Восстановление характеристик атмосферного аэрозоля по данным оптических измерений

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 25.00.30
  • Научная степень: Кандидатская
  • Год защиты: 2010
  • Место защиты: Санкт-Петербург
  • Количество страниц: 122 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • Стоимость: 230 руб.
Титульный лист Восстановление характеристик атмосферного аэрозоля по данным оптических измерений
Оглавление Восстановление характеристик атмосферного аэрозоля по данным оптических измерений
Содержание Восстановление характеристик атмосферного аэрозоля по данным оптических измерений
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ЗАДАЧА ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ОПТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК АТМОСФЕРНОГО АЭРОЗОЛЯ
ВЫВОДЫ
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК АТМОСФЕРНОГО АЭРОЗОЛЯ
2.1 Рассеяние и ослабление излучения неоднородной частицей
2.2 Особенности расчетных алгоритмов
ВЫВОДЫ
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСТРУКТУРЫ АТМОСФЕРНОГО АЭРОЗОЛЯ
3.1 Результаты анализа данных оптических измерений характеристик атмосферного аэрозоля
3.2 Результаты моделирования направленного рассеяния
3.3 Результаты моделирования рассеяния и ослабления
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в практике определения концентраций загрязняющих веществ используются, в основном, контактные методы измерений. В частности, оптическими счетчиками частиц и фильтровыми аспирационными устройствами измеряются параметры аэрозоля в непосредственной близости от этих приборов. Применение оптических методов позволяет автоматизировать процесс измерений.
Методы лидарного зондирования среды интенсивно разрабатываются в нашей стране и за рубежом для определения пространственного распределения атмосферного аэрозоля, газовых компонентов атмосферы.
Недостаток оптических методов состоит в том, что они не дают возможности непосредственного определения характеристик загрязнения атмосферы.
Применение лидарных методов может обеспечить оперативность выполнения измерений, их дистанционность и высокое пространственное разрешение. Таким образом, лидарная информация о природной среде важна для решения проблемы экологического мониторинга, в том числе, при возникновении чрезвычайных ситуаций, когда отсутствует доступ к объектам мониторинга и его выполнение использующимися методами контактных измерений невозможно.
Вместе с тем, разработка метода лидарного зондирования атмосферы предполагает решение обширной научной проблемы, предусматривающее учет ряда особенностей приемопередающей аппаратуры, особенностей распространения излучения в рассеивающей среде, а также решение проблемы интерпретации лидарной информации.
Работа посвящена проблеме интерпретации результатов определения характеристик атмосферного аэрозоля оптическими методами и направлена на совершенствование этих методов. Рассматриваются вопросы достоверности, с которой оптические характеристики атмосферного

аэрозоля определяются по результатам измерений оптическими счетчиками частиц, по сигналам обратного рассеяния.
Решение проблемы совершенствования методов атмосферной оптики в настоящее время приобретает особую актуальность в связи со сложностью параметризации оптико-микроструктурных свойств аэрозольных частиц.
Таким образом, па современном этапе создания оптических технологий мониторинга аэрозоля приоритетным является решение проблемы получения достоверной количественной информации.
Состояние вопроса. Мониторинг атмосферного аэрозоля оптическими методами относится к наиболее активно развиваемым направлениям геофизики. Важные для решения проблемы результаты получены многими исследователями в нашей стране и за рубежом. В настоящее время достигнуты значительные успехи в решении комплексной научной проблемы создания аппаратуры для определения физических характеристик атмосферного аэрозоля.
Решению проблемы мониторинга атмосферного аэрозоля оптическими методами посвящены монографии, в том числе /1-4/ и многочисленные статьи. Развитие оптических методов мониторинга атмосферного аэрозоля невозможно без учета достижений в области исследования распространения излучения в среде и в области развития оптической техники /5-18/.
Вместе с тем, требуются дальнейшие усилия в области разработки методов интерпретации информации, получаемой оптическими приборами.
В частности, вводятся предположения об оптической однородности среды вдоль трассы зондирования, о зависимости между коэффициентом ослабления и коэффициентом обратного рассеяния и др. /1, 10, 14, 19-22/. Однако достоверность определения искомых параметров часто оказывается недостаточной при применении этого подхода к интерпретации данных. Это снижает точность определения искомых величин, а требование реалистичности предположений существенно усложняет проблему.

Для интерпретации найденного результата следует учесть, что фотоэлектрический счетчик градуируется частицами определенного сорта, например, латэксами полистирола /49/.
Таким образом, в одних условиях (рис. 3.26) оптические свойства градуировочных частиц соответствуют оптическим свойствам натурных частиц, в других условиях (рис. 3.2а) - нет.
I п N

10 8 Т

0 1 1
-0,9 0 1,85 3 |п
♦ данные счетчика АЗ-5 данные устройства АУ
Рис.3.2а. Спектры размеров частиц в п. Воейково, 1978 (/28/) с = 0,1 км'1

Рекомендуемые диссертации данного раздела