ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

5
Содержание
том 64 / Май, 2021
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454- 2021-64-5-376-383

УДК 551.501.7

МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА ЧАСТИЦЕЙ АТМОСФЕРНОГО АЭРОЗОЛЯ

Потапова И. А.
Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург;


Бобровский А. П.
РГГМУ ; заведующий кафедрой


Дьяченко Н. В.
Российский государственный гидрометеорологический университет;


Ржонсницкая Ю. Б.
Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург;


Саноцкая Н. А.
Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург;


Скобликова А. Л.
Российский государственный гидрометеорологический университет;


Яковлева Т. Ю.
Российский государственный гидрометеорологический университет;


Аннотация. Представлены разработанные модели, описывающие процесс экспериментальных исследований экстремально слабого рассеяния света частицей атмосферного аэрозоля. Такое рассеяние обусловлено тем, что размеру частицы соответствует толщина слоя покрытия. Для разработки моделей использованы данные эксперимента, выполненного одновременно оптическим счетчиком и фильтровым аспирационным устройством. Рассмотрены теоретические основы моделирования процесса рассеяния света частицей атмосферного аэрозоля с показателем преломления, радиально изменяющимся в слое покрытия. Модель базируется на данных натурных экспериментов, причем возможно решение как разрывных, так и непрерывных задач моделирования процесса рассеяния электромагнитных волн для неоднородных облучаемых структур. Модель считается адекватно описывающей экспериментальные данные, если расхождение между ними и результатами модельных расчетов не превышает погрешности эксперимента. C использованием уникальных экспериментальных данных предложены новые модели неоднородной частицы аэрозоля, адекватно описывающие процесс экстремально слабого направленного рассеяния излучения.
Ключевые слова: модель, атмосферный аэрозоль, рассеяние света, оптический счетчик, размер частицы, погрешность определения, аспирационное устройство

Список литературы:
  1. Беляева С. П., Никифорова Н. К., Смирнов В. В., Щелчков Г. И. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей. М.: Энергоиздат, 1981. С. 232.
  2. Егоров А. Д., Потапова И. А., Щукин Г. Г. Методы лидарного зондирования атмосферного аэрозоля // Оптический журнал. 2001. Т. 68, № 11. С. 10—14.
  3. Yegorov A. D., Kopp I. Z., Perelman A. Y. Air aerosol pollution and lidar measurements // Progress in Biomedical Optics and Imaging. 1995. Vol. 2505. P. 38.
  4. Егоров А. Д., Потапова И. А., Ржонсницкая Ю. Б. Обращение лидарных сигналов малой мощности // Оптич. журн. 2007. Т. 74, № 10. С. 25—28.
  5. Егоров А. Д., Потапова И. А., Ржонсницкая Ю. Б., Саноцкая Н. А. Определение оптических и микроструктурных характеристик атмосферного аэрозоля // Ученые записки РГГМУ. 2009. № 11. С. 71—78.
  6. Пат. 2560142 C1 РФ. Способ аспирационной оптической спектрометрии дисперсной среды / А. Д. Егоров, И. А. Потапова, В. А. Драбенко. 20.08.2015.
  7. Егоров А. Д., Потапова И. А. Лидарные исследования прозрачности атмосферы // Тр. Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова. 2004. № 553. С. 131—142.
  8. Егоров А. Д., Потапова И. А., Ржонсницкая Ю. Б., Ошуркова А. А. Методы лидарного зондирования аэрозольных загрязнений атмосферы импульсами конечной длительности // Ученые записки РГГМУ. 2011. № 18. С. 48—56.
  9. Пат. 2607050 C1 РФ. Способ определения дисперсного состава аэрозоля / А. Д. Егоров, В. М. Абрамов, И. А. Потапова, Н. А. Саноцкая. 10.01.2017.
  10. Егоров А. Д., Ивлев Л. С., Потапова И. А., Ржонсницкая Ю. Б., Саноцкая Н. А., Драбенко Д. В. Измерение характеристик атмосферного аэрозоля и проблема достоверности // Естественные и антропогенные аэрозоли: Сб. докл. XI Междунар. конф., Санкт-Петербург, 16—18 окт. 2018 г. СПб: Астерион, 2018. С. 47—52.
  11. Шифрин К. С. Рассеяние света в мутной среде. М.—Л.: Гостехтеориздат, 1951. 264 с.
  12. Kerker M. The Scattering of Light and Other Electromagnetic Radiation. N. Y.: Academic Press, 1969. 666 p.
  13. Егоров А. Д., Ионин В. А. Вопросы параметризации оптико- микроструктурных связей аэрозольных частиц // Тр. Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова. 1981. Вып. 448. С. 70—75.
  14. Егоров А. Д., Потапова И. А. Определение характеристик аэрозоля лидарными системами // Тр. Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова. 2003. № 552. С. 14—18.
  15. Egorov A. D., Potapova I. A., Shchukin G. G. Lidar methods for probing an atmospheric aerosol // J. of Optical Technology. 2001. Vol. 68, N 11. С. 801—804.
  16. Пат. 2017139 C1 РФ. Способ определения концентраций газовых компонентов слоя атмосферы / А. Д. Егоров, И. А. Егорова. 30.07.1994.
  17. Пат. 2439626 C2 РФ. Способ определения прозрачности атмосферы / А. Д. Егоров, И. А. Потапова. 10.01.2012.
  18. Yegorov A. D., Potapova I. A., Rzhonsnitskaya Yu. B. Atmospheric aerosols measurements and reliability problem // Intern. Journal of Remote Sensing. 2008. Vol. 29. Р. 2449—2468.
  19. Yegorov A. D., Potapova I. A., Rzhonsnitskaya Yu. B., Drabenko V. A., Sanotskaya N. A., Shchadin A. V. Atmospheric aerosols measurements and reliability problem: new results // Intern. Journal of Remote Sensing. 2014. Vol. 35. Р. 5750—5765.
  20. Егоров А. Д., Потапова И. А., Ржонсницкая Ю. Б., Саноцкая Н. А. Моделирование характеристик рассеяния излучения частицами атмосферного аэрозоля // Ученые записки РГГМУ. 2013. № 27. С. 71—76.
  21. Willeke K., Whitby K. T. Atmospheric aerosols: size distribution interpretation // J. Air Poll. Control Assoc. 1975. Vol. 25, N 5. P. 529—534.