерного зондирования базируется главным образом на процессах линейного взаимодействия излучения с газовой и аэрозольной компонентами атмосферы [27, 28, 33, 38, 39]. Вместе с тем существует целый ряд чрезвычайно интересных задач, решение которых линейными методами зондирования неэффективно как из-за возникающих технических трудностей ввиду малых сечений взаимодействий, так и из-за принципиальных физических ограничений, когда указанные эффекты не содержат информации об искомых параметрах среды. К такого ряда задачам относятся, например, дистанционный элементный анализ конденсированного вещества аэрозолей и подстилающей поверхности, определение содержания инертных газов, обнаружение сверхнизких концентраций газовых примесей и паров веществ с коэффициентами селективного поглощения <10" см и ряд других задач, связанных, в частности, с диагностикой индустриальных загрязнений, а также оконтуриванием месторождений полезных ископаемых по их газовым проявлениям. [c.188]

Сложный характер спектрального поведения коэффициентов оптического взаимодействия аэрозоля в областях расположения специфических полос поглощения минералов и солей, входящих в состав аэрозольных частиц, определяет более жесткие условия решения задачи прогноза спектрального пропускания атмосферы, особенно в инфракрасном диапазоне волн. Последние исследования убедительно показывают, что при этом нельзя игнорировать постоянные динамические превращения, которые испытывает аэрозоль под воздействием метеорологических факторов (в первую очередь влажности воздуха и ветрового режима). [c.5]

Рис. 4.9. Относительный вклад в суммарный коэффициент ослабления (/) субмикронной (2) и пылевой (5) фракций аэрозольных частиц (Х = 0,7 мкм) в районе полос поглощения ИК-радиации при Мз = 0,09 (а) и Мз = 0,04 (б).

Рис. 4.16. Зависимость спектрального поведения аэрозольных коэффициентов ослабления (а), рассеяния (б), поглощения (б) и обратного рассеяния (г) приземного слоя атмосферы от д и К.

Архив аэрозольных моделей. Наряду с поглощением газами при оценках энергетических потерь оптического излучения необходимо учитывать вклад аэрозольного ослабления. Коэффициенты аэрозольного ослабления существенно зависят от размеров, химического состава и концентрации частиц аэрозоля, которые характеризуются большой изменчивостью во времени и пространстве. Используемый в системе архив аэрозольных моделей содержит две дополняющие друг друга модели для спектрального диапазона высот от О до 30 км [20], вторая — от 30 до 100 км [30. [c.224]

Из теории переноса оптического излучения в дисперсных средах следует, что основными характеристиками, определяющими закономерности переноса энергетических и пространственно-временных параметров оптических волн, являются объемные коэффициенты аэрозольного рассеяния, поглощения или ослабления и компоненты матрицы рассеяния или комбинации этих компонент например, степень поляризации, эллиптичность поляризации). [c.115]

Коэффициенты аэрозольного рассеяния, поглощения и ослабления. Для полидисперсной системы атмосферного аэрозоля величина коэффициентов рассеяния, поглощения и ослабления определяется функцией распределения геометрического сечения (а) и фактором эффективности /С(р, т). Если частицы аэрозоля имеют одинаковый состав (одинаковый комплексный показатель преломления т), то коэффициент аэрозольного ослабления [c.115]

Среди многочисленных исследований по энергетическому ослаблению в атмосферном аэрозоле можно выделить два основных направления. Первое связано с исследованиями спектральной зависимости прозрачности атмосферы. При этих исследованиях, относящихся, как правило, к слабо замутненной атмосфере, результатом являются количественные данные о величинах спек тральной прозрачности аэрозольных образований или коэффициентов аэрозольного ослабления (рассеяния, поглощения). Последние при известной аэрозольной составляющей прозрачности атмосферы Га определяются простым логарифмированием величины Га = ехр(—кЬ), где L — длина трассы. Основная трудность при экспериментальных исследованиях в реальной атмосфере здесь состоит в разделении составляющих прозрачности атмосферы за счет аэрозольного ослабления и одновременно действующего молекулярного поглощения. Данный вопрос обсуждался в монографии [8]. В целом результаты исследований этого направления составляют важный раздел оптических свойств атмосферного аэрозоля и рассмотрены нами в гл. 4. [c.148]

