Оптические модели молекулярной атмосферы

Оптические модели молекулярной атмосферы [c.207]

Концентрации таких газов, как СО2, СН4 и ряд других, также могут меняться случайным образом. Однако наблюдения за их изменениями являются единичными и при построении оптических моделей молекулярной атмосферы эти газы полагают равномерно [c.207]

Спектроскопическая часть задачи, а именно выбор совокупности учитываемых спектральных линий, основных расчетных формул, метода расчета определяется характеристиками оптического излучения (в первую очередь спектральными и энергетическими). Все стороны этой задачи обсуждались выше и сейчас рассмотрим некоторые конкретные оптические модели молекулярной атмосферы. [c.208]

Аналогичным образом строятся оптические модели молекулярной атмосферы для любых спектральных участков оптического диапазона длин волн. Огромная практическая потребность в таких моделях, вызванная бурным развитием оптических и лазерных средств для исследования атмосферы, поставила вопрос о создании автоматизированных систем для проведения оперативных расчетов характеристик атмосферного поглощения. Принципы построения таких систем и примеры их конкретной реализации являются темой следующего параграфа. Здесь необходимо отметить некоторые направления дальнейших исследований, преследующих цель повышения точности оптических моделей молекулярной атмосферы. [c.214]

Специфические особенности явления молекулярного поглоще-ния оптического излучения газовой атмосферой, связанные прежде всего с резко выраженной спектральной селективностью коэффициентов поглощения, обусловливают высокие требования к проблеме создания соответствующих надежных оптических моделей атмосферы, естественно зависящие от тех задач, для которых эти модели создаются. [c.208]

Приведем примеры использования разработанных методов для построения оптической модели поглощающей молекулярной атмосферы в хорошо изученной области спектра около 10,6 мкм. В эту область попадают длины волн отдельных колебательно-вращательных линий Р-ветви генерации СОг-лазера. Основной вклад в поглощение излучения дают атмосферные компоненты Н2О и СО2. Континуальное поглощение Н2О является сравнительно сильным. Для летних условий умеренной зоны коэффициент поглощения Н2О [c.225]

Под оптической моделью обычно понимают статистически обеспеченные данные по характеристикам молекулярного поглощения вдоль трассы распространения с учетом профилей термодинамических параметров (Р, 0) и концентраций (р/) молекулярных составляющих атмосферы. Характеристики поглощения представляются в виде таблиц, графиков, аналитических выражений. Основные требования, которым должна удовлетворять оптическая модель, таковы во-первых, она должна правильно отражать физические закономерности взаимодействия излучения с молекулярными газами во-вторых (что особенно важно при разработке модели для случая узкополосного лазерного излучения), она должна базироваться на количественных данных, полученных методами спектроскопии высокого разрешения и, наконец, она должна учитывать данные о профилях Р(г), 0(z) и рг(г) (по итогам многолетних наблюдений), а также по их временным вариациям. [c.207]

В настоящее время для оценки условий распространения лазерных излучений разработаны различные типы оптических моделей атмосферы. Для практических значений удобны модели нормальной молекулярной атмосферы и аэрозольные модели. Нормальная молекулярная атмосфера состоит из сухого воздуха (в основном Ог, СОг, СН4, Н О, СО) и водяного пара. [c.59]

Поглощение оптического излучения молекулярными газами атмосферы является одним из основных постоянных факторов, влияющих на распространение световых пучков. Информация о спектрах поглощения и характеристиках отдельных спектральных линий, закономерностях их изменения при вариации метеопараметров, состава газа и характеристик лазерного излучения служит основой для решения целого ряда прикладных задач. В настоящей главе будут рассмотрены основные направления приложения спектроскопической информации, связанные с оценками энергетических потерь широкополосного и узкополосного (лазерного) излучения на атмосферных трассах, построением высотных оптических моделей молекулярной атмосферы созданием автоматизированных диалоговых систем для изучения эффектов распространения в условиях поглощающей атмосферы, локальным и дистанционным анализом газового состава атмосферы. [c.185]

Приведем примеры использования результатов спектроскопии молекул и методов учета влияния молекулярного поглощения на характеристики оптического (лазерного) излучения, распространяющегося в атмосфере, для построения оптической модели молекулярной атмосферы в хорошо изученной области спектра около 10,6 мкм. В эту область попадают длины волн отдельных КВ-линий Р-ветви генерации СОг-лазера. Основной вклад в поглощение дают атмосферные Н2О и СО2. Континуальное поглощение Н2О является сравнительно сильным. Для летних условий среднеширотного пояса коэффициент поглощения Н2О в приземном слое в 2,5 раза превышает величину коэффициента поглощения в центре линии атмосферного СО2. При переходе к зимним условиям вклады в коэффициент поглощения от Н2О и СО2 примерно одинаковы. В целом, вклад в поглощение всей толщи вертикального столба атмосферы за счет СО2 приблизительно вдвое больше вклада континуального поглощения Н2О для лета и почти в пять раз больше для зимы. [c.208]

