Касательное зондирование из космоса аэрозоля верхней атмосферы Земли

• Автор: Мясников, Владимир Матвеевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 120 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Обратная задача касательного зондирования атмосферы Земли
из космоса в ультрафиолетовом диапазоне
1.1. Метод касательного зондирования атмосферы Земли
из космоса в ультрафиолетовом диапазоне
1.2. Обратная задача касательного зондирования атмосферы
Земли с учетом аппаратного сглаживания
1.3. Методы решения некорректных обратных задач
1.3.1. Метод предварительной фильтрации и сглаживания экспериментальных данных
1.3.2. Метод регуляризации Тихонова
2. Определение аппаратной функции, функции рассеяния точки,
для телескопа космической астрофизической станции “Астрон”
3. Методика решения обратной задачи карательного зондирования атмосферы Земли с учетом аппаратного сглаживания
4. Применение методики решения обратной задачи с учетом аппаратного сглаживания к исследованию аэрозоля верхней
атмосферы Земли
4.1. Вертикальные зависимости параметров аэрозольного рассеяния
по данным исследования фонового состояния атмосферы
4.2. Исследование антропогенного влияния запусков МТКК
“Слейс Шаттл” на аэрозоль и озон верхней атмосферы Земли
Заключение
Список использованных источников
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность.
В настоящее время интенсивно развиваются дистанционные методы исследования атмосферы Земли. Они используются для комплексного изучения и контроля состояния этой природной среды. Дистанционные методы базируются на использовании наземных, самолетных, аэростатных и космических средств наблюдения. Существенным стимулом активного использования оптических дистанционных методов является возможность установки соответствующей аппаратуры на космических летательных аппаратах и получения, благодаря этому, глобальной информации о пространственно-временных вариациях состава атмосферы и с хорошей периодичностью.
При космических исследованиях состава атмосферы применяются три основных типа пассивных методов: метод прозрачности, метод теплового излучения, метод отраженного и рассеянного солнечного излучения /33/. В рамках метода отраженного и рассеянного солнечного излучения выделяют метод касательного зондирования. Особенностью этого метода является относительно большая степень горизонтального усреднения. По сравнению с надирной геометрией метод касательного зондирования характеризуется большими значениями содержания рассеивающих и поглощающих компонентов атмосферы на касательных трассах, что позволяет регистрировать очень малые концентрации составляющих атмосферы или повышать "потолок" дистанционных методов. Указанные особенности метода касательного зондирования особенно ценны при изучении верхних слоев атмосферы.
Космические методы исследования природной среды определяются как методические и аппаратурные разработки для изучения состава, строения и динамики природной среды с помощью регистрации рассеянного и

отраженного атмосферой Земли солнечного излучения и собственного излучения Земли с космических летательных аппаратов /17/. Специфика космических методов состоит в том, что они включают в себя не только аппаратуру для измерений характеристик излучений, но и совокупность алгоритмов интерпретации для получения искомых параметров /71/. Таким образом, космические методы исследования природной среды имеют две явно выраженные составляющие: 1) способ регистрации излучений; 2) методика определения (восстановления) параметров физического состояния атмосферы по данным измерений излучений.
Диссертационная работа посвящена развитию метода касательного дистанционного зондирования аэрозоля верхней атмосферы Земли - в части приложения математических методов и разработки программного обеспечения для решения обратной задачи дистанционного зондирования.
Исследование строения верхней атмосферы Земли и, в частности, вертикального распределения аэрозоля, в настоящее время имеет важное значение не только с точки зрения изучения происходящих в атмосфере процессов, но и в экологическом аспекте. Между тем, аэрозоль верхней атмосферы по причине труднодоступное™ для исследования сравнительно с аэрозолем нижней атмосферы остается малоизученным /3, 24, 25, 29, 30, 34-36, 40, 44, 45, 50, 104/, а данные о нем оцениваются как противоречивые. Вследствие этого относительно аэрозоля верхней атмосферы сложились две крайние концепции. Согласно первой - верхняя атмосфера сильно замутнена с ярко выраженной высотной стратификацией аэрозоля. Картина резкой высотной стратификации аэрозольного рассеяния с высокой замутненностью в максимумах возникает, например, из работ Г.В Розенберга и его соавторов /20, 49, 66-70/, проделавших скрупулезный анализ данных почти сорокалетних сумеречных измерений. Другая крайняя концепция - верхняя атмосфера является сравнительно чистой незамутненной молекулярной средой. Последняя

а) если найдется а* > 0 - корень функции рп(а), то в качестве решения

возьмем z“ ;
б) если рТ|(а)> 0 для всех а > 0, то положим приближенное решение

равным z = lim z“
ос—>0