Исследование спектрального отношения атмосферных ледяных частиц для оценки их характерного размера в задачах лазерного зондирования
Д.Н. ТИМОФЕЕВ1,2, И.В. ТКАЧЕВ1,2, А.В. КОНОШОНКИН1,2, Н.В. КУСТОВА1,2, В.А. ШИШКО1,2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия tdn@iao.ru 2Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия tiv@iao.ru
Ключевые слова: атмосферные частицы, лазерное зондирование, ледяные кристаллы, спектральное отношение, физическая оптика, матрица рассеяния света, обратное рассеяние света
Страницы: 594-601
Аннотация
Основной проблемой в исследовании атмосферных ледяных частиц является недостаток информации об их морфологии и размерах, поскольку традиционные методы активного и пассивного мониторинга не позволяют достоверно определить эти параметры из-за физических ограничений используемых длин волн и пространственного разрешения. Это обусловливает необходимость применения альтернативных подходов, таких как использование лидаров, работающих на длинах волн ближнего ИК-диапазона, на которых проявляется эффект поглощения излучения ледяными частицами. Из-за этого эффекта возникает разница в лидарных сигналах, что открывает возможность восстановления размера частиц с помощью спектрального отношения. В настоящей работе исследуется зависимость спектрального отношения от формы и размера атмосферных ледяных частиц размерами от 5 до 1000 мкм, характерных для облаков верхнего яруса. Обнаружена зависимость спектрального отношения от характерного размера исследуемых частиц для длин волн ближнего инфракрасного (1,55; 2 и 2,15 мкм) и видимого (0,355; 0,532 и 1,064 мкм) диапазонов. Для анализа использовался банк данных матриц обратного рассеяния света ScIce-2023 для частиц хаотической пространственной ориентации и однократного рассеяния. Из банка были выбраны данные для нескольких форм частиц, свойственным ледяным облакам, в диапазоне длин волн падающего излучения от 0,355 до 2,150 мкм. Полученные результаты могут применяться для интерпретации данных лазерного зондирования кристаллических облаков.
DOI: 10.15372/AOO20260707 |