Архив
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 3. С. 298-306

Использование специальных экранов, моделирующих рассеянное в среде излучение, для измерения эквивалентного поперечного сечения частиц

Г.П. Арумов 1 , А.В. Бухарин 1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 12.05.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-3-298-306
Предложено три способа нахождения эквивалентного сечения рассеивающих частиц. Первый способ основан на сопоставлении угловому искажению пучка отношения ненормализованных моментов второго и первого порядков для поперечных сечений частиц. Второй способ основан на использовании 3d-экранов для измерения ненормализованных моментов первого и второго порядков методами фотометрии. Третий способ базируется на обработке цифровых изображений частиц. Отмеченные возможности позволяют создать промежуточный эквивалентный экран, состоящий из монодисперсных проводящих сферических частиц. Такой экран — рассеивающий объект, который можно сопоставить как рассеивающей среде, так и двумерному экрану, созданному по снимкам частиц. Этот экран порождает такие же базовые коэффициенты (коэффициент обратного рассеяния, коэффициент экстинкции) и угловую трансформацию пучка, как и исследуемый рассеивающий объект. Коэффициенты обратного рассеяния и экстинкции для эквивалентного экрана можно смоделировать посредством сферического сегмента и усечённого конуса. При этом геометрия указанных фигур позволяет смоделировать отношение базовых коэффициентов в широком диапазоне. Такая особенность приводит к минимизации влияния некорректной обратной задачи, поскольку для описания эквивалентной модели рассеивающего объекта требуется минимальный набор микрофизических параметров. К таким параметрам относятся эквивалентное сечение и концентрация эквивалентных рассеивающих частиц. Отмечена применимость метода для несферических частиц, сечения которых — выпуклые геометрические фигуры. Наличие сечений в виде невыпуклых фигур может давать различные значения для эквивалентного сечения, найденного по 2d- и 3d-экранам. Вместе с тем такое несоответствие может выступать индикатором наличия невыпуклых сечений в рассеивающем слое. Предложенный подход характеризуется однозначным переходом от набора лидарных данных к эквивалентному экрану и от микроструктуры рассеивающего слоя к эквивалентному экрану.
Ключевые слова: коэффициент обратного рассеяния, коэффициент экстинкции, некорректная обратная задача, ненормализованный момент, сечение, несферические частицы, эквивалентный экран, рассеивающая среда, 3d-экран, 2d-экран
Полный текст

Список литературы:

  1. Арумов Г. П., Бухарин А. В. Использование ненормализованных моментов для определения статистических параметров несферических частиц по их изображениям // Измерительная техника. 2017. № 11. С. 22–26. DOI: 10.32446/0368-1025it.2017-11-22-26.
  2. Арумов Г. П., Бухарин А. В. Трехмерные экраны для измерения ненормализованных моментов // Измерительная техника. 2018. № 9. С. 44–48. DOI: 10.32446/0368-1025it.2018-9-44-48.
  3. Арумов Г. П., Бухарин А. В., Тюрин А. В. Использование статистически неоднородных экранов в задаче калибровки лидара по параметрам изображений частиц для приземного слоя атмосферы // Измерительная техника. 2014. № 3. C. 36–40.
  4. Градус Л. Я. Руководство по дисперсионному анализу методом микроскопии. М.: Химия, 1979. 232 с.
  5. Bukharin A. V. Method for measurement of beam lateral distortions with two-position sensing schemes // Physics of Vibrations. 2001. V. 9. No. 4. P. 246–255.
  6. Bukharin A. V., Arumov G. P., Blikh Yu. M., Makarov V. S., Turin A. V. Modulation of diode laser radiation for the formation of a distance-independent backscattered signal // Quantum Electronics. 2016. V. 46. No. 10. P. 877–882.
  7. Collis R. T. H. Lidar // Applied Optics. 1970. V. 9. No. 8. P. 1782–1788.
  8. Izhovkina N. I., Artekha S. N., Erokhin N. S., Mikhailovskaya L. A. Aerosol, plasma vortices and atmospheric processes // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2018. V. 54. No. 11. P. 1513–1524.
  9. Veslovskii I., Kolgotin A., Griaznov V., Muller D., Wandinger U., Whiteman D. N. Inversion with regularization for the retrieval of tropospheric aerosol parameters from multiwavelength lidar sounding // Applied Optics. 2002. V. 41. No. 18. P. 3685–3699.