При значительно меньше, т. е. в случае когда можно пренебречь вкладом молекулярного рассеяния, (1.63) превращается в систему (1.50) предыдущего раздела. Представленные выше операторные уравнения решают полностью задачу разделения аэрозольной и молекулярной компонент рассеяния по данным поляризационного зондирования. В заключение можно заметить, что обычно в практике атмосферно-оптических исследований предпочитают разделение компонент рассеяния осуществлять более простым путем, а именно предварительно оценивать значение Р с по профилям температуры и давления. Конечно, это требует сопутствующих измерений, которые, кстати сказать, не всегда могут обеспечить требуемое пространственное разрешение. Дело в том, что рассмотренная выше теория касалась локальных объемов атмосферы, и предполагалось, что соответствующая оптическая информация получена с помощью поляризационных нефелометров (самолетные оптические лаборатории [20]) либо бистати-ческих лидаров [56]. Указанные оптические системы зондирования обеспечивают получение больших объемов измерительной информации и с высоким пространственным разрешением. В рамках изложенной выше теории мы пытались решить сложную задачу разделения компонент рассеяния чисто оптическим путем, не прибегая к помощи метеорологических измерений и тем более к стандартным моделям молекулярной атмосферы. С учетом этого [c.39]

Эффект влияния спектрального обмена при трансформации контуров перекрываюидихся линий давлением в настоящее время находится в начальной стадии исследований и при построении оптических моделей поглощающей молекулярной атмосферы практически не учитывается. [c.187]

Описанная методика расчетов молекулярного поглощения позволяет строигь оптические модели для любых спектральных участков оптического диапазона длин волн. Отметим здесь основные направления дальнейшего развития исследований, связанных с построением и уточнением оптических моделей поглощения. Первое из них связано с усовершенствованием и разработкой новых методов получения спектроскопической информации. Второе направление касается развития методов расчета корреляционных функций характеристик поглощения. Эта информация необходима для оценки влияния вариаций метеорологических параметров на поглощение, а также для создания статистических методов расчета атмосферного поглощения. Третье направление исследований в этой области связано с разработкой методов пространственного и временного прогноза молекулярного поглощения оптического излучения в атмосфере. [c.232]

Первое из них связано с учетом достаточно тонких и пока еще недостаточно изученных в количественном плане эффектов трансформации контуров отдельных и перекрывающихся спектральных линий давлением воздуха (сдвиг, интерференция перекрывающихся линий, специфика уширения при переходе от столкновительного к доплеровскому контуру). Второе направление связано с накоплением и статистической обработкой информации о временных флуктуациях метеопараметров и концентраций поглощающих газов по вертикальной и наклонным трассам, а также с уточнением профилей концентраций малых газовых примесей ц короткоживущих компонентов молекулярной атмосферы (например, продукты химических реакций в озонном слое). Успешное решение этого вопроса требует накопления данных лидарных измерений газового состава атмосферы и расширения арсенала спектроскопических методов атмосферной оптики, использующих лазеры с управляемыми спектральными характеристиками. И, наконец, новым, практически не затронутым в научной литературе вопросом является вопрос разработки оптических моделей нелинейно поглощающей атмосферы. Его возникновение связано с увеличением энергии и мощности современных лазеров, применяющихся для исследований атмосферы, до уровней появления нелинейных спектроскопических эффектов. [c.214]

Для практического использования описанной методики разделения необходимо, очевидно, иметь как минимум три измерения, поскольку минимально возможная размерность матрицы равна 2X2. В последнем случае удобно прибегнуть к параметрической форме обращения оптических данных. Пр№ двухчастотном зондировании отсутствует возможность численного построения оператора разделения. Единственной альтернативой является априорное задание аэрозольной оптической модели, что и делается в работах по интерпретации данных оптического зондирования атмосферы [32, 33]. В предельном варианте, когда в распоряжении исследователя оказывается всего один профиль оптической характеристики Р(г), априори задается так называемая стандартная модель молекулярной рассеивающей атмосферы р(м)(2) оценивается так называемое рассеивающее отношение Р (г)/р( 7г), которое в какой-то мере служит показателем аэрозольного замутнения атмосферы. Расчет этой величины по существу исчерпывает проблему интерпретации измерительной информации в подобном эксперименте. [c.260]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...