Прежде чем перейти к анализу системы (3.36), сделаем несколько дополнительных замечаний. Во-первых, если отсутствует аэрозольное поглощение на рабочих длинах волн Я/, что и предполагалось выше, то PeV,i = pf ]i в пределах любого локального объема атмосферы. При зондировании в окнах прозрачности отсутствует поглощение молекулярной компонентой. Во-вторых, коэффициент направленного светорассеяния в прикладной оптике принято представлять в виде [c.164]

Изложенные в главе методы аппроксимации спектрального хода аэрозольного коэффициента ослабления (рассеяния) могут быть использованы при решении разнообразных задач оптического зондирования атмосферы и прежде всего тех, которые основываются на явлении молекулярного поглощения. В частности, к ним можно отнести восстановление профилей концентрации озона по данным лазерного зондирования, когда в дифференциальной методике требуется корректно учесть влияние вклада аэрозольного и молекулярного рассеяния. В главе подробно излагается так называемая методика локального прогноза, развитая на основе качественных методов теории аппроксимации оптических характеристик светорассеяния в атмосфере. Кратко обсуждены математические аспекты, связанные с постановкой и решением обратных атмосферно-оптических задач, использующих явление поглощения газовыми составляющими. Физическое содержание этих задач и их практическую значимость можно найти в работах [8, 10, 11]. [c.225]

Для количественной оценки пропускания атмосферы для лазерных источников необходимо иметь данные о коэффициентах аэрозольного ослабления, молекулярного рассеяния и резонансного молекулярного поглощения. [c.37]

Решение задачи отыскания Фо в среде с детерминированной по сечению пучка тепловой нелинейностью осуществлялось в безабе-рационном приближении на основе численного решения уравнений вида (2.8) и (2.9) путем замены при подстановке (2.11) ag на ссп, на ао , где ая и ао — объемные коэффициенты аэрозольного поглощения и ослабления соответственно. [c.51]

Методы спектральной прозрачности атмосферы применяют с оптическими схемами трассовых измерений в широком спектральном интервале. При контроле и мониторинге атмосферных аэрозолей природного и антропогенного происхождения результаты таких измерений обеспечивают качественно новые возможности анализа микрофизических и хршических характеристик наблюдаемого аэрозоля путем решения обратных задач (обращением измеренных коэффициентов аэрозольного ослабления). При контроле и мониторинге атмосферных газов удается на основании результатов измерений по методике дифференциального поглощения оценить содержание некоторых газов в атмосфере, не прибегая к спектрофотометрическим методам высокого разрешения. [c.619]

Чтобы получить фактическое распределеь1ие размеров частиц по высоте, достаточно умножить значение функции f(r) на соответствующее значение N (к) из табл. 5.2. То же самое справедливо и для любого прогнозируемого оптического параметра достаточно рассчитать его для единичной концентрации частиц N=1 см 3 и затем произвести соответствующую коррекцию для требуемой высоты. В табл. 5.3 приведены значения коэффициентов аэрозольного поглощения и рассеяния, нормированные на единичную концентрацию [42]. [c.138]

Обратимся к результатам модельных оценок. Особенности математического аппарата, лежащего в основе расчетных программ для ЭВМ указывались в п. 1.2 и 4.2. Алгоритм расчета оптических параметров для однородных полидисперсных сфер внедрен в Государственный фонд алгоритмов и программ [19]. В табл. 5.4 сгруппированы оптические характеристики, определяющие энергетику монохроматического лазерного излучения при распространении в аэрозольной атмосфере и оптико-локационные характеристики аэрозоля, необходимые для оценки потенциальных возможностей лазерных локаторов или фонов обратного рассеяния в оптических системах связи. В табл. 5.4 приведены статистические модели вертикального профиля объемных коэффициентов ослабления ( i), поглощения ( ) и обратного рассеяния ( . ) для фоновой модели глоба ьного аэрозоля, а также указаны соответствующие среднеквадратичные отклонения ( 6 ), возникающие за счет вариации профиля N[h) в соответствии с масштабом 6Л (Л). Результаты приведены для наиболее употребительных длин волн лазерного зондирования i=0,53 0,6943 1,06 и 10,6 мкм. [c.144]

