Дымка атмосферная

Рис. 115. Фотографии, сделанные сквозь атмосферную дымку на нормальной пластинке Агфа (вверху) и на инфрахроматической пластинке Агфа (внизу)

Рис. 6.2. Измерения для различных углов рассеяния зависимости параметра нелинейности эхосигналов импульсного СОг-лазера от времени в атмосферной дымке (I—3) и снегопаде (4) (1=10,6 мкм,

Рассмотрим, как будет меняться яркость В (I) дымки при изменении расстояния /. Предположим, что прямая АС (рнс. 3-25) представляет границу практически бесконечно толстого приземного слоя однородно мутной атмосферы, рассеивающей поток падающего солнечного света. Обозначим яркость этого слоя В (оэ), и пусть в согласии с предыдущими рассуждениями в толще I км атмосферная дымка имеет яркость В (I), а коэффициент пропускания этого слоя обозначим снова т (/). Рассмотрим теперь прямую ОР, параллельную АС и отстоящую от нее на / км. Так как слой атмосферы за линией ОР останется по-прежнему бесконечно толстым, то для наблюдателя, находящегося на линии ОР, его яркость будет также В (оэ). Для наблюдателя, помещающегося на линии АС, можно написать, что яркость [c.113]

Выполненный Юнге [79] статистический анализ данных многочисленных микрофизических измерений показал, что поведение функции распределения частиц по размерам f(r) в среднем хорошо аппроксимируется формой (2.6) (функционально это соответствует линейной зависимости (г) в двойном логарифмическом масштабе). Однако для конкретного прогноза оптических свойств атмосферной дымки распределение (2.6) малопригодно, так как отражает только некоторую общую для многих реализаций закономерность распределения аэрозольного вещества по спектру размеров. Как показывают результаты многих измерений дисперсного состава дымки, отмеченных ранее, линейное приближение (2.6) в лучшем случае справедливо на интервале шкалы размеров не более одного по- [c.52]

Таким образом, имеются достаточно объективные основания рассматривать дисперсный состав атмосферной дымки в целом как [c.54]

Как показали результаты численного моделирования [23], неточность применяемой техники аппроксимации экспериментальных данных с помощью модели (2.26) по двум интегральным признакам и априорно заданных средних значениях 6/ вполне приемлема для целей адекватного прогноза оптических свойств атмосферной дымки. [c.55]

Предлагаемая методика упрош енного параметрического описания исходной микрофизической информации позволяет охватить достаточно широкое качественное многообразие возможных реализаций дисперсного состава атмосферной дымки, учесть физико-химическую разнородность ее структуры, выявить наиболее важные факторы формирования оптических свойств атмосферной дымки. [c.56]

Многообразие форм атмосферного аэрозоля как в отношении химического состава, так и размеров отдельных составляющих фракций делает задачу численного прогноза оптических параметров достаточно сложной. В литературе [6, 9] сложилась определенная классификация возможных форм существования аэрозоля, основанная на характерных типах оптической погоды (наличие осадков, облаков, туманов или дымки). В рамках этих характерных типов обычно и ставится задача моделирования, хотя, очевидно, что каждый из них также отличается достаточным многообразием. Сам термин аэрозоль часто используется для идентификации состояния безоблачной атмосферы. [c.134]

Границы применимости полученных выше формул однократного рассеяния пока еще не исследованы достаточно подробно. Соответствующие оценки имеются для прожекторных пучков (расходимость пучка 3—4°) при различных атмосферно-оптических условиях [9, 22]. Результаты сравнения рассчитанных освещенностей, создаваемых однократно и двукратно рассеянным излучением, показали, что при угле рассеяния в 144° и угле зрения приемника 2° влияние вторичного рассеяния становится сравнимым с однократным при оптических толщах т 0,03. Непосредственной экспериментальной проверкой в искусственных туманах для направлений около 180° установлено, что вклад многократного рассеяния оказывается пренебрежимо малым при коэффициентах рассеяния 0,05 м (т 0,5), роль вторичного рассеяния заметно уменьшается с уменьшением угла зрения и при переходе от туманов к дымкам, т. е. с уменьшением вытянутости индикатрисы рассеяния. [c.54]

