Оптический контроль двуокиси азота и озона в стратосфере с помощью автоматизированного фотометра спектральной яркости неба в зените

• Автор: Гришаев, Михаил Владиславович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 130 с.

Глава 1. Физические основы дистанционного оптического
контроля стратосферного озона и двуокиси азота
1.1. Фотохимия стратосферного озона и окислов азота
1.2. Спектры поглощения озона и двуокиси азота в ультрафиолетовом и видимом диапазоне спектра
1.3. Современное состояние техники для определения общего содержания озона и двуокиси азота
1.4. Многоволновой метод дифференциального поглощения для определения общего содержания озона и двуокиси азота по рассеянному в зените солнечному излучению
Глава 2. Основные принципы построения дистанционного
измерителя общего содержания озона и двуокиси азота
2.1. Спектрофотометр для регистрации спектров в диапазоне 290450 нм
2.2. Оптическая схема спектрофотометра
2.3. Питание ФЭУ в режиме формирования одноэлектронных импульсов
2.4. Исследование характеристик ФЭУ в режиме счета фотонов на автоматизированном стенде
2.5. Методика отбора ФЭУ для работы в канале регистрации спектрофотометра
2.6. Одноэлектронные характеристики ФЭУ
2.7. Усилитель-дискриминатор
2.8. Разработка счетчика фотонов
2.9. Экспериментальные исследования точностных характеристик приемно-измерительного тракта
Глава 3. Результаты применения автоматизированного
спектрофотометра в исследованиях поведения содержания
двуокиси азота и озона в стратосфере
3.1. Калибровка спектрофотометра по измерениям содержания двуокиси азота в атмосфере
3.2. Экспериментальные результаты сравнения общего содержания озона по данным измерений проведенных спектрофотометром и озонометром М
3.3. Статистический анализ поведения общего содержания двуокиси азота над Томском
3.4. Результаты комплексного эксперимента по оптическому мониторингу на Сибирской лидарной станции в 1996 г.
3.5. Результаты измерений ОС О и двуокиси азота в экспедиции «Пойма-99»
3.6. Измерения общего содержания озона и двуокиси азота в атмосфере во время проведения экспедиции на озере Байкал в 2000 году
Заключение
Литература
Приложение

Актуальность проблемы
Во многих странах в последние годы интенсивно проводятся климатоэкологические исследования, обусловленные как реальным ухудшением экологического состояния окружающей среды, так и наблюдаемыми достаточно резкими глобальными изменениями климата на планете. В частности, одной из приоритетных задач этих исследований является проблема определения доминирующей роли антропогенных или природных факторов в формировании экосистем и климатических изменениях. Ведь от правильной оценки этих факторов в значительной степени зависит, например, социально-экономическое развитие регионов и сохранность их природных ресурсов.
К числу важных климатоэкологических параметров системы «земля-атмосфера» относится приходящая солнечная ультрафиолетовая радиация (УФР) на уровне подстилающей поверхности, характеристикой которой может служить интенсивность спектрального или интегрального потока. Физикохимическое и биологическое воздействие УФР определяется её способностью диссоциировать молекулы атмосферных газов, изменять молекулярный состав органических веществ и неорганических материалов, подавлять фотосинтез растений и даже видоизменять структуру молекулы ДНК. Это приводит к трансформации или разрушению химических соединений, материалов или среды, как естественного, так и антропогенного происхождения, и в частности от-

Рис. 2.1.1. Структурная схема спектрофотометра.
1 - телескоп, 2- поворотное зеркало, 3-оптический фильтр,
4- входная щель монохроматора с диафрагмой.
широкополосным усилителем до амплитуды 1.0 В. Амплитудный дискриминатор,
осуществляет амплитудную селекцию выходных импульсов усилителя и
формирует стандартный ТТЛ сигнал для запуска 8 - разрядного двоичного
счетчика. Амплитудный отбор импульсов позволяет улучшить отношение
сигнал/шум и снизить влияние помех.
Счетчик одноэлектронных импульсов реализован на 8-разрядным двоичном
счетчике и двух таймерах однокристального микроконтроллера. Первый таймер