Исследование характеристик аэрозольных неоднородностей в приземной слое атмосферы в ближнем УФ диапазоне
На сегодняшний день необходимость дистанционного контроля атмосферного ветра для широкого круга прикладных задач требует разработки новых и совершенствования существующих дистанционных методов измерения ветра.В настоящее время наибольшей дальностью зондирования обладают доплеровские лазерные методы измерения скорости ветра. Корреляционные лазерные методы обеспечивают меньшую дальность измерения скорости ветра. Однако, они не только являются более простыми (и, соответственно, требующими менее дорогую аппаратуру), но и потенциально позволяют оперативно измерять профиль полного вектора скорости ветра по трассе зондирования.Разработка ветровых корреляционных лидаров требует данных о характеристиках аэрозольных неоднородностей атмосферы.На сегодняшний день большинство экспериментальных исследований в этой области посвящено измерениям в видимом спектральном диапазоне.Одним из перспективных безопасных для зрения спектральных диапазонов для ветровых лидаров является ультрафиолетовый (УФ) спектральный диапазон. Экспериментальных исследований характеристик аэрозольных неоднородностей атмосферы в УФ диапазоне очень мало.Статья посвящена натурным исследованиям характеристик аэрозольных неоднородностей атмосферы в приземной слое атмосферы на длине волны 0,355 мкм.Приведена структурная схема и параметры лазерного измерителя, работающего на длине волны 0,355 мкм. Описана схема проведения экспериментов. Показан типичный эхо-сигнал, обратно рассеянный атмосферой при лазерном зондировании на длине волны 0,355 мкм одиночным импульсом.Описаны процедуры обработки лидарных сигналов, приведены примеры двухмерных полей относительных флуктуаций объемного коэффициента обратного рассеяния для разных атмосферных условий.Результаты обработки данных измерений показывают, что в приземном слое атмосферы средний контраст аэрозольных неоднородностей в большинстве случаев находится в диапазоне значений от ~ 0,4 % до ~ 10 % (в случае небольшого снега до ~ 25 %), а размер аэрозольных неоднородностей атмосферы в подавляющем большинстве случаев находится в диапазоне от ~ 1,5 м до ~ 20 м. Зависимость количества наблюдений аэрозольных неоднородностей от расстояния z от рассеивающего объема атмосферы до лидара является убывающей ~ 1/z и коррелирует с аналогичной зависимостью отношения сигнал/шум от расстояния z.