Исследование атмосферных аэрозолей методами обращения спектральных оптических характеристик

• Автор: Макиенко, Эдуард Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Параметрический метод решения обратной задачи в интерпретации данных оптического зондирования дисперсных сред
1.1 Метод модельных оценок параметров распределения частиц по размерам по данным спектральных измерений оптических характеристик
1.2 Определение оптических характеристик атмосферного аэрозоля методом модельных оценок. Результаты обращения экспериментальных данных
Основные результаты и выводы гл
Глава 2. Определение микроструктурных характеристик атмосферного аэрозоля по данным оптического зондирования методом регуляризации решения обратной задачи
2.1 Метод сглаживающего функционала и алгебраизация интегрального уравнения в обратных задачах аэрозольного светорассеяния
2.2 Численный анализ эффективности метода сглаживающего функционала и результаты его апробации на экспериментальных данных
2.3 Микроструктура аэрозоля зимней дымки по результатам обращения данных оптического эксперимента
Основные результаты и выводы гл
Глава 3. Разработка методов интерпретации данных комплексного оптического эксперимента и их применение в исследовании микрофизических характеристик атмосферного аэрозоля
3.1 Постановка и обоснование задачи
3.2 Алгоритмы определения дисперсности аэрозоля и показателя преломления частиц из спектральных оптических характеристик атмосферных дымок
3.3 Результаты определения микрофизических характеристик аридного района обращением данных натурного эксперимента
Основные результаты и выводы гл.З
Глава 4. Исследование стратосферного аэрозоля методом
многочастотного лазерного зондирования
4.1 Результаты интерпретации данных зондирования стратосферного аэрозоля двухчастотным лидаром (случай
извержения вулкана Фуэго)
4.2 Методика определения оптических характеристик
стратосферного аэрозоля обращением данных многочастотного лазерного зондирования
4.3 Микрофизические и оптические характеристики стратосферного аэрозоля по результатам обращения данных лазерного зондирования в условиях «возмущения»
воздействием извержения вулкана Пинатубо
Основные результаты и выводы гл
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Для учета влияния атмосферы во многих прикладных задачах, связанных с оценкой эффективности оптических систем, действующих через атмосферу [1-5], требуется информация об оптико-микрофизических аэрозоля - атмосферных дымок разных климатических районов и сезонов года. Учет вариаций аэрозольного состава атмосферы необходим для повышения точности расчетов радиационного режима системы “атмосфера -подстилающая поверхность” в проблеме моделирования возможных тенденций изменения климата [6-8]. Как погодообразующий фактор аэрозоль играет существенную роль в атмосферных процессах, оказывая прямое влияние на перенос радиации в результате рассеяния и поглощения солнечного излучения и участвуя в качестве ядер конденсации в формировании облаков и выпадении осадков. Актуальной задачей является исследование антропогенных загрязнений атмосферы для оценки влияния газовых и аэрозольных компонентов, их преобразований в атмосфере определение механизмов диффузии в пространстве и дальность распространения, уровня концентрации и оптического действия. К настоящему времени накоплен большой объем информации о физикохимических свойствах атмосферного аэрозоля, фундаментальных закономерностях его образования и трансформации, пространственно-временной изменчивости полей оптических и микрофизических характеристик [9-22]. Вместе с тем, для совершенствования моделей, учитывающих динамичность процесса, проходящих в атмосфере с участием аэрозоля, изучения особенностей формирования и трансформации аэрозольных полей и их изменчивости в зависимости от глобальных, региональных и локальных геофизических факторов требуются систематические данные на основе долговременных наблюдений.

способом С использованием корреляционной СВЯЗИ между величиной Рех И измеряемым коэффициентом направленного светорассеяния под углом 50°. За величину (3Л(А,) приниамлись значения коэффициента направленного светорассеяния под углом 178°. В табл. 1.7 сопоставлены измеренные спектральные зависимости [Цл) со значениями этой характеристики, восстановленными методом решения обратной задачи. В качестве исходных данных в этом случае использованы измеренные спектральные зависимости рех(Я), приведенные в табл. 1.8 Величины S*, r*s находились из обращения Рех(Я) по схеме (1.Ю), (1.11) и использовались для расчета другой оптической характеристики, в данном случае ри(Я,). Комплексный показатель преломления частиц выбирался из интервала 1.45-1.54 (к=0.005) с учетом рекомендаций работы [12] по зависимости оптических констант вещества частиц от относительной влажности воздуха RH. Величина RH контролировалась в ходе эксперимента и в данной серии измерений находилась в интервале (50-75)%.
По результатам решения обратной задачи распределение частиц по размерам характеризуется следующими средними оценками основных аэрозольных параметров:
S=0.074-0.13 км'1; rs=0.1440.25 мкм; N(r>0.1 мкм)=1.8 103н-4 102 см'3; N(r>0.25 мкм)=3 1024-8 101 см'3 при метеорологической дальности видимости 25-40 км.