ИЗУЧЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ФЛУКТУАЦИЙ АЭРОЗОЛЯ В ПРОЕКТЕ DELICAT МЕТОДОМ ФАЗОВЫХ СПЕКТРОВ
Авторы:
1.
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
2.
Институт физики атмосферы им. А.М.Обухова РАН
3.
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Тип:
Статья конференции
Страницы:
с 44
по 47
Опубликовано:
17.08.2026
Классификаторы:
УДК 551.508.856 Лидары
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
лидар, дистанционное зондирование, аэрозоль, фазовые спектры
Аннотация:
В рамках проекта DELICAT (DEmonstration of LIdar based Clear Air Turbulence detection) при помощи самолетного лидара был получен большой массив наблюдений аэрозольного рассеяния на высотах полетов гражданской авиации. Ранее на основе этих данных мы вычислили пространственные спектры флуктуаций плотности аэрозоля. Для этого мы использовали следующие приближения: 1) облака считаются неподвижными на масштабе времени порядка одной минуты, 2) вариации направления линии визирования считаются малыми. Лидар излучает короткие импульсы, позволяющие получить оценку профиля плотности рассеивателей вдоль линии визирования для положения самолета в текущий момент времени. При этих предположениях и при отсутствии шумов профили, полученные в разные моменты времени, отличаются только пространственным сдвигом, равным расстоянию, пролетаемому самолету за временной интервал между зондированиями. В данной работе мы оцениваем ошибки, связанные с вариациями линии визирования, временной динамикой аэрозольных образований и шумами приемника. Для этого используются кросс-спектры сигналов при разных временных интервалах между измерениями. Алгоритм расчета кросс-спектров строился так, чтобы компенсировать краевой эффект. Фаза кросс-спектра (фазовый спектр), в зависимости от временного интервала между зондированиями, в случае чистого пространственного сдвига является линейной функцией частоты. Частота, для которой фазовый спектр начинает отличаться от линейной функции, дает оценку масштабов неоднородностей, заметно меняющихся на данном временном интервале. Разная зависимость вкладов трёх ошибок от расстояния зондирования позволит разделять их и оценивать по отдельности. Фазовые спектры лидарного сигнала дают оценку масштабов, на которых проявляются указанные ошибки измерения.
В рамках проекта DELICAT (DEmonstration of LIdar based Clear Air Turbulence detection) при помощи самолетного лидара был получен большой массив наблюдений аэрозольного рассеяния на высотах полетов гражданской авиации. Ранее на основе этих данных мы вычислили пространственные спектры флуктуаций плотности аэрозоля. Для этого мы использовали следующие приближения: 1) облака считаются неподвижными на масштабе времени порядка одной минуты, 2) вариации направления линии визирования считаются малыми. Лидар излучает короткие импульсы, позволяющие получить оценку профиля плотности рассеивателей вдоль линии визирования для положения самолета в текущий момент времени. При этих предположениях и при отсутствии шумов профили, полученные в разные моменты времени, отличаются только пространственным сдвигом, равным расстоянию, пролетаемому самолету за временной интервал между зондированиями. В данной работе мы оцениваем ошибки, связанные с вариациями линии визирования, временной динамикой аэрозольных образований и шумами приемника. Для этого используются кросс-спектры сигналов при разных временных интервалах между измерениями. Алгоритм расчета кросс-спектров строился так, чтобы компенсировать краевой эффект. Фаза кросс-спектра (фазовый спектр), в зависимости от временного интервала между зондированиями, в случае чистого пространственного сдвига является линейной функцией частоты. Частота, для которой фазовый спектр начинает отличаться от линейной функции, дает оценку масштабов неоднородностей, заметно меняющихся на данном временном интервале. Разная зависимость вкладов трёх ошибок от расстояния зондирования позволит разделять их и оценивать по отдельности. Фазовые спектры лидарного сигнала дают оценку масштабов, на которых проявляются указанные ошибки измерения.
Ключевые слова:
лидар, дистанционное зондирование, аэрозоль, фазовые спектры
лидар, дистанционное зондирование, аэрозоль, фазовые спектры
1. О.В. Федорова, А.Е. Мамонтов, О.А. Коваль // Международный научно-исследовательский журнал. — 2020. — №4 (94). — URL: [object Object] (Дата обращения 17.08.2026). — DOI:https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.94.4.012
