Том 23, номер 01, статья № 9

Аннотация:

Методом Монте-Карло решается задача оценки пространственно-разрешенных сигналов широкополосного импульсного излучателя в аэрозольной атмосфере с учетом селективного молекулярного поглощения. Подобная задача возникает в связи с необходимостью априорного анализа потенциальных возможностей лидаров белого света для дистанционного контроля концентрации паров Н₂О и парниковых газов в атмосфере. Оценка сигналов обратного рассеяния с высоким спектральным разрешением на основе нестационарного уравнения переноса требует применения прецезионных алгоритмов расчетов. В теории методов Монте-Карло таким алгоритмом считается метод локальной оценки потоков. Предложено сочетание этого алгоритма с высокоточным line-by-line-расчетом функций пропускания атмосферных газов, что дает возможность строгого количественного прогноза эффективности перспективных лидарных систем мониторинга окружающей среды.

Ключевые слова:

метод Монте-Карло, лазерное зондирование

Список литературы:

1. Малкевич М.С. Оптические исследования атмосферы со спутников. М.: Наука, 1973. 303 с.
2. Мицель А.А., Фирсов К.М., Фомин Б.А. Перенос оптического излучения в молекулярной атмосфере. Томск: Изд-во STT, 2001. 443 с.
3. Зуев В.Е., Креков Г.М. Оптические модели атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 256 с.
4. Goody R.M., Yung Y.L. Atmospheric Radiation. Theoretical Basis. N.Y.: Oxford Univ. Press, 1989. 519 p.
5. Кондратьев К.Я. Перенос длинноволнового излучения в атмосфере. М.: Госиздат, 1950. 287 с.
6. Зуев В.Е., Кабанов М.В. Перенос оптических сигналов в земной атмосфере. М.: Сов. радио, 1977. 368 с.
7. Романова Л.М. Предельные случаи функции распределения по пробегам фотонов, выходящих из толстого светорассеивающего слоя // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1965. Т. 1. № 4. С. 599-606.
8. Irvine W.M. The formation of absorption bands and the distribution of photon optical paths in scattering atmosphere // Bull. Astron. Inst. Nether. 1964. V. 17. N 1. P. 266-279.
9. Крекова М.М., Креков Г.М., Титов Г.А, Фейгельсон Е.М. Возможности расчета спектрального альбедо Венеры в ближнем ИК-диапазоне // Косм. исслед. 1973. Т. 11. № 3. С. 607-611.
10. Зуев В.Е., Титов Г.А. Оптика атмосферы и климат. Л.: Гидрометеоиздат, 1996. 271 с.
11. Partain P.T., Heidinger A.K., Stephens G.L. High spectral resolution atmospheric radiative transfer: Application of the equivalence theorem // J. Geophys. Res. D. 2000. V. 105. N 2. P. 2163-2177.
12. McClatchey R.A., Fenn R.W., Selby J.E. Optical Properties of the Atmosphere. 3d ed. Report - AFCRL-72-0497, Bedford. AFCRL. 1972. 107 p.
13. Москаленко Н.И. Экспериментальные исследования прозрачности паров H2O, CO2, CH4, NO2, CO в условиях искусственной атмосферы // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1969. Т. 5. № 2. С. 262-271.
14. Москаленко Н.И., Мирумянц С.О. Методы расчета спектрального поглощения инфракрасной радиации атмосферными газами // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1970. Т. 6. № 11. С. 1110-1126.
15. Каргин Б.А., Краснокутская Л.Д., Креков Г.М. Спектральное отражение и пропускание облаками солнечной радиации при учете полос поглощения атмосферных газов // Рассеяние света в земной атмосфере. Алма-Ата: Наука, 1972. С. 192-195.
16. Каргин Б.А. Статистическое моделирование поля солнечной радиации в атмосфере. Новосибирск: Изд. ВЦ СО АН СССР, 1984. 206 с.
17. Мицель А.А., Фирсов К.М. Быстрые методы расчета функций поглощения // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1987. Т. 23. № 11. С. 1221-1227.
18. Осипов В.М. Быстрый метод расчета спектральных функций пропускания для неоднородных атмосферных трасс // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1987. Т. 23. N 11. С. 140-147.
19. Чеснокова Т.Ю., Фирсов К.М., Применение рядов экспонент при моделировании широкополосных потоков солнечного излучения в атмосфере Земли // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20. № 4. С. 799-804.
