Способ дистанционного определения водности капельных облаков

 

Изобретение относится оптическим исследованиям атмосферы и позволяет повысить точность измерений. Измеряют интенсивность трансформированного облаком солнечного излучения в спектральных интервалах: 4А, 0,6955-0,7045 мкм, ,0305 2,0395 мкм и ДЛз 2,0515-2,0605МКМ. В этих интервалах происходит чистое рассеяние на облачных каплях,рассеяние и поглощение капельной водой и углекислым газом. Приведена система ур-ний,из которой рассчитывается водность облака. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 151) 4 G 01 W 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3988566/24-10 (22) 11.12.85 (46) 15.09.87. Бюл. М - 34 (71} Институт физики атмосферы

АН СССР .(72) Е.И.Гречко, С.В.Дворяшин и В.И .Дианов-Клоков (53) 551.508.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 711517, кл. G 01 W 1/00. Дзюбенко В.А. Измерение водности облаков двухволновой РЛС.

Тр.укр. регионального НИИ, 1984, вып. 199.

/ (54) СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДНОСТИ КАПЕЛЬНЫХ ОБЛАКОВ (57) Изобретение относится оптическим исследованиям атмосферы и позволяет повысить точность измерений.

Измеряют интенсивность трансформированного облаком солнечного излучения в спектральных интервалах:

ЙА, = 0,6955-0,7045 мкм, и Л, =2,03052,0395 мкм и а Лз 2,0515-2,0605мкм.

В этих интервалах происходит чистое рассеяние на облачных каплях,рассея ние и поглощение капельной водой и углекислым газом. Приведена система ур-ний,из которой рассчитывается водность облака.

1337859

I(K) dP; о

Т(Е)1К; " о и. ехр (— 4> W3 ) Р, >( Tз

45 о где I

/ ((ф 4() Изобретение относится к оптике атмосферы, в частности к оптическим исследованиям облачных образований, и может быть использовано при контроле облачной атмосферы со спутником или наземных метеостанций, а также в спектроскопии рассеивающих сред.

Цель изобретения — повышение точности определения.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Измеряют интенсивность трансформированного облаком солнечного излучения в трех спектральных интервалах:

4 Л, = 0,6955-0,7045 мкм, 1 Л

2,0305-2,0395 мкм; 4 Лз = 2,05152,0606 мкм. Длины волн выбраны такими что при о 3. происходит чистое рассеяние на облачных каплях, при

А Л - рассеяние и поглощение капельной водой, при Д Л, — рассеяние и поглощение капельной водой, а также поглощение углекислым газом (ЙЛ,— область максимума поглощения R-ветви .полосы поглощения СО 2,06 MKM), Кроме того, рассеиваюшие свойства капельных облаков (коэффициент рассеяния, средняя длина пробега фотонов 1с ) в этих трех длинах волн для реальных распределений капель по размерам совпадают.

Интенсивность регистрируемого излучения I в этих трех спектральных интервалах:

Т = I exp (-< WP, )

02 2 интенсивность падающего на облако солнечного излучения (jc = 1, 2, 3) в интервале спектральном A3„ распределение фотонов по пробегам; массовые коэффициенты поглощения капельной воды в ь Л,, d> соответственно; водность облака. эффективная длина пробега фотонов в облаке;

Р,2, — функция пропускания углекислого газа. .> и з практически не зависят от распределений капель по размерам

L и равны 70 и 57 см /r соответственно (вариации в пределах 5-107.).

1ð Расчеты, проведенные методом Уонте-Карло, показывают,что при выбранной ширине спектрального интервала величина эффективного пробега в Л, с точностью 2-37. опре15 деляется поглощением капельной водой, а влиянием поглощения СО на величину Р,< можно пренебречь. Изменение коэффициента поглощения (ate/ ./,1, ) в 1,2-1,3 раза практически

20 не влияет на величину 1,,р .

Таким образом, водность W находится из системы уравнений: — — ехр (- 4 WP >

I, Т I 2! ъф

25 0

Информация о зависимости I < /I и функции пропускания Рл2, от зенитного угла Солнца и высоты в атмосфере может быть получена расчетным путем или в натурном эксперименте.

В случае реализации предлагаемого способа со спутника или земной поверхности функпня пропускания

Р (Р, ) заменяется ня Ряp ня всем b пути от Солнца до наблюдателя.

Измерения и расчеты показали,что в d Л, элемент поглощающей массы имеет вид:

Н„

dm = с p " ехр (- — ") .sec8 (H)dH, ° о Н где Ho — высота однородной атмосфе50 Pbl плотность на уровне Земли;

0(Н) — наклон траектории фотонов на высоте Н, а функция пропускания Рд в безоб3 лачной атмосфере в зависимости от поглощающей массы

Р Я (Н 0 ) = 10

А

4 о