Оптико-локационный метод поляризационных исследований анизотропных аэрозольных сред

• Автор: Кауль, Бруно Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 219 с. : ил.

Введение 5.

Глава І.Рассеяние и поляризация света. 14.

1.1. Рассеяние света ансамблями частиц. 14.

1.2. Поляризация рассеянного света: параметры Стокса. 17.

% 1.3. Матрица рассеяния (МР) ансамбля рассеивающих частиц. 23.

1.4. Поляризация и ослабление света при прохождении через рассеивающую среду: матрица экстинкции. 28.

1.5. Описание рассеяния и ослабления света в разных

системах координат 32.

1.6. Преобразование векторов и матриц при вращении системы координат 34.

Глава 2. Теоретическое обоснование метода поляризационного лазерного зондирования 38.

ф 2.1. Векторно-матричная форма уравнения лазерного зондирования. 39.

2.2. Численные оценки матриц экстинкции для модельных ансамблей ледяных частиц 46.
2.3. Связь свойств симметрии матриц обратного рассеяния света (МОРС) с ориентацией частиц аэрозольных ансамблей 54.
2.4. Модельные оценки МОРС 72.
2.4.1. Принцип построения матрицы обратного рассеяния для ансамблей
с различной ориентацией гексагональных ледяных кристаллов 72.
2.4.2. Структура банка данных для моделирования МОРС ансамблей
^ полиориентированных гексагональных кристаллов льда 77.
2.4.3. Моделирование МОРС ансамблей полидисперсных и полиориентированных частиц с использованием банка данных 78.
2.4.4. Некоторые результаты численного моделирования МОРС. 81.
Выводы 92.

Глава 3. Аппаратура и методики лидарных измерений
матриц обратного рассеяния света 93.
3.1. Матричное описание процедур измерения параметров Стокса. 94.
3.1.1. Операторы оптических приборов и приборные векторы. 95.
3.1.2. Возможные варианты процедур измерения. 98.
3.1.3. Сравнительный анализ процедур измерения применительно
к условиям лазерного зондирования атмосферы. 99.
3.2. Лидар « Стратосфера 1 М». 104.
3.2.1. Блок - схема и технические характеристики лидара. 104.
3.2.2. Поляризационные приборы и поляризационный базис лидара 108.
3.2.3. Система регистрации сигналов 111.
3.3. Предварительная обработка сигналов 113.
3.3.1. Коррекция просчетов 113.
3.3.2. Коррекция сигнала на импульсы последействия ФЭУ 117.
3.3.3. Вычитание среднего уровня шумов 119.
3.3.4. Объединение стробов 119.
3.3.5. Калибровка относительных квантовых эффективностей 120. счетных каналов
3.4. Процедура определения элементов нормированной матрицы
обратного рассеяния 121.
3.4.1. Математическое описание процедуры. 121.
3.4.2. Возможные аппаратурные ошибки при измерении параметров
Стокса и элементов нормированной МОРС. 128.
3.4.2.1. Возможные ошибки в задании приборных векторов. 128.
3.4.2.2. Погрешность, возникающая вследствие ошибок
в измерении фотоэлектрических реакций на падающие потоки 132.
3.5. Калибровка лидара по «Молекулярному реперу» 135.
3.6. Разделение аэрозольного и молекулярного компонентов МОРС 139.

Выводы 143.
Глава 4. Влияние многократного рассеяния на результаты
поляризационного зондирования облаков. 145.
4.1. Поляризация света при двукратном рассеянии на сферах
в направлении назад 146.
4.2. Деполяризация излучения при многократном рассеянии на несферических частицах 158.
4.3. Коррекция экспериментальных МОРС кристаллических облаков на помеху многократного рассеяния 165.
Выводы 167.
Глава 5. Экспериментальные исследования матриц
обратного рассеяния кристаллических облаков. 169.
5.1 Структура, объём и представление экспериментальных данных 169.
^ 5.2 Определение фазового состояния вещества в аэрозольных слоях
верхнего яруса 173.
5.3 Определение направления преимущественной ориентации и степени
ориентированности частиц в кристаллическом облаке 185.
5.4. Интерпретация экспериментальных МОРС посредством обращения к банку матриц для модельных ансамблей гексагональных ледяных призм. 189.
5.5 Статистический анализ результатов измерений МОРС. 194.
Выводы 199.
Заключение 202.
% Литература 211.
Рис.2.2.4. Зависимость элемента матрицы экстинкции £34 для тех же ансамблей, что и на
рисунке 2.2.2.