20. Matricardi M., Masiello G., Serio С. An inter-comparison of line-by-line models using different molecular databases. http://smsc.cnes.fr/IASI/PDF/ conf1/Matricardi-paper.pdf
21. Matricardi M., Chevallier F., Kelly G. Thepaut J.-N. An improved general fast radiative transfer model for the assimilation of radiance observations // Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 2004. V. 130. N 11. P. 153-173.
22. Fomin B.A. Effective interpolation technique for line-by-line calculation of radiation absorption in gases // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1995. V. 53. N 6. P. 663-669.
23. Siegel R., Howell J.R. Thermal Radiation Heat Transfer. London: Taylor & Fransis, 2002. 868 p.
24. Rothman L.S., Jacquemart D., Barbe A., Chris B.D., Birk M., Brown L.R., Carleer M.R., Chackerian C., Jr., Chance K., Coudert L.H., Dana V., Devi V.M., Flaud J.-M., Gamache R.R., Goldman A., Hartmann J.-M., Jucks K.W., Maki A.G., Mandin J.-Y., Massie S.T., Orphal J., Perrin A., Rinsland C.P., Smith M.A.H., Tennyson J., Tolchenov R.N., Toth R.A., Auwera J.V., Varanasi P., Wagner G. The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2005. V. 96. N 2. P. 139-204.
25. Jacquinet-Husson N., Scott N.A., Chedin A., Garceran K., Armante R., Chursin A.A., Barbe A., Birk M., Brown L.R., Camy-Peyret C., Claveau C., Clerbaux C., Coheur P.F., Dana V., Daumont L., Debacker-Barilly M.R., Flaud J.-M., Goldman A., Hamdouni A., Hess M., Jacquemart D., Kopke P., Mandin J.-Y., Massie S., Mikhailenko S., Nemtchinov V., Nikitin A., Newnham D., Perrin A., Perevalov V.I., Regalia-Jarlot L., Rublev A., Schreier F., Schult I., Smith K.M., Tashkun S.A., Teffo J.L., Toth R.A., Tyuterev Vl.G., Vander Auwera J., Varanasi P., Wagner G. The 2003 edition of the GEISA/IASI spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2005. V. 95. N 2. P. 429-467.
26. Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М. Термическое зондирование атмосферы со спутников. Л.: Гидрометеоиздат. 1970. 410 с.
27. Мицель А.А., Пташник И.В., Фирсов К.М., Фомин Б.А. Эффективный метод полинейного счета пропускания поглощающей атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 1995. Т. 8. № 10. С. 1547-1548.
28. Информационно-программное обеспечение задач атмосферной оптики / Под ред. Г.М. Крекова. Новосибирск: Наука, 1988. 142 с.
29. Platt U. Air Pollution Monitoring Systems-Past-Present-Future // Advanced Environmental Monitoring / Y.J. Kim and U. Platt (eds.). Berlin; Heidelberg: Springer, 2008. P. 3-20.
30. Михайлов Г.А. Некоторые вопросы теории методов Монте-Карло. Новосибирск: Наука, 1974. 142 с.
31. Михайлов Г.А. Оптимизация весовых методов Монте-Карло. М.: Наука, 1987. 187 с.
32. Метод Монте-Карло в атмосферной оптике / Под ред. Г.И. Марчука. Новосибирск: Наука, 1976. 284 с.
33. Креков Г.М., Михайлов Г.А., Каргин Б.А. Об алгоритмах метода Монте-Карло для решения задач теории распространения узких пучков света // Изв. вузов. Физ. 1968. № 4. С. 110-115.
34. Rairoux P., Schillinger H., Niedermeier S. Remote sensing of the atmosphere using ultrashort laser pulses // Appl. Phys. B. 2000. V. 71. N 4. P. 573-580.
35. Wille H., Rodrigues M., Kasparian J., Teramobile: a mobile femtosecond-terawatt laser and detection system // Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2002. V. 20. N 1. P. 183-190.
36. Dell'Aglio M., Kholodnykh A., Lassandro R., De Pascale O. Development of a Ti : Sapphire DIAL system for pollutant monitoring and meteorological applications // Opt. and Lasers in Eng. 2002. V. 37. N 1. P. 233-244.
37. Креков Г.М., Крекова М.М., Суханов А.Я. Оценка эффективности использования перспективных лидаров белого света для зондирования микрофизических параметров слоистой облачности: 3. Решение обратной задачи // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22. № 9. С. 862-872.