Национальный исследовательский Томский государственный университет
УДК 535.8 Применение оптики в целом
ГРНТИ 29.31 Оптика
ОКСО 03.03.02 Физика
ББК 223 Физика
ТБК 613 Физика
BISAC SCI053000 Physics / Optics & Light
В работе приводятся зависимости спектрального отношения от размера частиц для четырёх форм на шести длинах волн. Исследование проводилось с использованием расширенного банка данных матриц рассеяния света ИОА СО РАН, на данных, полученных методом физической оптики, для случая хаотической пространственной ориентации частиц и однократного рассеяния. Исследовалось несколько форм частиц, характерных для ледяных облаков, на длинах волн падающего излучения от 0,355 до 2,150 мкм. Результаты данной работы могут использоваться для интерпретации лидарного сигнала, в частности для восстановления размера атмосферных ледяных частиц.
лазерное зондирование, рассеяние света, метод физической оптики
1. Baran A.J. From the single-scattering properties of ice crystals to climate prediction: A way forward // Atmore spheric Research 2012. V. 112. P. 45–69.
2. Lohmann U., Gasparini B. A cirrus cloud climate dial? // Science. 2017. V. 357. P. 248-249.
3. Sato K., Okamoto H. Global analysis of height-resolved ice particle categories from spacebornelidar // Geophys. Res. Lett. 2023. V. 50, e2023GL105522.
4. Gil-Díaz C. et al. Geometrical and optical properties of cirrus clouds in Barcelona, Spain: Analysis with the two-way transmittance method of 4 years of lidar measurements // Atmos. Meas. Tech. 2024. V. 17, N 4. P. 1197–1216.
5. Khademi F., Bayat A. Classification of aerosol types using AERONET version 3 data over Kuwait city. Atmospheric Environment // Atmos. Environ. 2021. V. 265. P. 118716.
6. Baars H. et al. The unprecedented 2017–2018 stratospheric smoke event: decay phase and aerosol properties observed with the EARLINET // Atmos. Chem. Phys. 2019. V. 19. P. 15183-15198.
7. Nishizawa T., Sugimoto N., Matsui I., Shimizu A., Higurashi A., Jin Y. The Asian Dust and Aerosol Lidar Observation Network (AD-NET) // EPJ Web of Conferences 2016. V. 119. P. 19001.
8. Guerrero-Rascado J.L. et al. Latin American Lidar Network (LALINET) for aerosol research: Diagnosis on network instrumentation // J. Atmos. Sol-Terr. Phys. 2016. V. 138-139. P. 112-120.
9. Wehr,T., Kubota T., Tzeremes G., Wallace K., Nakatsuka H., Ohno Y., Koopman R., Rusli S., Kikuchi M., Eisinger M., Tanaka T., Taga M., Deghaye P., Tomita E., Bernaerts D. The EarthCARE mission - science and system overview // Atmos. Meas. Tech. 2023. V. 16(15). P. 3581–3608.
10. Mishchenko M.I., Hovenier J.W., Travis L.D. Light Scattering by Nonspherical Particles: Theory, Measurements, and Geophysical Applications. San Diego: Academic Press, 1999. 690 pp.
11. Тимофеев Д.Н., Коношонкин А.В., Кустова Н.В., Шишко В.А., Боровой А.Г. Оценка влияния поглощения на рассеяние света на атмосферных ледяных частицах для длин волн, характерных для задач лазерного зондирования атмосферы. // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32. № 05. С. 381–385.
12. Shangguan M., Xia H., Dou X., Qiu J., Yu C. Development of Multifunction Micro-Pulse Lidar at 1.5 Micrometer // EPJ Web of Conferences 2020. V. 7010. P. 237.
13. Refaat T.F., Petros M., Antill C.W., Singh U.N., Choi Y., Plant J.V., Digangi J.P. Airborne testing of 2-µm pulsed IPDA Lidar for active remote sensing of atmospheric carbon dioxide // Atmoshpere 2021. V. 12(2). P. 412.
14. Timofeev D.N., Konoshonkin A.V. Kustova N.V., Borovoi A.G., Kozodoev A.V. Calculation of backscattering matrix for ice particles of cirrus clouds for 1.55 and 2 micron lidars within the physical optics approximation // Proc. SPIE. 2020. V. 11531. CID: 11531OS.
15. Ткачев И.В., Тимофеев Д.Н., Кустова Н.В., Коношонкин А.В. Банк данных матриц обратного рассеяния света на атмосферных ледяных кристаллах размерами 10–100 мкм для интерпретации данных лазерного зондирования // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34. № 03. С. 199–206.
16. ScIce: database for optical properties of realistic ice particles of cirrus clouds, [Электронный ресурс]. URL: http://scice.konoshonkin.com (дата обращения 19.03.2025).
17. Borovoi A., Konoshonkin A., Kustova N. The physical-optics approximation and its application to light backscattering by hexagonal ice crystals // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2014. V. 146. P. 181–189.
18. Konoshonkin A.V., Kustova N.V., Borovoi A.G. Beam-splitting code for light scattering by ice crystal particles within geometric-optics approximation // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 2015. V. 164. P. 175–183.
19. King M.D., Kaufman Y.J., Tanré D., Nakajima T. Remote sensing of tropospheric aerosols from space: Past, present, and future // Bulletin of the American Meteorological Society 1999. V. 80(11). P. 2229-2259.
20. Ackerman S.A., Strabala K.I., Menzel W.P., Frey R.A., Moeller C.C., Gumley L.E. Discriminating clear sky from clouds with MODIS // J. Geophys. Res. 1998. V. 103(D24). P. 32141–32157.
21. Warren S.G., Brandt R.E. Optical constants of ice from the ultraviolet to the microwave: A revised compilation // J. Geophys. Res 2008. V. D14220. P. 113
