Способ определения наличия аэрозольных слоев в атмосфере

(5)5 6 01 5/ 1 И АВ метеорологи- атмосферных жет быть исционного коносферы при слоев с пов ыО,Ыф ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Зуев В. Е, и Наац И. Э, Обратные задачи лазерного зондирования атмосферы, - Новосибирск: Наука, 1982,с. 154 в 1,2. Герман А. И. и др. Исследование поляриэационных характеристик отраженных сигналов от облаков и подстилающей поверхности с помощью метеорологического лидара. - Труды ЦАО, 1975, вып, 109, с. 51 - 65,Изобретение относится к еским способам изменения агрязняющих веществ и мо ользовано в системах дистан роля за состоянием атм пределении наличия в ней шенной концентрацией аэрозИзвестны способы определения наличия аэрозольных слоев, основанные на использовании методов оптического зондирования ат мосферы при помощи лидаров 11, Способы основаны на регистрации оптических сигналов обратного рассеяния и последующего анализа полученных сигналов с целью выявления слоев с повышенной концентрацией аэрозоля.Основной недостаток этих способов - нечувствительность к слоям, оптическая плотность которых меньше или сравнима с 1770934 А 1(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ АЭРОЗОЛЬНЫХ СЛОЕВ В АТМОСФЕРЕ (57) Использование: метеорология, при дистанционном контроле за состоянием атмосферы. Сущность изобретения: формируют и посылают импульсы зондирующего неполяризованного излучения, частота импульсов которого устанавливается в зависимости от соотношения заданной толщины аэрозоль- ного слоя и скорости распространения излучения. Регистрируют рассеянное излучение, выделяют его поляризованную компоненту, определяют плоскость поляризации этой компоненты и по изменению ориентации плоскости поляризации судят о наличии аэрозольных слоев толщиной более заданной величины, 1 ил. плотностью окружающей атмос ааеей оптическоиферы.Известен также способ, принятый за прототип, основанный на измерении азимута поляризации регистрируемого излучения 2), Способ основан на том, что формируют импульсный лазерный луч со 100 ф-ной поляризацией и определенной ориентацией плоскости поляризации, регистрируют луч, рассеянный средой на 180 (в обратном направлении), измеряют интенсивности рассеянного луча, прошедшего по трем каналам с поляризационными анализаторами, оси полного пропускания котсоых развернуты относительно друг друга на 120, обрабатывают измерения и по результатам обработки определяют азимут поляризации зарегистрированного излучения, По величине азимута поляризации делают вывод о микроструктуре рассеивающей среды.При этом длительность зондирующего импульса никак не связывается с параметрами среды, т.е. источник излучения может быть и постоянным, не импульсным. Обработка результатов измерений требует значительных затрат времени. Кроме того, способ по прототипу не позволяет получить однозначную и достоверную информацию о фазовом состоянии среды по вычисленным значениям параметров поляризации. Именно, на стр. 83 прототипа отмечается, что однозначной связи угла поворота плоскости поляризации со структурой среды не наблюдается. Этот поворот плоскости поляризации в прототипе обусловлен эффектами когерентного взаимодействия зондирующего и рассеянного лучей и никак не связан с микроструктурой рассеивающей среды и ее параметрами, в частности с толщиной рассеивающего слоя.Целью изобретения является обеспечение возможности селекции аэрозольных слоев по толщине.Эта цель достигается тем, что контролируемую среду облучают импульсным источником излучения, длительность которого т достаточно мала и удовлетворяет условию 5 10 15 20 25 30 35 40- , (1)бС где Ь - прдполагаемая толщина аэрозоль- ного слоя,с - скорость распространения излучения,и производят регистрацию рассеянного излучения во всем диапазоне углОв рассеяния. В ходе регистрации рассеянногои излучения определяют ориентацию плоскости поляризации и по изменению этой ориентации судят о наличии аэрозольных слоев с толщиной, превышающей Ь .По сравнению с прототипом предложенный способ позволяет повысить достоверность идентификации аэрозольных слоев и упростить обработку результатов измерений, исключив сложные вычисления.Сущность способа заключается в следующем,45 50 55 При облучении контролируемой среды импульсным источником 1 (см. чертеж) образуется световой цуг 2, протяженность которого по направлению распространения составляет с т, где с - скорость излучения, Т - длительность импульса в источнике, Проходя через различные области 3, 4, 5, 6 и 7 рассеивающей среды, этот световой цуг рассеивается и при этом поляризуется, Рассеянныые под углами 6, Оэ лучи 8 и 9 регистрируются фотоприемным устройством 10. Известно, что при рассеянии на крупных аэрозольных частицах плоскость поляризации рассеянного на большие и малые углы излучения лежит в плоскости рассеяния, в то время как при рассеянии в чистой молекулярной атмосфере плоскость поляризации всегда строго перпендикулярна плоскости рассеяния. Пусть атмосфера содержит чистые слои молекулярного состава 3, 5 и 7, чередующиеся со слоями 4 и б, содержащие аэрозольные частицы с повышенной концентрацией. В результате последовательного прохождения светового цуга 2 через эти слои рассеянные лучи 8 и 9 испытывают поворот плоскости поляризации на 90, Этот факт поворота плоскости поляризации, регистрируемый при помощи фотоприемного устройства 10, служит свидетельст:ом наличия аэрозольных слоев в чистой атмосфере. Для более эффективного использования способа необходимо. чтобы пространственная протяженность зондирующего цуга 2 не превосходила эффективной толщины слоя Ь, что и обуславливает соотношение (1).Изобретение осуществляется следующим образом.В качестве источника излучения может быть использован импульсный лазер, Фотоприемное устройство, имеющее широкое поле зрения в пределах 0 - 180, устанавливается на аэрокосмическом носителе и позволяет регистрировать рассеянное в среде излучения. При помощи этого устройства отслеживается ориентация плоскости поляризации регистрируемого излучения. Такие устройства широко известны, например сахариметры или поляриметры. По изменению ориентации плоскости поляризации судят о наличии аэрозольных слоев,Формула изобретенияСпособ определения наличия аэрозольных слоев в атмосфере, включающий формирование и посылку импульсногозондирующего излучения, регистрацию рас сеянного излучения, определение плоско. сти поляризации этого излучения обработку результатов измерения, о т л и. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечени возможности селекции аэрозольных слое по толщине, зондирующее излучение фор мируют неполяризованным с длительно стью импульсов не превышающей Ь/с, где св скорость распространения излучения, а Ь1770934 35 40 45 50 Составитель Ю.ПузановРедактор М.Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор М,Ткач Заказ 3741 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 заданная толщина слоя, определение плоскости поляризации осуществляют по поляризованной компаненте рассеянного излучения, а по изменению ориентации плоскости поляризации судят о наличии слоевтолщиной, превышающей б.