Исследование характеристик распространения микроволнового излучения в облаках и осадках

• Автор: Ошарин, Александр Матвеевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 198 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕОРИЯ ПЕРЕНОСА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
В СРЕДАХ, СОДЕРЖАЩИХ ЧАСТИЦЫ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ
1.1. Параметры Стокса и векторное уравнение переноса электромагнитного излучения в дисперсной рассеивающей среде
1.2. Характеристики взаимодействия излучения с дисперсной средой
1.3. Метод взаимодействующих диполей Парселла - Пеннипакера
1.4. Обобщенная модель поляризуемости дипольной ячейки в методе
взаимодействующих диполей
ГЛАВА 2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
В СУХИХ СНЕГОПАДАХ
2.1. Постановка задачи распространения электромагнитного излучения
в снегопадах на приземных трассах прямой видимости
2.2. Решение задачи когерентного распространения микроволнового
излучения в слое снегопада
2.2.1. Моделирование микрофизических параметров снежных хлопьев
2.2.2. Сечения ослабления снежных кластеров
2.2.3. Коэффициент ослабления микроволнового излучения в сухих снегопадах
2.3. Формализм эффективной частицы и пределы его применимости для
описания рассеивающих свойств снежных хлопьев в миллиметровом диапазоне длин волн
2.4. Модифицированная теория эффективной среды и модифицированный
формализм эффективной частицы, учитывающий эффекты внутри-кластерного рассеяния

ГЛАВА 3. ЭФФЕКТЫ МНОГОКРАТНОГО РАССЕЯНИЯ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ВО ВЛАЖНЫХ И МОКРЫХ СНЕГОПАДАХ
З Л. Постановка задачи распространения микроволнового излучения во
влажных и мокрых снегопадах
3.2. Решение задачи когерентного распространения микроволнового
излучения в мокрых снегопадах
3.2.1. Эффективная диэлектрической проницаемости снежных кластеров
3.2.2. Распределения частиц мокрых снегопадов по размерам
3.2.3. Коэффициент ослабления микроволнового излучения в мокрых снегопадах
3.3. Решение уравнения переноса электромагнитного излучения в среде из эффективных сферических частиц
3.4. Эффекты многократного рассеяния при распространении микроволнового излучения в мокрых снегопадах
ГЛАВА 4. РАССЕЯНИЕ И ПОЛЯРИЗАЦИЯ ТЕПЛОВОГО МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОБЛАЧНОЙ АТМОСФЕРЫ
4.1. Физическая постановка задачи распространения теплового микроволнового излучения в облачной атмосфере
4.2. Решение векторного уравнения переноса микроволнового излучения
в смешанных облаках
4.3. Физические механизмы формирования поляризации теплового микроволнового излучения облачной атмосферы
4.4. Поляризационные характеристики теплового микроволнового излучения облачной атмосферы
4.5. Результаты экспериментальных исследований поляризации теплового излучения облачной атмосферы и их сравнение с теорией
ГЛАВА 5. ЭФФЕКТЫ МНОГОКРАТНОГО РАССЕЯНИЯ В ЗАДАЧАХ РАДИОМЕТРИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ОБЛАЧНОЙ АТМОСФЕРЫ
5 Л. Физические принципы и методы радиометрического определения
интегральной водности жидкокапельных облаков и их температуры
5.2. Определение водозапаса мелкокапельной фракции дождевых облаков
с учетом эффектов многократного рассеяния на каплях дождя
5.3. Экспериментальные исследования динамики интегральной водности переохлажденной воды в дождевых облаках и влияния эффектов многократного рассеяния на точность ее определения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

где единичный вектор п' обозначает направление распространения излучения, а звездочка - комплексное сопряжение.
Сечение поглощения в направлении падения излучения п' вычисляется по формуле[25]:
С.ьД"') = ГЛ^ЕИТГ ]. (1-56)
[Е0| 1=1
Вычислив сечения ослабления и поглощения, сечение рассеяния можно найти как разность двух последних:
С5са(п') = Сех1(п')-СаЬ5(п'). (1.57)
В пределе рэлеевских частиц, когда рассеянная мощность составляет малую долю от поглощаемой, формула (1.57) может оказаться недостаточно точной[25]. В этом случае при численной реализации метода, как правило, используют прямое вычисление сечения рассеяния частицы, интегрируя мощность, излучаемую совокупностью дипольных ячеек, по всем направлениям рассеяния п:

£[(1; —- п(п • (1 | )] ехр(-ткп • Г; )

(1.58)
Используя приведенные соотношения, можно получить все компоненты матрицы Стокса одиночной частицы какой угодно формы, а затем, выполнив необходимые усреднения по размеру, форме и ориентации частиц, и все компоненты фазовой матрицы.
1.4. Обобщенная модель поляризуемости дипольной ячейки в методе взаимодействующих диполей
Одним из ключевых моментов представленного формализма является вопрос выбора конкретного выражения для поляризуемости дипольной ячейки.