Оптико-электронные системы для прикладных атмосферно-оптических исследований и экологического мониторинга окружающей среды

• Автор: Макаров, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 290 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

Введение
Глава 1. ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
НА РАБОТУ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ
1.1. Тенденции развития ИК систем наблюдения, обнаружения и распознавания
1.2. Возможные области применения ИК-алпаратуры в промышленности и научных исследованиях
1.3. Влияние атмосферного канала на работу инфракрасных
систем
1.4. Методы атмосферно-оптических исследований
1.5. Типизации оптической погоды и инженерные методики
оценки пропускания атмосферы в ИК диапазоне спектра
1.6. Цель и задачи исследования
Глава 2. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА СПЕКТРАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АТМОСФЕРЫ
2.1. Установка для спектральных исследований закономерностей ослабления видимой и ИК радиации
2.2. Абсолютный измеритель прозрачности атмосферы в видимой области спектра
2.3. Полуавтоматический базовый измеритель прозрачности
атмосферы в видимом и инфракрасном диапазоне спектра
2.4. Методика измерений
2.5. Анализ ошибок измерений
Выводы

Глава 3. ОСВОЕНИЕ РАЗРАБОТАННОГО КОМПЛЕКСА СПЕКТРАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ В ПРАКТИКЕ ИЗУЧЕНИЯ И НАКОПЛЕНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АТМОСФЕРЫ
3.1. Спектральная прозрачность слабозамутненной атмосферы в диапазоне 0,5-25 мкм
3.1.1. Спектры прозрачности слабозамутненной атмосферы (исходные данные)
3.1.2. Влияние температуры на спектральную прозрачность атмосферы (области полос паров воды и углекислого
газа)
3.1.3. Определение параметров функции пропускания для паров воды в области 1-14 мкм
3.1.4. Сравнение экспериментальных спектров с расчетными в области 13-25 мкм
3.1.5. Исследование коэффициентов непрерывного ослабления
в области 8-12 мкм
3.2. Аэрозольное ослабление излучения в области 0
25 мкм
3.2.1. Статистические характеристики ослабления видимой и
ИК - радиации в приземном слое атмосферы
3.2.2. Ослабление излучения аэрозолем атмосферы в области
12-25 мкм
3.2.3. Ослабление излучения аэрозолем атмосферы в области полос поглощения увлажненных частиц
Выводы
Глава 4. РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНЫХ МЕТОДИК ОЦЕНКИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В АТМОСФЕРНОМ КАНАЛЕ ИНФРАКРАСНЫХ ОПТИКО -ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ

4.1. Основные положения классификации типовых состояний
"оптической" погоды
4.2. Методика расчета прозрачности атмосферы по произвольно ориентированным трассам(газовый компонент)
4.2.1. Общие положения
4.2.2. Исходные данные для расчета газового компонента коэффициента пропускания атмосферы
4.3. Расчет пропускания атмосферы (аэрозольный компонент)
4.3.1. Общие положения
4.3.2. Вертикальная стратификация показателя аэрозольного ослабления (безоблачные условия)
4.3.3. Вертикальная стратификация показателя аэрозольного ослабления в подоблачном слое
4.3.4. Спектральная зависимость показателя аэрозольного ослабления
4.4. Разработка полевой инженерной методики оценки пропускания атмосферы
4.5. Прогностическая модель ослабления оптического излу-
чения в условиях осадков для рабочей области тепло-визионных приборов
Выводы
Глава 5. КОМПЛЕКС ОПТИКО - ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА И САНИТАРНОГО КОНТРОЛЯ ВОЗДУХА РАБОЧИХ ЗОН
5.1. Лазерная станция для оперативного контроля пылегазового режима глубоких карьеров
5.1.1. Характеристики технических решений заложенных в

ар<Х) " %.БвГП * где п - показатель степени, характеризующий крутизну спектральной
кривой 0£р(Х).
Подробный анализ вариаций показателя п в соотношении (1.14) в зависимости от погодных условий можно найти у авторов [72,733. Отметим только основные особенности вариаций п.
В случае, когда частицы аэрозоля малы по сравнению с длиной волны, говорят о рэлеевском рассеянии и п=4- Это явление наблюдается при очень прозрачной атмосфере.
Другим крайним случаем оптического состояния приземного слоя атмосферы является туман. В этом случае частицы становятся существенно больше и п стремится к нулю, т.е. в окнах прозрачности атмосферы не зависит от длины волны. Наиболее часты туманы, для которых п=0, и тогда цвет тумана белый, поскольку рассеяние неселективно.
По результатам измерений, проведенных в ряде работ (см. [733), при наличии дымки с характеристиками, наиболее часто встречающимися в приземном слое атмосферы, п=1.3.
Как видно из изложенного выше, сравнительно нетрудно оценить пропускание излучения в дымке и тумане на основе экспериментального определения метеорологической дальности видимости.
Однако это относится только к случаю типовых оценок величины IV (X). В случае, когда необходимо оценить Т„(Х) для конкретного

географического района по данным с учетом температурно-влажност-ного режима воздуха, задача существенно усложняется в связи с наличием географического фактора и влиянием всего комплекса погодных условий [61]. Подобный тезис наглядно иллюстрирует результаты исследований и автора.