Метод дифференциального поглощения

Концентрация водяного пара на высоте Я, усредненная по слою ДЯ, восстанавливается из лидарных данных, полученных методом дифференциального поглощения, по известному соотношению [c.198]

И. Зуев В. В. Лидарное зондирование газовых составляющих атмосферы методом дифференциального поглощения.— В кн. Спектроскопические методы зондирования атмосферы.— Новосибирск Наука, 1985, с. 57—75. [c.241]

Л. Математический формализм и физические принципы метода дифференциального поглощения [c.132]

На практике зондирование атмосферы с использованием дифференциального поглощения реализуется двумя способами методом дифференциального поглощения на длинных трассах и лидарным методом дифференциального поглощения. [c.133]

Эта формула отражает основную идею метода дифференциального поглощения на длинных трассах, согласно которой по отношению данных зондирования в линии (vo) и вне линии (VI) поглощения. атмосферного газа восстанавливается его концентрация, усредненная по всей, иногда весьма протяженной, трассе зондирования длиной Аг. [c.135]

Лидарный метод дифференциального поглощения [c.135]

Лидарный метод дифференциального поглощения позволяет получать информацию о пространственном распределении атмосферного газа вдоль трассы зондирования. Предваряя описание этого метода, рассмотрим промежуточную схему зондирования, характеризующую логическую связь между трассовым и лидарным методами дифференциального поглощения. [c.135]

Чувствительность метода дифференциального поглощения [c.138]

Выражение (5.15) позволяет определить оптимальные значения интенсивностей используемых при лидарном зондировании линий поглощения атмосферных газов для достижения максимальной чувствительности в выбранном объеме Az. Формулы (5.14) и (5.15) можно применять для оценки потенциальных возможностей метода дифференциального поглощения. [c.140]

Видимая простота формул (5.7) и (5.13) создает впечатление легкости практической реализации метода дифференциального поглощения. Однако несоблюдение целого ряда условий и требова- [c.140]

Влияние аппаратуры искажений лидарного сигнала в методе дифференциального поглощения [c.142]

В согласованном режиме регистрации полагается, что работа фотодетектора и регистраторов лидарных сигналов осуществляется в линейном диапазоне. Действительно, искажения регистрируемого сигнала на единицы процентов, вызванные естественной нелинейностью фотодетекторов, настолько незначительны, что во многих практических задачах обычно не учитываются. Однако при восстановлении профилей газовых концентраций лидарным методом дифференциального поглощения эти незначительные искажения могут привести к существенным погрешностям в определении восстанавливаемого параметра. Это обусловлено тем, что эхо-сигналы P(vo, г), P(vo, г + Аг), P(vl, г) и P(vl, г + Аг) в формуле (5.13), расположены в разных динамических диапазонах и соответственно искажены по-разному. Ситуация усугубляется наличием логарифмической зависимости от отношения искаженных сигналов, близкого к единице. [c.147]

Влияние атмосферы на информативность лидарного зондирования газовых составляющих методом дифференциального поглощения [c.148]

Учет вариаций рассеивающих свойств атмосферы при восстановлении газовых концентраций из данных лазерного зондирования методом дифференциального поглощения [c.148]

Доплеровское уширение лидарных сигналов и его влияние на результаты зондирования водяного пара атмосферы методом дифференциального поглощения подробно описаны в работе [14], результаты которой нашли продолжение и в других работах, в том числе в [15]. Согласно этой работе, основная формула (5.13) для восстановления профиля концентрации водяного пара из данных лидарного зондирования должна быть представлена с учетом доплеровского уширения лидарных сигналов в виде [c.152]

Учет разных схем усреднения данных лазерного зондирования атмосферных газов методом дифференциального поглощения [c.161]

Для уменьшения уровня случайных ошибок восстановления концентраций газов из данных зондирования атмосферы методом дифференциального поглощения, вызванных разными аппаратурными и атмосферными шумами, традиционно используют схемы усреднения данных лазерного зондирования. Согласно основной формуле лазерного зондирования атмосферных газов методом диф- [c.161]

Условия практической реализации метода дифференциального поглощения [c.162]

Проведенный выше анализ возможных источников ошибок, возникающих при зондировании атмосферных газов методом дифференциального поглощения, позволяет определить условия практической реализации этого метода. [c.162]

В приемной системе лазерного комплекса для зондирования атмосферных газов методом дифференциального поглощения необходимо использовать спектральные фильтры, отсекающие не только фоновое излучение, но и паразитные сигналы УСЭ, и число вращательного КР. [c.162]

Определение вертикальных профилей водяного пара атмосферы лидарным методом дифференциального поглощения [c.190]

В лидарном методе дифференциального поглощения частоту излучения лазера настраивают на центр лоренцовского контура линии поглощения исследуемого газа в нормальных атмосферных условиях. Сдвиг центра линии поглощения с высотой эквивалентен изменению частоты зондирующего излучения относительно фиксированной частоты центра линии vo по закону [c.199]

В силу ограниченного объема монографии авторы дали лишь самое общее рассмотрение обратных задач, связанных с зондированием атмосферы на основе спектроскопических эффектов. Затронуты лишь вопросы построения регуляризирующих методик интерпретации локационных данных, получаемых по методу дифференциального поглощения. Этот класс обратных оптических задач имеет важное прикладное значение в разработке методов дистанционного определения профилей концентрации газовых компонент атмосферы [16]. Более полное изложение регуляризирующих методик интерпретации данных, полученных по методу дифференциального поглощения, можно найти в монографии авторов [17 (см. также [24, 45]). Использование эффектов молекулярного поглощения в схемах касательного зондирования описано в монографии [23]. [c.12]

Рис. 5.2. Схемы пространственно-разрешенного зондирования атмосферных газов методом дифференциального поглощения с использованием распределенных по трассе зондирования контротражателей (а) или обратного рассеяния зондирующего излучения аэрозолями и молекулами атмосферы (б).