Рассмотрим оптические свойства аэрозольных образований в тропосфере, которые принято называть атмосферными дымками (метеорологическая дальность видимости 5м 1 км). Эти аэрозольные образования являются наиболее типичными для пограничного слоя атмосферы (до высот 0,5 км) и охватывают 90 7о времени в большинстве географических районов. Часто понятие атмосферные дымки распространяют и на более высокие слои атмосферы на слой турбулентного перемешивания (до высот 2— [c.132]

Континентальные дымки. Наиболее разнообразны источники и механизмы образования частиц в континентальных условиях. При ЭТОМ именно для континентальных районов характерен наиболее широкий диапазон изменения метеорологических параметров атмосферы, который существенным образом определяет трансформацию оптических свойств атмосферных дымок. [c.134]

В соответствии с имеющимися представлениями, микроструктуру атмосферной дымки можно представить в виде двух основных фракций субмикронной и грубодисперсной, которые, вообще [c.134]

Морские дымки. Для атмосферных дымок океанических районов подробные экспериментальные данные об оптических харак- [c.137]

Распространение отраженного импульса. Случаи малых оптических глубин, при которых еще применимы формулы однократного рассеяния, был уже рассмотрен нами в гл. 2. Здесь отметим только их специфику применительно к условиям распространения в атмосферном аэрозоле. В частности, экспериментальная проверка формул однократного рассеяния в атмосферных дымках [5] обосновала их применимость для коэффициентов рассеяния меньше 5 км в пределах до 20 мкс. Эти же измерения показали, что в условиях высокой прозрачности атмосферы (/ р 0,3 км ) временная структура отраженного импульса определяется в основном геометрией эксперимента, а не оптическими характеристи- [c.166]

В эксперименте исследовалось отражение от диффузно рассеивающего экрана (лист белой чертежной бумаги), искусственной дымки, создаваемой путем сжигания древесных опилок вблизи области фокуса зондирующего пучка ( 1=130 м), и от естественного атмосферного аэрозоля ( 2 = 30 м). Приемная система наводилась на область фокуса зондирующего пучка. Измерение полуширины изображения осуществлялось путем сканирования дифракционной картины вертикальной щелью с помощью [c.235]

Прежде всего, обратим внимание на то, что функция 1)11( 0 ) в (1.54а) формально определена в бесконечной области значений Я, а именно, (О, оо). Конечно, практически, когда область размеров Я = [Я1, Я2] конечна, а это, как правило, всегда выполняется для реальных дисперсных сред, естественно ограничиться конечными интервалами оптического зондирования Л. Однако в этом случае выбор границ интервала Л=[А.тш, тах] должен существенно зависеть от границ области Я чем шире ее размеры, тем шире должен быть и спектральный интервал Л. Оптическое зондирование в широких спектральных интервалах влечет необходимость учета зависимости показателя преломления от Я, т. е. введения в обратные задачи по существу нового распределения т Х), Напомним, что распределениями мы называем любые положительные функции. В последнем примере имеются в виду условия гп (К)>0 и т"( ) 0 для всех X из спектрального интервала Л, Ядро интегрального уравнения (1.54а) усложняется и становится функционалом от т(А.), что подчеркивается при необходимости записью Кп[т к), г, Х]. При этом подразумевается, что значение угла рассеяния фиксировано. Для того чтобы избежать указанной зависимости, существенно усложняющей решение обратной задачи, а в ряде случаев делающей ее просто неопределенной, пытаются выбрать интервал Л очень узким. К сожалению, практически это не всегда удается. Например, для атмосферной дымки в приземном слое область возможных размеров охватывает интервал (0,05 3 мкм), поэтому выбор в качестве Л видимого диапазона длин волн (0,4 0,7 мкм) может быть неэффективным. В соответствующем оптическом эксперименте по зондированию атмосферной дымки мы просто не получим информации, которая позволяла бы нам судить о всем спектре размеров частиц с требуемой достоверностью. Это специфика оптического зондирования аэрозольных систем, осуществляемого в конечных спектральных интервалах. В силу этого обстоятельства теория микроструктурного анализа дисперсных сред, осуществляемого на основе численного обращения уравнения (1.54а), включает в себя методики оптимального выбора интервала оптического зондирования Л. [c.33]

