Том 25, номер 01, статья № 14

Аннотация:

В Висконсинском университете (г. Мэдисон, США) был разработан и построен коаксиальный арктический лидар высокого спектрального разрешения с расширением лазерного пучка через приемный телескоп. Это позволило создать стабильный и безопасный для глаз прибор. Лидар предназначен для проведения непрерывных, продолжительных и абсолютных измерений коэффициента аэрозольного обратного рассеяния, оптической толщи и коэффициента деполяризации на высотах от 75 м до 30 км. В лидаре применяется оригинальный способ стабилизации частоты Nd:YAG-лазера на основе вынужденного рассеяния Бриллюэна. Система работает на длине волны 532 нм, и в качестве блокирующего фильтра в молекулярном канале используется кювета с йодом (линия 1109). Использование эталона Фабри-Перо в приемнике позволило сузить полосу приема до 6 ГГц, эффективно подавить фон неба и работать днем. С 2005 по 2010 г. лидар автономно проработал на метеостанции Эврика (80ºс.ш., 86ºз.д.) на о. Элсмир в Канаде. Передача данных и управление осуществлялись через Интернет. Данные лидара доступны на сайте http://lidar.ssec.wisc.edu.

Ключевые слова:

лидар высокого спектрального разрешения, молекулярное рассеяние, атмосферный аэрозоль

Список литературы:

1. Klett J.D. Stable analytical inversion solution for processing lidar returns // Appl. Opt. 1981. V. 20, N 2. P. 211-220.
2. Kovalev V.A., Eichinger W.E. Elastic Lidar: Theory, Practice, and Analysis Methods. Wiley-IEEE, 2004. 616 p.
3. Young A. Rayleigh scattering // Appl. Opt. 1981. V. 20, N 4. P. 533-535.
4. Fiocco G., Beneditti-Michelangeli G., Maischberger K., Madonna E. Measurement of temperature and aerosol to moleculeratio in the troposphere by optical radar // Nature (Gr. Brit.). Phys. Sci. 1971. V. 229. P. 78-79.
5. American National Standard Z136.1-1993.
6. Hair J.W., Caldwell L.M., Krueger D.A., She C.-Y. High spectral-resolution lidar with iodine-vapor filters: measurement of atmospheric-state and aerosol profiles // Appl. Opt. 2001. V. 40, N 30. P. 5280-5294.
7. Hair J.W., Hostetler C.A., Cook A.L., Harper D.B., Ferrare R.A., Mack T.L., Welch Wayne, Izquierdo L.R., Hovis F.E. Airborne High Spectral Resolution Lidar for profiling aerosol optical properties // Appl. Opt. 2008. V. 47, N 36. P. 6734-6753.
8. Piironen P., Eloranta E.W. Demonstration of a high-spectral-resolution lidar based on an iodine absorption filter // Appl. Opt. 1994. V. 19, N 3. P. 234-236.
9. Forkey J.N. Development and demonstration of filtered Rayleigh scattering - a laser based flow diagnostic for planar measurement of velocity, temperature and pressure: Ph.D. dissertation, 1996. Princeton University.
10. Shipley S.T., Tracy D.H., Eloranta E.W., Tauger J.T., Sroga J.T., Roesler F.L., Weinman J.A. High spectral resolution lidar to measure optical scattering properties of atmospheric aerosols. 1: Theory and instrumentation // Appl. Opt. 1983. V. 22, N 23. P. 3716-3724.
11. URL: http://www.zemax.com
12. Wang Z.G. Wavelength compensation in fused fiber couplers: Ph.D. Disseration, 1996. Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, VA.
13. Eloranta E.W., Razenkov I.A. Frequency locking to the center of a 532 nm iodine absorption line by using stimulated Brillouin scattering from a single-mode fiber // Opt. Lett. 2006. V. 31, N 5. P. 598-600.
14. Lidar: Range-Resolved Optical Remote Sensing of the Atmosphere / Ed. Claus Weitkamp. Springer, 2005. 443 p.
15. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Eureka,_Nunavut
16. URL: http://lidar.ssec.wisc.edu
17. Damoah R., Spichtinger N., Servranckx R., Fromm M., Eloranta E., Razenkov I., James P., Shulski M., Forster C., Stohl A. A case study of pyro-convection using a transport model and remote sensing data // Atmos. Chem. Phys. 2006. V. 6, N 1. P. 173-185.
18. Perro C.W., Duck T.J., Bitar L., Nott G.J., Lesins G.B., O'Neill N.T., Eloranta E., Strong K., Carn S.A., Lindenmaier R., Batchelor R., Saha A., Pike-Thackray C., Drummond J.R. Sarychev volcanic aerosol and chemical measurements over Eureka, Canada: Abstract A51B-0104 presented at 2010 Fall Meeting, AGU, San Francisco, CA. 13-17 December, 2010.
19. de Boer G., Eloranta E.W., Shupe M.D. Arctic Mixed-Phase Stratiform Cloud Properties from Multiple Years of Surface-Based Measurements at Two High-Latitude Locations // J. Atmos. Sci. 2009. V. 66, N 9. P. 2874-2887.