Коэффициент рассеяния аэрозольный обратного

В задачах оптического зондирования атмосферы информативность того или иного интервала размеров частиц определяется тем, сколь существенно проявляет себя в поведении Р(А,) функция распределения геометрических сечений частиц 8 г). Как показывает численный анализ, в спектральном интервале 0,53—1,06 мкм аэрозольный коэффициент обратного рассеяния Рл(А,) (а также полидисперсный фактор Кл )) обычно является монотонно убывающей функцией X практически независимо от типа унимодального распределения. Соответствующие примеры представлены на рис. 4.10. [c.111]

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.

Другой достаточно очевидный вывод, уже отмечавшийся в п. 4.3, состоит в том, что характеристики локационного рассеяния более чувствительны к вариациям микрофизических характеристик, чем интегральные коэффициенты взаимодействия. Это в определенной степени осложняет задачу количественной интерпретации данных лазерного зондирования, но сохраняет перспективы более информативной постановки обратных задач аэрозольного рассеяния. [c.133]

Следует заметить,-что введение операторов, связывающих, в частности, спектральный ход аэрозольного коэффициента обратного рассеяния с ходом коэффициента ослабления, можно рассматривать как способ априорного доопределения указанной [c.87]

Как показали измерения, значения коэффициента обратного аэрозольного рассеяния менялись в пределах от 0,05 до 0,15 км в нижней тропосфере. Вся процедура измерения средних S z,y) в экспериментах занимала не более 30—45 мин (подробно методику эксперимента см. в [31]). [c.120]

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]

В заключение уместно провести аналогию обратных задач типа (4.66) с интерпретацией локационных данных, полученных только на основе рассеяния, в которых удается корректно учесть вклад аэрозольного рассеяния в оптические сигналы, надежно выделить профили объемного коэффициента обратного рассеяния воздухом затем оценить температурные профили Т г), [c.270]

Совершенно иной вид профиля деполяризации наблюдается при наличии в атмосфере аэрозоля, оптические свойства которого отличаются от естественного. На рис. 3.28 показаны вертикальные профили Л и ал в дымовом шлейфе труб нефтехимического комбината, полученные на расстоянии 2.. . 2,5 км от источника. Видно, что оптическая плотность дымового шлейфа на указанном расстоянии уже невелика. Следовательно, эхо-сигнал формируется за счет однократного рассеяния. В то же время профиль деполяризации качественно отличается от рассмотренного ранее на рис. 3.27. С увеличением глубины проникновения зондирующего импульса в аэрозольный шлейф деполяризация эхо-сигнала испытывает пространственные флуктуации, коррелирующие с коэффициентом обратного рассеяния. Абсолютное значение деполяризации заключено в пределах 10.. . [c.99]

Основываясь на данных, положенных в основу построения рис. 3.33, нетрудно найти вертикальные профили коэффициентов взаимной корреляции между значениями температуры, влажности и обратного коэффициента аэрозольного рассеяния, представленные на рис. 3.34. [c.105]

Далее предполагается, что объемный коэффициент обратного молекулярного рассеяния определяется непосредственно из результатов зондирования, как в случае, когда аэрозольной компонентой эхо-сигнала можно пренебречь, например при зондировании на высотах более 30 км. Высоту 30 км принято считать предпочтительной для использования калибровки лидара, так как на этой высоте эхо-сигналы наибольшие. К тому же ее достигают радиозонды, и, следовательно, значения температуры могут быть получены из непосредственных измерений. [c.109]

Здесь Рл(2 ) = Рм(2 )+Ря(г) — общий коэффициент обратного рассеяния, состоящий из коэффициентов аэрозольного (Ми) и молекулярного (рэлеевского) обратного рассеяния fti(v) — спектральная форма контура линии лазерного излучения gi y, г) — спектральная форма контура уширенной линии рассеянного назад лазерного излучения от молекул воздуха из объема г по трассе зондирования. Из формул (5.28)... (5.30) видно, что в этой схеме восстановления концентрации Н2О в отличие от схемы (5.13) возникает дополнительная зависимость от термодинамических параметров атмосферы, особенно от распределения температуры воздуха по трассе зондирования. Кроме того, появляется зависимость от соотношения аэрозольного и молекулярного рассеяния по трассе. Причем схема (5.28)... (5.30) очень чувствительна к наличию сильных градиентов в распределении аэрозоли по трассе зондирования. [c.153]