Рис. 1.7. Пример морфологического анализа атмосферной дымки [55].

Представленный пример дает всего лишь одну реализацию возможной морфологии атмосферной дымки, однако ее можно считать вполне характерной для нормальных условий. Главное, что отсюда следует, это композиционный характер рассматриваемой полидисперсной системы частиц. Среда явно состоит из фракций частиц, имеющих различную геометрическую форму. Кстати, это в равной мере относится и к их химическому составу. Поскольку не представляется возможным дать адекватное описание морфологии частиц в целом по ансамблю, характеризовать оптику подобной аэрозольной системы можно лишь в рамках изложен- [c.81]

Dll, а, полученных при наложении на компоненты исходного вектора Ps , и оператор W]d возмущений. В последнем случае это достигается за счет вариаций Ат, накладываемых на начальное значение показателя преломления то. В качестве исходных данных при расчете Dn,o( , О ) выбраны модельное распределение Дымка Я [4], используемое при оценке оптических характеристик атмосферных дымок, и показатель преломления то=1,5— ,002 i. Возмущения в компоненты обращаемого вектора ps вносились в соответствии с правилом Ps , a( i)=Ps , о(Я/) [1+(—1) ] Согласно этой схеме, относительные возмущения А(Р/)/р(Я/) равны а, т. е. не зависят от Я/. В практике это соответствует так называемому случаю равноточных измерений. Отклонения в вещественной части ffi в расчетах принимались равными н=0,02. Примерно с такой точностью можно гарантировать определение т из обращения двух поляризационных индикатрис рассеяния, измеренных с помощью поляризационного нефелометра с ошибками не ниже 10 % [6]. Следует также заметить, что выбор подходящего значения то при обращении оптических характеристик атмосферных дымок в пределах тропосферы можно увязывать со значением относительной влажности воздуха. Соответствующие методологические указания на этот счет можно найти в работе [7]. [c.171]

Задачи о распространении лазерных пучков на трассах, содержащих слои аэрозоля и, в частности, водного аэрозоля (облака, туман, влажная дымка), относятся к числу тех задач атмосферной нелинейной оптики, в которых ярко выражена неаддитивность влияния различных факторов (просветление, нелинейная рефракция, дифракция) на ход процесса. [c.105]

Сопоставление данных средней объемной концентрации плазменных образований в канале пучка с результатами измерений характеристик аэрозольной компоненты атмосферных дымок позволило оценить зависимость минимального (критического) эффективного радиуса частиц дымки асг, инициируюш их оптический пробой, от плотности энергии излучения в пучке [3]. Для влажных дымок с метеорологической дальностью видимости 5м= = 12 15 м радиус изменяется в интервале 7—10 мкм. Причем для значений относительной влажности 85—95 % в условиях эксперимента преобладаюпдие твердые частицы были обводнены. Отношение внешнего радиуса к твердому ядру изменялось в преде-лах 1,2—1,4. [c.180]

Для спектральных линий испускания ионов и газового окружения твердых частиц аэрозоля время жизни близко к длительности лазерного импульса /и. На осцилограммах континуального свечения очагов макропробоя как в синей, так и в красной областях спектра наблюдались две стадии развития процесса взаимодействия света лазерного излучения с частицами атмосферной дымки. Первая стадия— допробойная. Она характеризуется относительно слабым тепловым излучением радиационно-нагретых твердых частиц. Вторая стадия свечения обусловлена явлением пробоя. Максимум энергетической яркости плазменных областей по времени приходится на конец импульса, когда эти области достигают наибольших величин. [c.197]