Разнообразие химического состава вещества аэрозольных частиц различной природы определяют широкий диапазон значений комплексного показателя преломления. Обсуждение этого диапазона и более подробные данные приведены при описании различного типа аэрозольных образований в [5]. Здесь только отметим, что ошибки в определении коэффициентов рассеяния и поглощения, а также угловых и поляризационных свойств рассеянного излучения могут достигать сотен процентов из-за неправильного задания химического состава и соответственно оптических постоянных аэрозоля. Поэтому классификация атмосферного аэрозоля по химическому составу часто используется и при оптических исследованиях. По признаку именно химического состава нринято выделять водный и морской аэрозоль (частицы — водные растворы), дымовой аэрозоль (частицы — продукты сгорания), пылевой аэрозоль, органический аэрозоль, вулканический аэрозоль, фотохимический аэрозоль и многие другие. Однако следует учитывать, что в реальной атмосфере присутствуют одновременно аэрозольные частицы различного химического состава и с различным вкладом в оптические свойства. [c.88]

В первой главе изложена теория обратных задач светорассея ния полидисперсными системами частиц. Как известно, атмосфер ные аэрозоли играют существенную роль в физических и химиче ских процессах, происходящих в атмосфере, а также в значительной степени обусловливают пространственно-временную изменчивость ее оптических характеристик. Помимо этого, явление аэрозольного светорассеяния широко используется в дифференциальных методиках зондирования газовых компонент атмосферы на основе эффектов молекулярного поглощения. Здесь аэрозоли играют роль диффузно-распределенного трассера. Решение обратных задач молекулярного рассеяния не вызывает особых затруднений, чего уже нельзя сказать о рассеянии на аэрозолях. Сложный характер взаимодействия оптического излучения с аэрозольными системами делает задачу интерпретации соответствующих оптических данных весьма затруднительной. Обратные задачи оптики дисперсных рассеивающих сред следует рассматривать как особый класс обратных задач оптики атмосферы. Соответствующую теорию вычислительных методов удобно строить на основе так называемых оптических операторов теории светорассеяния полидисперсными системами частиц. Оптические операторы осуществляют взаимные преобразования одних оптических характеристик светорассеяния локальными объемами дисперсных сред в другие. Так, с помощью соответствующего оператора, зная спектральный ход аэрозольного коэффициента ослабления, можно-прогнозировать спектральный ход коэффициента рассеяния, либО обратного рассеяния и т. п. Для построения указанного оператора требуется знание показателя преломления аэрозольного вещества и морфологии частиц. Ниже в основном будет использоваться предположение о сферичности частиц рассеивающей среды. Операторный подход весьма просто распространяется на молекулярное рассеяние, что позволяет в рамках единого методологического подхода построить теорию оптического зондирования рассеивающей компоненты атмосферы. [c.8]

В заключительной главе монографии излагается теория аппроксимации оптических характеристик рассеивающей компоненты атмосферы. Типичной задачей, которая решается в рамках этой теории, является восстановление непрерывного спектрального хода любой из характеристик светорассеяния по дискретному набору приближенных измерений. В атмосферно-оптических исследованиях выбор этих измерений увязывается с так называемыми окнами прозрачности. Изложенный в главе метод решения ап-проксимационных задач (метод обратной задачи) позволяет одновременно осуществлять интерполяцию и экстраполяцию характеристик в спектральные интервалы, где их непосредственное измерение недоступно из-за сильного молекулярного поглощения либо в силу каких-то иных причин. В последнем случае типичным примером является прогноз аэрозольных характеристик рассеяния в ближние УФ- и ИК-области по измерениям в видимом диапазоне. Методы аппроксимации в полной мере применимы и для угловых характеристик. Иллюстрацией этого служат примеры восстановления непрерывного углового хода аэрозольных индикатрис рассеяния по некоторым опорным ее измерениям в центральной области углов. При этом оказывается возможной оценка значений индикатрисы (то же самое коэффициента направленного светорассеяния) для таких важных направлений, как рассеяние строго вперед или назад. [c.11]