В работе [40] рассчитаны высотные профили коэффициентов аэрозольного и молекулярного обратного рассеяния [соответственно (Я, г) и Р (Л., г) — здесь М относится к рассеянию Ми, а — к рэлеевскому рассеянию 2 — высота) для длин волн, соответствующих основной и второй гармоникам лазера на рубине. Расчеты проводились в предположении степенного распределения Юнге с Ур = 3 для аэрозольного вещества с п = 1,5 интегрирование по радиусам аэрозольных частиц велось в пре- [c.68]

Рис. 2.26. Зависимость аэрозольного объемного коэффициента обратного рассеяния от длины волны [16].

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]

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]

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]

На рис. . а представлен спектральный ход аэрозольного коэффициента обратного рассеяния Рл(А.) для слоя Д(г) = 1,5 км, находящегося на высоте г=13,5 км. Измерения осуществлялись с помощью трехчастотного лидара на длинах волн 0,53 0,69 1,06 мкм. Пример заимствован из работы [36], где дан подробный анализ методик интерпретации оптических данных, получаемых [c.60]

Решением любой из построенных выше систем уравнений являются высотные профили коэффициента обратного рассеяния Ря(г, >.), ослабления Рех( ,Х) и функций плотности 5(г, >.), харак-теризуюш,их микроструктуру зондируемого аэрозольного образования. С точки зрения контроля оптического состояния атмосферы наибольший интерес, очевидно, представляет определение профилей оптической характеристики Рех г, %). Использование в вычислительных схемах обраш,ения локационных данных оптических операторов типа W позволяет одновременно решать и экстраполяционные задачи, т. е. эффективно решать зада и аналитического продолжения спектрального хода Рех г, X) вправо и влево от границ интервала оптического зондирования Л= [>.тт, >-тах]. Одновременно с этим при известных значениях вещественной т и мнимой т" частей комплексного показателя преломления т можно оценить Рс5(г, >.) и профиль отношения Р с/Рех, характеризующего [c.92]

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]

Методы численного решения систем типа (3.39) будут подробно нами рассматриваться в п. 4.2, а сейчас лишь напомним, что в основе этой системы лежат предположения о сферичности рассеивающих частиц и априорное задание показателя преломления аэрозольного вещества т = т —т"1 в пределах зондируемого слоя [ЯьЯг]. В силу этого изложенная выше теория многочастотного касательного зондирования приводит к вычислительным схемам обращения оптических данных, применимых при тех же исходных допущениях, что и в методе многочастотного лазерного зондирования. Это обусловлено единством методологического подхода к теории оптического зондирования рассеивающей компоненты атмосферы. Вместе с тем необходимо обратить внимание на то обстоятельство, что требования к выполнению указанных выше допущений существенно различны для указанных двух методов. Действительно, уравнения теории касательного зондирования относительно локальных оптических характеристик светорассеяния являются интегральными, причем первого рода, и поэтому вариации бРех (то же самое бт и б/)ц), обусловленные ошибками Ат в задании подходящих значений т, слабо сказываются на значении интегралов (3.24). В силу этого схемы обращения в методе касательного зондирования более устойчивы к неопределенностям при априорном задании соответствующих оптических операторов в (3.39). В локационных задачах оптические сигналы Р %1,г) прямо пропорциональны значениям аэрозольных коэффициентов обратного рассеяния (Зя(Я/, г), и поэтому вариации бРяг связанные с Дт, непосредственно сказываются на точности интерпретации оптических данных. [c.166]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...