Способ определения прозрачности атмосферы

 

Изобретение относится к способам пассивного зондирования атмосферы и может найти применение при определении прозрачности атмосферы или энергетического ослабления излучения с подвижных объектов на горизонтальных трассах на различных высотах. Цель изобретения - повышение точности определения прозрачности атмосферы на различных высотах. Способ заключается в определении измерения яркости объекта наблюдения, например облака или горы, при наблюдении его с подвижного средства, например самолета, через исследуемый слой атмосферы по горизонтальной трассе. В зависимости от изменения расстояния подвижного средства до объекта наблюдения в области двух местоположений точек наблюдения судят о прозрачности атмосферы.

Изобретение относится к способам пассивного зондирования атмосферы и может найти применение при определении прозрачности атмосферы или энергетического ослабления излучения с подвижных объектов на горизонтальных трассах на различных высотах. Целью изобретения является повышение точности определения прозрачности атмосферы на различных высотах. Способ заключается в измерении через атмосферу по горизонтальной трассе яркости объекта наблюдения (например, облака, горы) при изменении расстояния L между ним и точкой наблюдения при одном угле визирования на объект. Точка наблюдения, где установлен фотометрический прибор, может быть на борту самолета, на машине или на другом подвижном средстве. Фотометрический прибор должен быть ориентирован на объект наблюдения. При изменении расстояния до объекта наблюдения его яркость B изменяется от величины яркости функции S источников среды или яркости бесконечно протяженного слоя атмосферы (при расстоянии L, большем метеорологической дальности видимости до значения "собственной" яркости объекта наблюдения (т. е. на расстоянии L= 0) в соответствии с выражением B= B_oexp(-L)+S[1-exp(-L)] , где B_o - яркость объекта наблюдения, не искаженная влиянием атмосферы, т. е. на расстоянии L= 0 ("собственная" яркость); S - функция источников среды для данного направления наблюдения (для приземной атмосферы S обычно отождествляют с яркостью неба на горизонте); - коэффициент ослабления света в атмосфере; L - расстояние между объектом и точкой наблюдения. Производные по расстоянию изменения яркости при изменении расстояния до него объекта наблюдения, определенные при двух местоположениях точки наблюдения, т. е. на двух расстояниях L₁ и L₂ между объектом и точкой наблюдения выражаются соответственно следующим образом L₁= (S-B_o)exp(-L₁) L₂= (S-B_o)exp(-L₂) . Тогда искомые прозрачность Т атмосферы или связанный с ней коэффициент ослабления света могут быть определены из отношения производных T = exp[-(L₁-L₂)] = = . При небольших скоростях сближения с объектом наблюдения искомая прозрачность находится из выражения T = = где B₁ и B₂ -изменение яркости объекта наблюдения при изменении расстояния до него на величину L, измеренное соответственно в области точек L₁ и L₂. Способ может быть реализован аппаратурно также на основе одновременного измерения скорости сближения (удаления) с объектом (L/t) с помощью акселерометра и скорости изменения сигнала яркости объекта наблюдения на основе использования дифференциального элемента в измерительной схеме устройства. Тогда, учитывая связь производных по времени t и расстоянию L = искомая прозрачность может быть определена из выражения: T = , или при постоянной скорости сближения (удаления) с объектом наблюдения
T= (B/t)L₁/(B/t)L₂. Учитывая связь прозрачности Т атмосферы с коэффициентом ослабления cвета в атмосфере, можно получить расчетные соотношения и для коэффициента . Изобретение не требует знания фотометрических характеристик наблюдаемого объекта ("собственной" яркости, степени черноты, температуры и т. д. ) и значения функции источников среды или яркости бесконечно-протяженного слоя атмосферы, что повышает точность измерений, особенно на больших высотах. (56) Авторское свидетельство СССР N 530553, кл. G 01 N 21/47, 1976. Авторское свидетельство СССР N 900238, кл. G 01 N 21/47, 1982.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ путем измерения через атмосферу по горизонтальной трассе яркости объекта наблюдения при изменении расстояния между ним и точкой наблюдения при одном угле визирования на объект, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения прозрачности атмосферы на различных высотах, определяют в области двух местоположений точки наблюдения относительно объекта наблюдения изменение яркости последнего в зависимости от изменения расстояния точки наблюдения до него и по отношению полученных значений судят об искомой прозрачности атмосферы.