УДК 535.8 Применение оптики в целом
ГРНТИ 29.31 Оптика
ОКСО 03.03.02 Физика
ББК 223 Физика
ТБК 6135 Оптика
BISAC SCI053000 Physics / Optics & Light
В условиях возрастания проблем загрязнения атмосферы и ухудшения качества воздуха измерение вертикального распределения аэрозолей становится первостепенной задачей для метеорологии, экологии и климатологии. Традиционные моностатические лидары, являясь основным инструментом дистанционного зондирования, обладают фундаментальными ограничениями, связанными с неполным перекрытием лазерного пучка и приемной системы в нижнем слое атмосферы. В данной статье подробно рассматриваются проблемы стандартных методов, описываются физико-технические ограничения, а также предлагается подход на основе разнесённой (бистатической) схемы, где в качестве детектора используется цифровая камера. Представленный метод позволяет устранить проблему ближней зоны, повысить разрешающую способность и обеспечить более точное измерение аэрозольных профилей непосредственно вблизи от поверхности земли.
лазерное зондирование, атмосфера, приемник
1. Kotthaus S. et al. Atmospheric boundary layer height from ground-based remote sensing: a review of capabilities and limitations // Atmospheric Measurement Techniques Discussions. 2022. V. 16, N. 2. P. 1-88.
2. Красненко Н.П. Развитие дистанционных методов и средств изучения нижней атмосферы в ИМКЭС СО РАН. // Оптика атмосферы и океана. 2022. Т. 35. № 2. С. 98–104. DOI:https://doi.org/10.15372/AOO20220202.
3. Yin Z., Chen Q., Yi Y., Bu Z., Wang L., Wang X. Low blind zone atmospheric lidar based on fiber bundle receiving // Remote Sensing. – 2023. – Т. 15. – №. 19. – С. 4643.
4. Sharma N.P., Barnes J.E., Kaplan T.B., Clarke A.D. Coastal aerosol profiling with a camera lidar and nephelometer // Journal of atmospheric and oceanic technology. 2011. Т. 28, №. 3. – С. 418-425.
5. Butt J., Oville C., Sharma N.C., Barnes J.E. Using a CCD camera lidar system for detection of Asian dust // Lidar Remote Sensing for Environmental Monitoring XVI. Bellingham: SPIE, 2018. V. 10779. P. 177-184.
6. De Monte B., Bell R.T. Development of an EMCCD for LIDAR applications // Infrared Systems and Photoelectronic Technology IV. Bellingham: SPIE, 2009. V. 7419. P. 180-186.
7. Barnes J.E., Bronner S., Beck R., Parikh N.C. Boundary layer scattering measurements with a charge-coupled device camera lidar // Applied Optics. 2003. V. 42, N. 15. P. 2647-2652.
8. Kabir A., Sharma, N., Barnes, J., Gagnon, S., Alcantara-Silva M., Knowles E. Using a Camera Based Imaging Lidar to Detect Temporal Distributions of Boundary Layer Aerosols in The Bahamas // 2022 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO). New York City: IEEE, 2022. P. 1-2.
9. Kabir A.S., Sharma N.C., Barnes J.E., Butt J., Bridgewater M. Using a bistatic camera lidar to profile aerosols influenced by a local source of pollution // Laser Radar Technology and Applications XXIII. Bellingham: SPIE, 2018. V. 10636. P. 126-132.
