Том 17, номер 09, статья № 4

Аннотация:

Регистрация поляризационных компонент лидарного сигнала существенно повышает результативность зондирования верхнего слоя океана. Известно, что появление кроссполяризованной компоненты лидарного сигнала связано либо с наличием в рассеивающем объеме несферических частиц, либо с заметным уровнем многократно рассеянного излучения. В природных водных средах реализуются оба этих фактора: частицы гидрозоля относятся к несферическому типу, а оптическая толщина зондируемого слоя воды может дости-гать значительных величин. В результате этого поляризационная картина сигнала даже в приповерхностных слоях не поддается однозначной интерпретации.
Предпринята попытка интерпретации поляризационных лидарных измерений в задаче обнаружения стратифицированных подводных неоднородностей. С этой целью сопоставлены результаты численного моделирования лидарных сигналов с результатами лидарных наблюдений. Предложена схема формирования кроссполяризованной компоненты лидарного сигнала, поясняющая возникновение локальных максимумов деполяризации. По данным авиалидарных наблюдений прослеживается взаимосвязь изменчивости показателя ослабления и отношения деполяризации вдоль линии полета. Показано, что совместный анализ обеих поляризованных компонент лидарного сигнала позволяет получать более достоверную информацию о гидрозольной среде.

Список литературы:

1. Коханенко Г.П., Крекова М.М., Пеннер И.Э., Шаманаев В.С. Совместное влияние многократного рассеяния и ветрового волнения на результаты зондирования морской воды лидаром с переменным полем зрения // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13. № 4. C. 367-378.
2. Churnside J.H., Tatarskii V.I., Wilson J.J. Oceanographic lidar attenuation coefficient and signal fluctuations measured from a ship in the Southern California Bight // Appl. Opt. 1998. V. 37. N 15. P. 3105-3112.
3. Коханенко Г.П., Пеннер И.Э., Шаманаев В.С. Исследования морской воды в Северной Атлантике судовым лидаром // Оптика атмосф. и океана. 1998. Т. 11. № 7. С. 714-722.
4. Veretennikov V.V., Kokhanenko G.P., Shamanaev V.S. Interpretation of the data of sea-water lidar sensing // Advanced in Laser Remote Sensing: Selected papers of 20th ILRC, Vichy, France. 2000. P. 145-148.
5. Букин О.А., Ильичев В.И., Майор А.Ю., Павлов А.Н., Стафиевский А.Г., Тянкин В.А. Судовой гидролидарный комплекс для зондирования верхнего слоя океана // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7. № 10. С. 1403-1409.
6. Billard B., Abbot R.H., Penny M.F. Airborne estimation of sea turbidity parameters from the WRELADS laser airborne depth sounder // Appl. Opt. 1986. V. 25. N 13. P. 2080-2088.
7. Veretennikov V.V. Structure of a lidar return from sea water in the small-angle multiple scattering approximation // Proc. SPIE. Atmospheric and Ocean Optics / Ed. G. Matvienko, V. Lukin, 1999. V. 3983. P. 260-270.
8. Зеге Э.П., Чайковская Л.И. Приближенные уравнения переноса поляризованного излучения в средах с сильно анизотропным рассеянием // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1985. Т. 21. № 10. С. 93-96.
9. Копелевич О.В. Малопараметрическая модель оптических свойств морской воды // Оптика океана. Т. 1. Физическая оптика океана. М.: Наука, 1983. С. 208-235.
10. Шифрин К.С. Введение в оптику океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 278 с.
11. Ерлов Н. Оптическая океанография. М.: Мир, 1970. 224 с.
12. Васильков А.П., Гольдин Ю.А., Гуреев Б.А. Определение вертикального распределения показателя рассеяния света морской воды с помощью авиационного поляризационного лидара // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 1997. Т. 33. № 4. С. 563-569.
13. Goldin Yu.A., Vasilkov A.P., Gureev B.A., Hoge F.E., Swift R.N., and Wright C.W. Airborne polarization lidar observation of 2D spatial structure of near-bottom scattering layers // Current Problems in Optics of Natural Waters. Proc. of D.S. Rozhdestvensky Optical Society. St. Petersburg, 2001. P. 127-132.
14. Krekov G.M., Krekova M.M., Shamanaev V.S. Laser sensing of a subsurface oceanic layer. II. Polarization characteristics of signals // Appl. Opt. 1998. V. 37. N 9. P. 1596-1601.
15. Метод Монте-Карло в атмосферной оптике / Под ред. Г.И. Марчука. Новосибирск: Наука, 1976. 284 с.
16. Белов В.В., Креков Г.М., Титов Г.А. Некоторые приемы повышения эффективности численных экспериментов по лазерному зондированию атмосферного аэрозоля // Вопросы дистанционного зондирования атмосферы" / Ред. В.Е. Зуев. Томск: Изд-во ИОА СО АН СССР, 1975. С. 102-116.
17. Копелевич О.В. Оптические свойства морской воды: Дис. … докт. техн. наук. 1987.
18. Voss K.J., Fry E.S. Measurement of the Mueller matrix for ocean water // Appl. Opt. 1984. V. 24. N 23. P. 4427-4439.
19. Шерстянкин П.П., Коханенко Г.П., Пеннер И.Э., Ростов А.П., Куимова Л.Н., Иванов В.Г., Блинов В.В. О формировании конвергентной зоны фронта подо льдом на озере Байкал // Докл. РАН. Геофиз. 2002. Т. 383. № 1. С. 106-110.
20. Sherstyankin P.P. Light Regime and Optical Properties of Water // Physical Limnology of Lake Baikal: a Review / Ed. by M.N. Shimaraev and S. Okuda. Irkutsk; Okayama: Baikal International Center for Ecological Research, 1994. P. 24-30.
21. Васильков А.П., Кондранин Т.В., Мясников Е.В. Поляризационные характеристики сигнала обратного рассеяния при импульсном зондировании океана узким световым пучком // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана 1988. Т. 24. № 8. С. 873-882.
22. Городничев Е.Е., Кузовлев А.И., Рогозкин Д.Б. Малоугловое многократное рассеяние поляризованного света в мутных средах // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2003. Т. 19. № 3. С. 371-383.
23. Кравцов Ю.А. О "геометрической" деполяризации света в турбулентной атмосфере // Изв. вузов. Радиофиз. 1970. Т. 13. № 2. С. 281-285.
24. Татарский В.И. Деполяризация светового пучка в турбулентной атмосфере // Изв. вузов. Радиофиз. 1967. Т. 10. № 12. С. 1762-1763.
25. Креков Г.М., Крекова М.М. Особенности поляризационного лазерного зондирования в системе "атмосфера-океан" // Оптика атмосф. 1989. Т. 2. № 1. С. 73-79.
26. Коханенко Г.П., Пеннер И.Э., Шаманаев В.С., Ладбрук Дж., Скотт А. Лазерное зондирование акватории озера Байкал // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12. № 1. С. 39-45.
27. Коханенко Г.П., Пеннер И.Э., Шаманаев В.С. Авиалидарные исследования морской акватории. Ч. 1. Короткие трассы // Оптика атмосф. и океана. 2001. Т. 14. № 12. С. 1132-1136.
28. Вергун В.В., Генин Е.В., Коханенко Г.П., Крутиков В.А., Межевой Д.С. Особенности временой структуры излучения в плотных рассеивающих средах // Оптика атмосф. 1990. Т. 3. № 7. С. 691-697.