Определение микроструктуры аэрозоля над морем методом спектральной прозрачности

• Автор: Волгин, Виктор Михайлович
• Шифр специальности: 11.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 155 c. : ил

1.1. Механизм возникновения и распределение

по размерам частиц аэрозоля над морем

1.2. Оптические константы .

1.3. Прозрачность аэрозольной компоненты атмосферы над морем

ГЛАВА 2. МЕТОД СПЕКТРАЛЬНОЙ ПРОЗРАЧНОСТИ

2.1. Обратная задача .

2.2. Методырешения некорректно поставленной задачи

2.3. Метод спектральной прозрачности .

2.4. Модификация метода спектральной прозрачности

2.5. Оптимальная схема обращения .

2.5.1. Формулы обращения. Оценка моментов распределения .

2.5.2. Влияние ограничения спектрального интервала
2.5.3. Обращение для оптически жестких частиц
2.5.4. Модельные обращения .
2.6. Экспериментальная проверка оптимальной
схемы обращения . .
2.6.1. Сопоставление с прямыми измерениями микроструктуры .
2.6.2. Исследование на модели .дисперсной системы .
ГЛАВА 3. СУДОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПРОЗРАЧНОСТИ
АТМОСФЕРЫ НАД МОРЕМ
3.1. Особенности методики и аппаратурные проблемы измерений .
3.1.1. Спектральный .диапазон и требования к точности измерений
3.1.2. Определение аэрозольной оптической толщи
. 1 I I . . I I 1 . . . . . I 1 I . I ПО
ны . ОО
3.1.3 Влияние солнечного ореола .
3.1.4. Оптические фильтры .
3.1.5. Приемники излучения и вторичный спектрофотометрический стандарт
3.2. Солнечные спектрофотометры.
3.3. Время, районы и метеоусловия судовых измерений
3.4. Результаты измерений спектральной прозрачности атмосферы над морем .
ГЛАВА 4. МИКРОСТРУКТУРА АЭРОЗОЛЯ НАД МОРЕМ ПО ДАННЫМ
СПЕКТРАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПРОЗРАЧНОСТИ
4.1. Физикостатистический анализ исходных данных
4.2. Параметры микроструктуры аэрозоля над морем
4.2.1. Функции распределения частиц аэрозоля по
размерам Л.1.
4.2.2. Моменты распределения .
4.2.3. Овябь микроструктуры аэрозоля с метеопараметрами .
ЗАКЛЮЧЕН .
ЛИТЕРАТУРА


Во второй главе изложена теория метода спектральной прозрачности, указаны его модификации и подробно исследовано влияние выбора параметров коротковолновой асимптотики спектрального показателя ослабления и квадратурных формул на точность обращения. Получены выражения для оптимальных оценок параметров коротковолновой асимптотики и установлена связь моментов искомой функции распределения частиц по размерам с поведением спектрального показателя ослабления. Проведен ряд численных экспериментов, показывающих явные преимущества предложенной охе
мы обращения по сравнению с ранее использовавшимися. Разработанная схема проверена на основе сопоставления результатов обращения с прямыми измерениями микроструктуры и опытов с модельной дисперсной системой. Б третьей главе содержатся результаты судовых измерений спектральной прозрачности атмосферы над морем. Рассмотрены особенности методики и аппаратурные проблемы измерений. Даны рекомендации для выбора входной апертуры, оптических фильтров и приемника излучения солнечного спектрофотометра. По,дробно исследовано влияние на результаты измерений эффекта околосолнечного ореола. Описаны судовой комплекс спектральной аппаратуры, время и районы измерений. В четвертой главе . МОП распределения частиц аэрозоля по размерам, характерные для прибрежной и океанской атмосферы. Изучены условия применимости степенного и логнормального законов для описания распределения по размерам частиц аэрозоля над морем. Даны оценки моментов распределения и исследована связь параметров микроструктуры с метеоэлементами. В заключении приведены основные результаты работы. Настоящая диссертация суммирует результаты исследований, выполненных автором за время работы в Ленинградском отделении Государственного океанографического института ЛО Г0ИН и Ленинградском гидрометеорологическом институте ЛШИ, а также за время участия в экспедициях на судах ЛМИ и ЬШ, в период с по гг. Мирового океана г. Калининград, г. Баку, г. Таллин, г. Батуми, г. УШ Всесоюзном симпозиуме по лазерному и акустическому зондированию атмосферы г. Томск, г. НУ Всесоюзной конференции по распространению радиоволн г. Ленинград, г. Распространение оптического излучения в средах г. Томск, г. Л0 Г0ИН г. Ленинград, лаборатории оптики океана и атмосферы Л0 ИОАН г. Ленинград и на сессиях Ученого совета ЛМИ г. Ленинград. Автор выравает глубокую и искреннюю благодарность доктору физикоматематических наук, профессору К. С.Шифрину и кандидату физикоматематических наук, доценту А. Я.Перельману за постоянное внимание и помощь в выполнении работы. Автор признателен своим коллегам Б. Н.Волкову, Ю. В.Виллевальде, Ершову и Смирнову, которые активно содействовали развитию основных половени диссертации. П действительная часть показателя преломления V счетная концентрация частиц О, фактор эффективности ослабления в приближении аномальной . ГЛАВА I. По имеющимся в настоящее время данным, аэрозоль над морем состоит, в основном, из солевых частиц, генерируемых морской поверхностью, и некоторого количества частиц континентального происхождения, которые поступают в атмосферу, благодаря выносам пыли с гигантских пустынь и аридных зон земного шара 6. Для исследования процессов образования и трансформации частиц аэрозоля важное значение имеют данные о его микроструктуре. Эксперименты последних лет , , , показывают, что распределение аэрозольных частиц по размерам над морем может иметь многомодальный характер, что имеет принципиальное значение при построении адекватной модели морского аэрозоля 7, . Информацию о микроструктуре аэрозоля можно получать, изучая спектральную прозрачность атмосферы. Эта задача решается при наличии данных об оптических корртантах вещества частиц , с помощью метода, рассматриваемого в гл. Однако прямых измерений спектральной прозрачности атмосферы над морем имеется сравнительно немного и большинство из них выполнено в узком, видимом участке спектра . С этой точки зрения особую ценность имеют результаты измерений, представленные в главе 3. Настоящая глава содержит краткий обзор данных современных исследований по микрофизике морского аэрозоля и спектральному распределению аэрозольных оптических толщин атмосферы над морем.