Многочастотное лидарное зондирование атмосферного аэрозоля в условиях информационной неопределенности

Предложен метод решения обратной задачи многочастотного лидарного зондирования атмосферного аэрозоля, позволяющий восстанавливать пространственные распределения объемных концентраций аэрозольных компонентов, интегральное по трассе зондирования распределение аэрозольных частиц по размерам и комплексный показатель преломления частиц без каких-либо дополнительных данных для калибровки лидара и доопределения обратной задачи. Метод основан на предположении, что средние размеры, дисперсии размеров и комплексные показатели преломления частиц каждой аэрозольной компоненты не меняются вдоль трассы зондирования, а количество спектральных каналов лидара больше количества аэрозольных компонентов. В этом случае система уравнений для спектрально-пространственных отсчетов лидарного сигнала оказывается переопределенной, и ее численное решение позволяет определять не только микрофизические параметры аэрозоля, но и калибровочные константы лидара на его рабочих длинах волн. Приведены примеры обработки лидарных сигналов упругого и комбинационного рассеяния модельной аэродисперсной среды на длинах волн λ0 = 0,355; 0,532; 1,064 мкм и λR = 0,387; 0,607 мкм соответственно. Показано, что микрофизические параметры мелкодисперсной компоненты аэрозоля (размерами до 1–2 мкм) восстанавливаются из сигналов с погрешностями < 10%, а погрешности определения микрофизических параметров грубодисперсных частиц существенно зависят от величины их вклада в оптическое пропускание среды. Коэффициенты аэрозольного ослабления и обратного рассеяния, рассчитываемые по восстановленным микрофизическим параметрам аэрозоля, отличаются от их фактических значений на единицы процентов.

• Кугейко М.М.
• Лысенко С.А.
• Хомич В.В.

• Прикладные науки. Медицина. Технология

• Технические науки. Промышленность
• Социальные (общественные) науки
• Естественные науки
• Физико-математические науки