Оптическая диагностика атмосферы

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 07 Апреля 2012 в 12:17, реферат

Краткое описание

Человечество вступило в фазу своего развития, которую следует характеризовать как фазу борьбы за выживание. Стремительная индустриализация общества сопровождается столь же стремительным отрицательным воздействием на окружающую среду. Продолжают возрастать выбросы вредных веществ в атмосферу, гидросферу и на поверхность планеты. Стали однозначно ощутимы такие проблемы, как парниковый эффект, деструкция озонного слоя в стратосфере («озонные дыры») и эпизодические существенные повышения концентрации молекул озона в приземном слое атмосферы и в тропосфере в целом.

Содержание работы

Реферат…………………………………………………………………………….3
Введение……………………………………………………………………….......4
1.Строение атмосферы и ее состав……………………………………………....6
1.1.Структура атмосферы………………………………………………………..6
1.2.Химический состав атмосферы………………………………………………8
2.Типовые приборы для диагностики атмосферы………………………...…..10
2.1.Современные лидарные системы и сети………………………………..…...10
2.2.Обобщенная схема лидара…………………………………………….…….11
Заключение…………………………………………………………………..……14
Список использованных источников……………………

Содержимое работы - 1 файл

реферат.docx

— 144.32 Кб (Скачать файл)

Принцип действия лидара основан  на измерении интенсивности рассеяния  лазерного излучения аэрозолем  атмосферы. Лидар посылает в атмосферу  короткий импульс света и принимает  обратно сигнал обратного рассеяния.

Рассеяние света в атмосфере  происходит как молекулами воздуха (Релеевское рассеяние), так и частицами  аэрозоля. Таким образом, наличие  аэрозоля в атмосфере увеличивает сигнал обратного рассеяния по сравнению с чистой атмосферой и концентрация аэрозоля может быть определена как функция расстояния и интенсивности сигнала на фоне чистой атмосферы.


 

Лазерная головка генерирует короткие импульсы излучения на длинах волн 1064, 532 и 355 нм, которые коллимируются и узким лучом направляются в атмосферу.

Блоки питания и контроля обеспечивают накачку активного  элемента лазера и управляют лазером.

Двухконтурный автономный блок охлаждения необходим для охлаждения активного элемента лазера. Во внутреннем контуре используется дистиллированная вода, во внешнем контуре - хладон-12.

Излучение лазера, рассеянное аэрозолем атмосферы в обратном направлении, попадает на приемную апертуру телескопа и фокусируется на входном  окне четырехканального анализатора  (фотоприемного блока).

Основными элементами анализатора  являются 4 фотоумножителя (ФЭУ), служащие детекторами излучения. Для питания  ФЭУ используются высоковольтные источники  питания, а для питания усилителей и термоэлектрических холодильников  ФЭУ - низковольтные источники питания.

Сигналы с выхода ФЭУ поступают  в двухканальные аналого-цифровые преобразователи АЦП, установленные  в слот компьютера. Оцифрованные с  помощью  АЦП выходные аналоговые сигналы ФЭУ направляются  в  память РС для сохранения и дальнейшей первичной и вторичной (тематической) обработки.

Для решения каждой конкретной атмосферной задачи, естественно, используется конкретная схема лидара. Однако во всех случаях в лидаре непременно присутствуют три основных блока:

    • лазерный источник излучения с передающей антенной;
    • приемная антенна с фотодетектором;
    • регистратор лидарных сигналов.

Для многих атмосферных задач  необходимо селектировать собранный  приемной антенной лидарный сигнал по спектральным частотам или по поляризации. В этих случаях на выходе приемной антенны лидара устанавливают анализаторы  спектра или поляризации принимаемого оптического сигнала. Следовательно, анализаторы спектра или поляризации  лидарного сигнала также можно  отнести к основным блокам лидара. Кроме того, регистрация таких  быстропротекающих процессов, каким  является лидарный сигнал, невозможна без использования быстродействующих  процессов. Как правило, для этих целей используют современные компьютеры, которые позволяют не только обрабатывать, хранить и визуализировать лидарные данные, но и контролировать параметры  и управлять всеми компонентами лидара в автоматизированном режиме. Таким образом, обобщенную схему  современного лидара можно представить состоящей из пяти основных блоков (рис.2).

 

Заключение

Материал, изложенный в данной работе, свидетельствует о том, что в настоящее время разработаны основные методологические основы оптической диагностики атмосферных параметров, ответственных за погодообразующие процессы, а также за процессы загрязнения атмосферы продуктами антропогенного происхождения. Более того, разработаны, созданы и получили широкое распространение в практике соответствующие технические средства наземного, корабельного и самолетного базирования.

В настоящее время мы способны найти решение следующих основных задач экологического мониторинга: 1) получение надежной информации о состоянии загрязнения воздушных бассейнов и динамики ее изменения; 2) получение количественной информации о выбросах вредных веществ в атмосферу из труб всех организованных источников; 3) прогноз наступления наиболее опасных экологических ситуаций в атмосфере.

 

Список использованных источников

 

  1. В. Е. Зуев, В. В. Зуев ДИСТАНЦИОННОЕ ОПТИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ АТМОСФЕРЫ – Санкт-Петербург 1992
  2. Журнал "Оптика атмосферы и океана" Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН (http://ao.iao.ru/ru/search/?&annot=5)
  3. Научно – технический журнал «Фотоника» Выпуск №5/2009 (http://www.photonics.su/journal/article/2576)
  4. http://astro.bsu.edu.ru/lidar_rab.htm

Информация о работе Оптическая диагностика атмосферы