Том 24, номер 04, статья № 5

Аннотация:

Анализируются результаты наблюдений кристаллических облаков верхнего яруса с высоким пространственным и временным разрешением с помощью наземного поляризационного лидара "ЛОЗА-С". Демонстрируются случаи появления зеркально отражающих слоев, образованных частицами, преимущественно ориентированными в горизонтальной плоскости. Сравниваются результаты измерения деполяризации эхосигнала при использовании линейной и круговой поляризации исходного лазерного пучка. Приводятся записи зеркального отражения от одиночных кристаллических частиц.

Ключевые слова:

обратное рассеяние, деполяризация, кристаллические частицы, лидар

Список литературы:

1. Liou K.N. Influence of cirrus clouds on weather and climate processes: a global perspective // Mon. Wea. Rev. 1986. V. 114. P. 1167-1199.
2. Sassen K., Griffin M.K., Dodd G.C. Optical scattering and microphysical properties of subvisual cirrus clouds, and climatic implications // J. Appl. Meteorol. 1989. V. 28, iss. 2. P. 91-98.
3. Lawless R., Xie Yu, Yang P., Kattawar G.W., Laszlo I. Polarization and effective Mueller matrix for multiple scattering of light by nonspherical ice crystals // Opt. Express. 2006. V. 14, iss. 14. P. 6381-6393.
4. Klotzsche S., Macke A. Influence of crystal tilt on solar irradiance of cirrus clouds // Appl. Opt. 2006. V. 45, iss. 5. P. 1034-1040.
5. Borovoi A., Kustova N. Specular scattering by preferentially oriented ice crystals // Appl. Opt. 2009. V. 48, iss. 19. P. 3878-3885.
6. Breon F.M., Dubrulle B. Horizontally oriented plates in clouds // J. Atmos. Sci. 2004. V. 61, N 3. P. 2888-2898.
7. Кауль Б.В., Самохвалов И.В. Ориентация частиц кристаллических облаков Ci: Ч. 1. Ориентация при падении // Оптика атмосф. и океана 2005. Т. 18, № 11. С. 963-967.
8. Platt C.M.R., Abshire N.L., McNice G.T. Some Microphysical Properties of an Ice Cloud from Lidar Observation of Horizontally Oriented Crystals // J. Appl. Meteorol. 1978. V. 17, N 8. P. 1220-1224.
9. Noel V., Sassen K. Study of ice crystal orientation in ice clouds from scanning polarization lidar observations // J. Appl. Meteorol. 2005. V. 44, N 5. P. 653-664.
10. Chen W.N., Chiang Ch.W., Nee J.B. Lidar ratio and depolarization ratio for cirrus clouds // Appl. Opt. 2002. V. 41, N 30. P. 6470-6476.
11. Noel V., Chepfer H., Ledanois G., Delaval A., Flamant H.P. Classification of particle effective shape ratios in cirrus clouds based on the lidar depolarization ratio // Appl. Opt. 2002. V. 41, N 21. P. 4245-4257.
12. You Y., Kattawar G.W., Yang P., Hu Y.X., Baum B.A. Sensitivity of depolarized lidar signals to cloud and aerosol particle properties // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. and Transfer. 2006. V. 100, N 3. P. 470-482.
13. Hu Y., Vaughan M., Liu Zh., Lin B., Yang P., Flittner D., Hunt B., Kuehn R., Huang J., Wu D., Rodier Sh., Powell K., Trepte Ch., Winker D. The depolarization - attenuated backscatter relation: CALIPSO lidar measurements vs. Theory // Opt. Express. 2007. V. 15, N 9. P. 5327-5332.
14. Cho H.M., Yang P., Kattawar G.W., Nasiri Sh.L., Hu Y., Minnis P., Trepte Ch., Winker D. Depolarization ratio and attenuated backscatter for nine cloud types: analyses based on collocated CALIPSO lidar and MODIS measurements // Opt. Express. 2008. V. 16, N 6. P. 3931-3948.
15. Sassen K., Benson S. A midlatitude cirrus cloud climatology from the Facility for Atmospheric Remote Sensing: II. Microphysical properties derived from lidar depolarization // J. Atmos. Sci. 2001. V. 58, N 15. P. 2103-2112.
16. Ромашов Д.Н., Кауль Б.В., Самохвалов И.В. Банк данных для интерпретации результатов поляризационного зондирования кристаллических облаков // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13, № 9. С. 854-861.
17. Kaul B.V., Samokhvalov I.V., Volkov S.N. Investigating of particle orientation in cirrus clouds by measuring backscattering phase matrices with lidar // Appl. Opt. 2004. V. 43, N 36. P. 6620-6628.
18. Balin Yu., Kaul B., Kokhanenko G., Winker D. Application of circularly polarized laser radiation for sensing of crystal clouds // Opt. Express. 2009. V. 17, N 8. P. 6849-6859.
19. del Guasta M., Vallar E., Riviere O., Castagnoli F., Venturi V., Morandi M. Use of polarimetric lidar for the study of oriented ice plates in clouds // Appl. Opt. 2006. V. 45, N 20. P. 4878-4887.
20. Шаманаев В.С., Абрамочкин А.И. Самолетный поляризационный лазерный локатор "Светозар-3" // Изв. вузов. Сер. Физ. 1985. Деп. ВИНИТИ. № 6222-85Деп.
21. Russell P.B., Swissler J.Y., McCormick P.M. Methodology of error analysis and simulation of lidar aerosol measurements // Appl. Opt. 1979. V. 18, N 22. P. 3783-3790.
22. Ван де Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1961. 537 с.
23. Hu Ch.R., Kattawar G.W., Parkin M.E., Herb P. Symmetry theorems on the forward and backward scattering Mueller matrices for light scattering from a nonspherical dielectric scatterer // Appl. Opt. 1987. V. 26, N 19. P. 4159-4173.
24. Mishchenko M.I., Hovenier J.W. Depolarization of light backscattered by randomly oriented nonspherical particles // Opt. Lett. 1995. V. 20, N 12. P. 1356-1358.
25. Flynn C.J., Memdoza A., Zheng Y., Mathur S. Novel polarization-sensitive micropulse lidar measurement techniques // Opt. Express. 2007. V. 15, N 6. P. 2785-2790.
26. Gimmestad G.G. Reexamination of depolarization in lidar measurements // Appl. Opt. 2008. V. 47, N 6. P. 3795-3802.
27. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970. 855 с.
28. Шерклифф У. Поляризованный свет. М.: Мир, 1965. 264 с. 29. Roy G., Roy N. Relation between circular and linear depolarization ratios under multiple-scattering conditions // Appl. Opt. 2008. V. 47, N 9. P. 6563-6579. 30. http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html