В практике атмосферно-оптических исследований часто возникает необходимость в применении численных методов интерполяции и экстраполяции спектральных и угловых характеристик светорассеяния. Например, это имеет место в задачах разделения спектрального хода молекулярных и аэрозольных коэффициентов ослабления в атмосфере по данным спектральной прозрачности. В случаях, когда требуется дать корректную оценку величины молекулярного поглощения при наличии в соответствующих экспериментальных данных значительного фона рассеяния и т. п. Разработка эффективных методов экстраполяции спектральных характеристик позволит, в частности, прогнозировать значения аэрозольных коэффициентов рассеяния и ослабления в ИК- и УФ-областях, где их непосредственное измерение затруднено из-за преобладания молекулярного поглощения. Исходные оптические данные для подобной экстраполяции можно получить в видимом диапазоне, где имеется достаточно окон прозрачности . Излагаемая ниже теория аппроксимации аэрозольных спектральных характеристик светорассеяния основана на их аналитическом представлении параметрическими интегралами и регуляризирующих алгоритмах численного обращения последних. То, как технически реализуется этот метод аппроксимации, уже говорилось выше, при обсуждении возможных применений операторов восстановления, в первой главе. [c.224]

В пределах настоящего раздела кратко излагаются методики интерпретации оптических данных, получаемых при зондировании слабозамутненной атмосферы, когда объемные коэффициенты аэрозольного рассеяния заметно меньше соответствующих коэффициентов для молекулярной компоненты. Подобные задачи имеют первостепенное значение в оптических исследованиях средней и верхней атмосферы, осуществляемых с использованием измерительных систем, установленных на космических платформах [32, 33]. Для того чтобы в этом случае можно было сколько-нибудь достоверно судить о концентрации аэрозольных частиц и их средних размерах, необходимо решить задачу разделения аэрозольного и молекулярного рассеяния из оптических измерений. С аналогичной задачей мы уже сталкивались выше в теории касательного зондирования. В тех ситуациях, когда молекулярное рассеяние доминирует в формировании оптических сигналов, оказывается полезным привлекать для исследования параметров атмосферы и эффекты молекулярного поглощения. [c.257]

Как известно, поглощение оптического излучения определяется значением мнимой части показателя преломления аэрозольного вещества х. При хр < 0,1 поглощение света веществом прозрачной частицы практически не влияет на коэффициент рассеяния, а суммарный коэффициент ослабления пропорционален х, причем коэффициент пропорциональности зависит от р = 2яаД. Поэтому поглощение излучения оптического диапазона длин волн от 0,3 до 13 мкм конденсированной водой существенно только в облаках и крупнокапельных туманах. В дымках и туманных дымках, где в коротковолновой области спектра р < 15 (Х = 0,3... 4 мкм) и в длинноволновой р < 1 к 8 мкм) поглощение зависит, прежде всего, от концентрации твердых частиц, обладающих весьма сильными полосами молекулярного поглощения [14]. [c.31]

Наиболее широко используемой к настоящему времени является модель Макклатчи [51], содержащая сведения об аэрозольных и молекулярных коэффициентах рассеяния и поглощения для достаточно обширного набора длин волн лазерного излучения от 0,3371 до 337 мкм и пяти сезонных и широтных зон тропической, летней и зимней среднеширотной, летней и зимней арктической. Сетка высот изменяется от 1 км в диапазоне 0... 25 км до 5 км для высот 25.. . 50 км. Вся информация в ней приводится для двух случаев, когда метеорологическая дальность видимости у поверхности Земли составляет 5 и 23 км. Функция [c.37]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...