Проявления рассеяния Ми. Многообразие проявлений рассеяния Ми обусловливается многообразием частиц, на которых оно осуществляется. Небо, голубое в зените, постепенно сереет к горизонту. При задымлении атмосферы небо приобретает белесый оттенок. При полете в самолете на большой высоте четкая линия горизонта обьгано не видна. Она застилается атмосферной дымкой. Все эти явления обусловлены рассеянием Ми на аэрозолях воздуха. Малая или почти полная непрозрачность тумана является следствием сильного рассеяния Ми малыми каплями воды. Сильное ослабление света от Солнца при заходе и восходе в значительной степени обусловлено также рассеянием Ми. [c.297]

Оценивая перспективы дальнейшего раззития математической модели, описывающей формирование дисперсного состава атмосферной дымки, в настоящее время можно констатировать, что ни концепция Фридландера [58], согласно которой микропроцессы являются доминирующими в механизме формирования дисперсной структуры аэрозоля, ни гипотеза Юнге [79], трактующая структуру аэрозоля как результат взаимодействия региональных источников и геофизических факторов, не в состоянии самостоятельно обеспечить физически обоснованное решение вопроса. Не ясны пока и принципы объединения обеих концепций, поскольку при этом возникает сложная проблема согласования характерных временных масштабов развития микро- и макропроцессов, учет которых необходим для оценки результирующего поля аэрозольной концентрации. [c.52]

На рис. 2.13 представлены данные измерений группы Витби [125], интерпретированные как значения функции объемной плотности распределения dVIdr. Очевидна неоднородная, как минимум двухмодальная, дисперсная структура атмосферной дымки. Причина возникновения полимодальной структуры, которая является признаком фракционной природы атмосферной дымки, обусловлена тем, что сферы непосредственного активного влияния первичных и вторичных источников- аэрозольного веш ества разнесены между собой по шкале размеров частиц. Основная масса аэрозольных частнц, пo tyпaюЩaя непосредственно в атмосферу из первичных источников,— это грубодисперсная фракция с нижним пределом размеров 0,5—0,7 мкм [126]. В то же время формирование тонкодисперсной фракции дымки (гл 0,1 мкм) неразделимо с активностью вторичных источников аэрозольного материала, вследствие которых стимулируется комплекс процессов внутриатмосферного синтеза частиц из газовой фазы. [c.53]

Разнообразие и пространственно-временная изменчивость микрофизических и макрофизических характеристик, а также химического состава аэрозольных частиц определяют сложность описания оптических свойств атмосферного аэрозоля. В основу классификации оптических свойств принято закладывать глобальное распределение аэрозоля и выделять собственно тропосферный аэрозоль, стратосферный аэрозоль, аэрозоль верхней атмосферы. В свою очередь, в тропосфере визуально различаются следующие аэрозольные образования атмосферная дымка, туман и облака. Подробные исследования показывают, что не всегда перечисленные образования имеют однозначное отличие по основным оптическим характеристикам или, наоборот, внутри отдельных образований не всегда имеется однозначное сходство этих характеристик. Чтобы преодолеть обнаруживаемую неоднозначность во многих исследованиях предлагаются различные варианты класси- [c.114]

Известны многочисленные попытки на основании статистического экспериментального материала для индикатрис рассеяния в атмосферных дымках выделить отдельные подтипы этого аэрозольного образования. Примером могут служить подробные экспериментальные исследования индикатрис рассеяния видимого излучения в приземном слое атмосферы в различных географических районах, приведенные О. Д. Бартеневой [2] и позволившие осу-ш,ествить классификацию индикатрис рассеяния с использованием коэффициента асимметрии, оценить влияние относительной влажности воздуха на изменения формы индикатрисы. В работе [38 проведено сравнение усредненных значений индикатрис рассеяния со средними значениями метеорологической дальности видимости Sm. Эти первые статистически обеспеченные экспериментальные наблюдения угловых характеристик выявили фундаментальные черты их изменчивости и установили характерные различия между отдельными классами угловых характеристик. [c.120]