Чувствительность метода дифференциального поглощения характеризуется минимальными значениями концентрации атмосферного газа УУщш, которые могут быть обнаружены с минимально реализуемым на практике уровнем погрешностей измерений оптических сигналов. Для оценки чувствительности МДП для трассовой схемы зондирования удобно пользоваться формулой, предложенной в [7], [c.138]

Из формулы (5.14), видно, что для повышения чувствительности трассового метода дифференциального поглощения при заданном Аг следует выбирать наиболее интенсивные линии поглощения атмосферного газа с максимальными значениями дифференциального коэффициента поглощения Аа. В лидарной же схеме зондирования методом дифференциального поглощения ситуация другая, поскольку погрешности измерений лидарных сигналов, как правило, существенно изменяются по трассе зондирования, а следовательно вдоль нее изменяется и чувствительность газоанализа. В этом случае выбор наиболее интенсивных линий поглощения атмосферного газа может наоборот привести к снижению чувствительности газоанализа в объеме Аг, удаленном на расстоянии Е от точки расположения лидара, так как интенсивное поглощение зондирующего излучения в максимуме линии поглощения вдоль трассы длиной г приводит к существенному спаду лидарного сигнала в точках г Аг/2 и соответственно к значительному увели- [c.138]

Чувствительность газоанализа лидарным методом дифференциального поглощения согласно (5.12) можно оценить по значе- [c.138]

Чувствительность лазерного газоанализа методом дифференциального поглощения в значительной степени зависит от ширины линии зондирующего лазерного излучения Ave, поскольку регистрируемое пропускание атмосферы представляет собой свертку истинного спектрального пропускания с аппаратурной функцией лазерного источника (см. формулу (1.58)) из п. 1.3. С увеличением Ave чувствительность газоанализа снижается. Более подробна влияние конечной ширины линии лазерного излучения в методе дифференциального поглощения рассматривается в п. 5.2.1. [c.140]

Основные источники ошибок лазерного газоанализа атмосферы методом дифференциального поглощения [c.140]

Так как метод дифференциального поглощения начал развиваться на практике с лазерного зондирования влажности атмосферы, естественно, что анализ возможных ошибок при интерпретации данных лазерного газоанализа атмосферы в основном иллюстрируется на примере водяного пара. [c.141]

Лидарные измерения по методу дифференциального поглощения обычно осуществляются как в режиме аналогового сигнала, так и в режиме счета фотоэлектронных импульсов. В первом случае токовый сигнал с фотодетектора приемной системы лидара оцифровывается через определенные промежутки времени, обусловленные быстродействием аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Во втором случае лидарный эхо-сигнал, обнаруживаемый фотоумножителями, имеет форму серии импульсов фототока, которые можно регистрировать непосредственно в цифровом виде, используя специальные счетчики импульсов. [c.147]

Измеренное нами значение сдвига для линии поглощения 694,38 нм составляет 0,017 см атм [40]. Измерения проводились с помощью двух спектрофонов, через которые одновременно пропускалось узкополосное излучение рубинового лазера Лve = = 0,02 м- при давлении исследуемой смеси влажного воздуха в спектрофонах Яо = Ю13 и 6,67 гПа. В этой работе мы проанализировали также влияния сдвига центра поглощения Н2О давлением воздуха на точность восстановления вертикальных профилей влажности атмосферы из данных лидарного зондирования методом дифференциального поглощения. Анализ проводился с учетом [c.156]

Глава 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ В ЛАЗЕРНОМ ГАЗОАНАЛИЗЕ АТМОСФЕРЫ [c.163]

Для практической реализации метода дифференциального поглощения необходимо совпадение сразу нескольких важных условий. Во-первых, молекулы зондируемого газа должны обладать разрешенным спектром поглощения с достаточно сильными линиями резонансного поглощения. Во-вторых, разрешенный спектр поглощения зондируемого газа должен попадать в микроокна прозрачности атмосферы. В-третьих, необходимо наличие эффективных перестраиваемых лазеров, частоты излучения которых совпадают с резонансными линиями поглощения зондируемого газа. Кроме того, выбранные спектральные интервалы должны быть естественно обеспечены эффективными фотодетекторами. В этом смысле вполне обеспеченными в настоящее время можно считать спектральные диапазоны от 200 нм до 12 мкм (см. п. 2.3.2). В них находятся и основные окна и микроокна прозрачности атмосферы. Здесь же располагаются разрешенные полосы поглощения практически всех газов природного и антропогенного происхождения. [c.163]

В современных наземных лидарах для зондирования водяного пара методом дифференциального поглощения в качестве лазерного передатчика, как правило, используют лазеры, имеющие перестройку длины волны излучения в районе полосы поглощения водяным паром 0,72 мкм. Один из первых лидаров, работающих в этой области спектра, был разработан в группе Броуэлла в Ис- [c.191]

В настоящее время довольно четко прослеживаются основные тенденции развития лазерного газоанализа атмосферы, основанного на методе дифференциального поглощения [c.198]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...