Лидарный сигнал в приближении двукратного рассеяния от удаленных аэрозольных образований

• Автор: Брюханова, Валентина Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ ЛИДАРНОГО СИГНАЛА

1.1 Уравнение лазерного зондирования

1.2 Характеристики рассеивающей среды

1.2.1 Коэффициент рассеяния аэрозольных образований

1.2.2 Высотная зависимость коэффициента рассеяния

атмосферы

1.2.3 Модели индикатрисы рассеяния

1.2.3.1 Модели индикатрисы рассеяния капельных 33 облаков

1.2.3.2 Аналитические модели индикатрисы рассеяния
1.3 Учет многократного рассеяния в лидарном сигнале на 40 основе уравнения переноса излучения
1.3.1 Метод статистических испытаний
1.3.2 Решение уравнения переноса в малоугловом
приближении
1.4 Приближение двукратного рассеяния
1.4.1 Общая характеристика уравнения лазерного
зондирования с учетом двукратного рассеяния
Основные выводы по главе 1
Глава 2 ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ЛИДАРНОГО СИГНАЛА В ПРИБЛИЖЕНИИ ДВУКРАТНОГО РАССЕЯНИЯ
2.1 Анализ методов численного моделирования
2.1.1 Исследование особенностей уравнения для мощности
лидарного сигнала двукратного рассеяния
2.1.2 Методы численного интегрирования
2.1.3 Численная интерполяция табличных данных
2.2 Программная реализация вычисления лидарного сигнала

двукратного рассеяния
2.3 Влияние микроструктуры аэрозольной среды и длины волны зондирующего излучения на величину лидарного сигнала двукратного рассеяния
2.4 Зависимость мощности лидарного сигнала двукратного рассеяния от угла поля зрения приемной системы лидара и дальности облака
2.5 Распределение интенсивности двукратного рассеяния в плоскости регистрации лидарного сигнала
Основные выводы по главе
Глава 3 ЛИДАРНЫЙ СИГНАЛ ДВУКРАТНОГО РАССЕЯНИЯ ОТ УДАЛЕННОГО АЭРОЗОЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
3.1 Мощность лидарного сигнала двукратного рассеяния от удаленного образования произвольной стратификации
3.1.1 Однородное полубесконечное облако
3.1.2 Оценка границ применимости полученных выражений
3.1.3 Облачный слой
3.2 Оценка лидарного сигнала двукратного рассеяния с использованием аналитической модели индикатрисы рассеяния
3.3 Декомпозиция мощности лидарного сигнала в приближении двукратного рассеяния
Основные выводы по главе
Глава 4 ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИДАРНОГО СИГНАЛА В ПРИБЛИЖЕНИИ ДВУКРАТНОГО РАССЕЯНИЯ
4.1 Вектор-параметр Стокса лидарного сигнала
4.2 Модели матрицы рассеяния света капельных и кристаллических облаков

4.3 Вектор-параметр Стокса лидарного сигнала двукратного рассеяния
4.4 Степень поляризации лидарного сигнала двукратного рассеяния
4.4.1 Программная реализация вычисления степени поляризации лидарного сигнала в приближении двукратного рассеяния
4.4.2 Влияние микроструктуры облачной среды на степень поляризации лидарного сигнала двукратного рассеяния
Основные выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников и литературы
Приложение 1. Акт об использовании результатов работы в учебном процессе
Приложение 2. Акт об использовании результатов работы при выполнении НИР

моделей аэрозольных образований, параметры распределения которых приведены в [79], так и заданных пользователем. В числе несомненных преимуществ этой программы следует отметить возможность получения угловой зависимости рассеянной интенсивности с заданным шагом, а также возможность расчета коэффициента рассеяния, задав параметры распределения частиц по размерам.
Однако, табличное представление индикатрисы рассеяния не позволяет получить аналитическое описание лидарного сигнала, что влечет за собой невозможность априорного анализа влияния условий эксперимента на величину лидарного сигнала многократного рассеяния, что возможно только при аналитическом описании индикатрисы рассеяния.
1.2.3.2 Аналитические модели индикатрисы рассеяния
Сложная угловая зависимость индикатрисы рассеяния облаков и туманов объясняет отсутствие аналитических моделей индикатрис рассеяния, адекватных реальному угловому распределению интенсивности рассеянного света. Чаще всего используются модели, близкие к реальной угловой зависимости в области малых углов, или простые аналитические модели, не отображающие реальную угловую зависимость индикатрисы рассеяния.
Обычно индикатриса рассеяния представляется в виде суперпозиции дифракционной и геометрооптической составляющих [51, 135-138]. К.С. Шифрин предложил модель индикатрисы рассеяния крупных частиц, состоящую из геометрооптической компоненты и функции Бесселя [51].
В.В. Баруном [135] предложена модель индикатрисы рассеяния облаков и туманов, также основанная на использовании функции Бесселя,
где угол рассеяния у отсчитывается от 180°; р - дифракционный параметр (1.7); /2 - функция Бесселя второго порядка; %п(0) - индикатриса рассеяния строго в