Способ дистанционного определения водности капельных облаков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 101 НЫЙ КОМИТЕТ ССОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ГОСУД АРС ПО ДЕЛА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3988566/ 11.12.85 15.0987 Институт СР Е.И.Г еч В 34 атмос ельств1/00. но меренией РЛС.ьного НИ 984,АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДНОСТИ КАПЕЛЬНЫХ ОБЛАКОВ(57) Изобретение относится оптическим исследованиям атмосферы и позволяет повысить точность измерений.Измеряют интенсивность трансформированного облаком солнечного излу"чения в спектральных интервалах:й, = 0,6955-0,7045 мкм, дЛ,=2,03052,0395 мкм и д Лз 2,0515-2,0605 мкм.В этих интервалах происходит чистоерассеяние на облачных каплях,рассеяние и поглощение капельной водой иуглекислым газом. Приведена системаур-ний,из которой рассчитываетсяводность облака.Tз 1 з 1 оз 45 огде 1 Изобретение относится к оптике атмосферы, в частности к оптическим исследованиям облачных образований, и может быть использовано при контроле облачной атмосферы со спутником или наземных метеостанций, а также в спектроскопии рассеивающих сред.Цель изобретения - повышение точности определения.Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.Измеряют интенсивность трансформированного облаком солнечного излучения в трех спектральных интервалах: 6 Л, = 0,6955-0,7045 мкм, Д Л2,0305-2,0395 мкм; 4 Лз = 2,0515- 2,0606 мкм. Длины волн выбраны такими что при о Х, происходит чистое рассеяние на облачных каплях, при Ь Л- рассеяние и поглощение капельной водой, при б Л, - рассеяние и поглощение капельной водой, а также поглощение углекислым газом (ЙЛ, - область максимума поглощения К-ветви .полосы поглощения СО 2,06 мкм). Кроме того, рассеивающие свойства капельных облаков (коэффициейт рассеяния, средняя длина пробега Фотонов 1 с ) в этих трех длинах волн для реальных распределений капель по размерам совпадают.Интенсивность регистрируемого излучения 1 в этих трех спектральных интервалах: 1 = 1 ехр ( - м. ЪР )а интенсивность падающего на облако солнечного излучения й = 1, 2, 3) в интервале спектральном Ь Яраспределение фотонов по пробегам;массовые коэффициенты поглощения капельной воды в ь Л ьЛ соответственно;водность облака; эффективная длина пробега фотонов в облаке;Р 4 л - Функция пропускания углекислого газа.5и з практически не зависятот распределений капель по размерами равны 70 и 57 см /г соответственно (вариации в пределах 5-107,).10 Расчеты, проведенные методом Монте-Карло, показывают,что при выбранной ширине спектрального интервалавеличина эффективного пробегав а Л, с точностью 2-37. опре деляется поглощением капельной водой, а влиянием поглощения СО навеличину 0,ф можно пренебречь. Изменение коэффициента поглощения ( К,/./,1, ) в 1,2-1,3 раза практически 20 не влияет на величину 1 р .Таким образом, водность 1 находится из системы уравнений:-- ехр (-1, МР )1 с1 1 ) ф, 2 г0) 1.)ехр ( - . Ы),) Р, Л (1,)о Информация о зависимости 1, /1, и Функции пропускания Рьл, от зенитного угла Солнца и высоты в атмосфере может быть получена расчетным путем или в натурном эксперименте. В случае реализации предлагаемого способа со спутника или земной поверхности функпИя пропускания Р л (Р, ) заменяется на Рл на всемлз фпути от Солнца до наблюдателя,Измерения и расчеты показали,что в 4 Л, элемент поглощающей массы имеет вид: Н с Р" ехр (- - ") зесД (Н) Нфо Нгде Н), - высота однородной атмосфе рыплотность на уровне Земли;0(Н) - наклон траектории Фотоновна высоте Н,а функция пропускания Рд в безоблачной атмосфере в зависимости отпоглощающей массы1337859ти от Солв слукФдо ) ИсСЛе н.эс 1 3 сШ НН)Л тп, (Н,в25 1Тк Й с яес 8вес Оо 1, 2, 3)регистрируе ния в спект вале ь 3,; интенсивнос на облако с интенсивнос вес 8 изл ральном интерН,Ртсюда ающег ого и не чения ктральном нтервале ь Л;ассовые коэАфи нты нои во. и глощения капе(и - Нес (8 е ды в АЛэ; води тервал сть облака;тивная длинотонов в обл пробе ке; я уг- нтерРафун де Нер - в3 Н,але Н -в 4 ция пропуска лого газа в лек Составитель АеВасилькА.Лежнина Техред В.Кадар оРРектоР А,Обр еда Заказ 4129/46ВНИИПИ Т писное ета СССРтий осударственног ам изобретений осква, Ж, Р коми о по д3035,. 4/ шска Таким образом, Р на пу нца до наблюдателя, например чае измерений со спутника Ое н сЛГ 1 д 1 д Г= 1 О э н сиз Г ау е 8, е и,Р(су" е4 и й ан: су" о дй а н"где Нэ - высота верхней границы облака;ф ,элН - некоторая высота, Н с НТогда э находится из выраже- ния Р Лсесе Ряя (Ня,Н,) яесН ысота, лежащая в интерроизводственно-полиграфическое пр и = 1,75; 0,7(для а Л = 9 нм) ормула изобретения Способ дистанционного определения водности капельных облаков, вкотором измеряют интенсивность рассеянного облаком электромагнитногоизлучения в полосе поглощения капельной воды и вне ее, о т л и ч аю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности определения, измеряют интенсивность рассеянного облаком солнечного электромагнитного излучения в трех спектральных интервалах: аЯ,= 0,6955-0,7045 мкм; Ол2,0305-2,0395 мкм и д Дз =2,0515- 202 0605 мкм а водность облака опредеВляют из системы уравнений- ехр (-Р Рнфэф ) Тот Тк Ь 1 )