<<
>>

2.3.4. Уравнение лазерного зондирования

Распространяясь по атмосферной трассе зондирования, лазерный импульс испытывает поглощение и рассеивание на молекулах и аэро­золях атмосферы. Часть излучения, рассеянная атмосферой назад в направлении лидарной системы, может быть собрана и сфокусирована с помощью приемной антенны на фотоприемник, который преобразует ее в электрический сигнал, пропорциональный падающему световому потоку.
При этом расстояние до любого рассеивающего объема по трассе зондирования однозначно определяется по значению временно­го интервала с момента посылки лазерного импульса. А интенсив­ность принятого сигнала в каждый момент времени зависит от свойств контролируемого объема атмосферы, так и от характера всей атмос­ферной трассы зондирования на двойном пути от лидара до рассеи­вающего объема и обратно. Функциональная связь между всеми па­раметрами приемопередающей системы лидара и интенсивностью принятого с различных расстояний протяженной трассы зондирова­ния локационного сигнала имеет следующий вид

P(R)= hPoA ?R-2 bп (R)exp[-2d(R¢)dR¢]

где P(R) - мощность эхо-сигнала; Ро, - мощность зондирующего сиг­нала; R - расстояние от лидара до зондируемого объема атмосферы; t - длительность импульса; bп (R)- сечение взаимодействия в на­правлении назад; d(R) - объемный коэффициент ослабления; h -калибровочная константа.

Экспоненциальный член характеризует квадрат прозрачности слоя атмосферы между лидаром и зондируемым объемом.

Для наиболее характерной ситуации, когда во взаимодействии лазерного импульса с атмосферой участвуют явления релеевского рас­сеяния, аэрозольного ослабления и молекулярного поглощения для hп (R), a (R), имеем соотношения

bп(R) = b(R)+ b(R),

a(R) = aR(R) + aм(R) + aп(R),

где b(R), b(R) - сечения релеевского рассеяния и аэрозольного рассеяния в направлении назад; aR(R), aм(R), aп(R)- соответственно объемные коэффициенты релеевского рассеяния, аэрозольного ослаб­ления и молекулярного поглощения.

Заметим, что выражение записано для одной длины волны зонди­рующего импульса. По этой причине опущен знак длины волны.

<< | >>
Источник: М.А.Пашкевич. МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ Конспект лекций. 2001

Еще по теме 2.3.4. Уравнение лазерного зондирования:

  1. ГЛАВА 4 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ЛИНЕЙНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ
  2. 4.1, ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ
  3. 4.3. ЛИНЕЙНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ ПЕРВОГО ПОРЯДКА
  4. 4.4. ЛИНЕЙНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ С ПОСТОЯННЫМИ КОЭФФИЦИЕНТАМИ ВТОРОГО ПОРЯДКА
  5. 4.5. ЛИНЕЙНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ С ПОСТОЯННЫМИ КОЭФФИЦИЕНТАМИ ПРОИЗВОЛЬНОГО ПОРЯДКА
  6. 4.7. ИНТЕГРИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ С ПОСТОЯННЫМИ КОЭФФИЦИЕНТАМИ МЕТОДОМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛАПЛАСА
  7. ГЛАВА 5 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ЛИНЕЙНЫЕ РАЗНОСТНЫЕ УРАВНЕНИЯ
  8. 5.1. РАЗНОСТНЫЕ УРАВНЕНИЯ
  9. 5.2. ДИСКРЕТНОЕ РЕШЕНИЕ РАЗНОСТНОГО УРАВНЕНИЯ* ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И СВОЙСТВА
  10. 5.3. ЛИНЕЙНЫЕ РАЗНОСТНЫЕ УРАВНЕНИЯ ПЕРВОГО ПОРЯДКА
  11. 5.4. ЛИНЕЙНЫЕ РАЗНОСТНЫЕ УРАВНЕНИЯ ВТОРОГО ПОРЯДКА
  12. Уравнения Эйнштейна и их экспериментальный статус
  13. § 3. Организация контроля состоянияи загрязнения природной среды в городах