По физическому состоянию воздуха атмосферные дымки соответствуют доконденсационному, когда относительная влажность ниже 100 %. К особому классу следует относить туманную дымку, которая образуется при относительной влажности 90—95 % и имеет коэффициенты ослабления, соответствующие 5м=1ч-4 км. При туманных дымках на спектральную зависимость коэффициентов ослабления большое влияние оказывает грубодисперсная фракция частиц с радиусом до 5 мкм. Эта фракция частиц, появляющаяся за счет конденсационных процессов при высокой влажности, обусловливает характерный минимум коэффициента ослабления в длинноволновой области спектра (8—10 мкм). Иногда при высокой влажности наблюдается максимум спектральной зависимости коэффициента ослабления в области 0,4—0,5 мкм за счет увеличения размеров основной массы субмикронных частиц [27. [c.132]

При анализе оптических характеристик в атмосферных дымках в широком спектральном интервале недостаточно выделять типы оптической погоды по их оптическим признакам только в видимой области спектра. Для коэффициентов ослабления в инфракрасной области спектра и ореольной части индикатрисы рассеяния необходимы дополнительные критерии, так как доминирующую роль в формировании этих характеристик играют частицы грубодисперсной фракции, в то время как оптические свойства атмосферного воздуха в видимой области спектра определяются субмикрон-ными частицами. Такого рода дополнительным критерием в некоторых случаях может служить параметризация дымок по -сезонным и географическим признакам. Тогда внутри конкретных, ограниченных по ряду признаков атмосферных ситуаций может существовать определенная статистическая связь между состояниями субмикронной и грубодисперсной фракции, обусловленная типичными для этих условий метеорологическими параметрами атмосферы. [c.135]

Что же касается разработки технических средств, то их обстоятельный обзор можно найти в работе [7, 8]. Ниже приводятся основные технические характеристики двух многочастотных лидаров, созданных в Институте физики АН БССР с использованием ОКГ на красителях (табл. 2.1). Подобные лидары позволяют измерять спектральный ход аэрозольного коэффициента обратного рассеяния в приземном слое атмосферы в пределах видимой и ближней ИК областей. На рис. 2.1 приведено несколько реализаций характеристики Ря( ) для атмосферной дымки по данным работы [9]. На рис. 2.2 даны результаты обращения одной из них. Спектральный ход Ря( ) измерялся на пяти длинах волн 0,44 [c.96]

Рис. 2.10. Функция корректировки (т, Я) ДЛЯ пятичастотного лидара при определении микроструктуры атмосферной дымки (пример на рис. 2.2).

В качестве исходного экспериментального материала были выбраны значения коэффициентов направленного светорассеяния, измеренные для атмосферной дымки приземного слоя D Ki, = = 50°) и Dll (Рь = 178°). Измерения осуществлялись с помощью двух поворотных нефелометров [21]. Значения Du (Яь =50°) отождествлялось в наших расчетах с коэффициентом аэрозольного рассеяния Ps , = Ps ( ) В соответствии с так называемым нефе-лометрическим методом измерения Ps [21], а Dn(P2, б =178°) — с Ря = Ря(Я ). В численных исследованиях, которые последуют ниже, подобные допущения не столь существенны, поскольку эффективность оптических операторов можно изучать для любых массивов оптической информации. Представление о преобразовании P s- Ря может дать и оператор, преобразующий совокупность Dll, а (К = 50°), /== 1,. .., п в Dii,a( i, 0= 178°) . С точки зрения атмосферной оптики и разработки эффективных методик интерпретации нефелометрической информации это не менее интересная задача. [c.190]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...