Том 26, номер 04, статья № 8

Аннотация:

Развит метод интегральных распределений для определения микроструктуры атмосферного аэрозоля из спектральных измерений аэрозольной оптической толщины. Представлены численный алгоритм решения обратной задачи и программный комплекс, разработанный на его основе. Специфика алгоритма состоит в учете малой информативности обратной задачи относительно частиц из микродисперсного диапазона размеров. В результате работы программного комплекса восстанавливается интегральная функция распределения геометрического сечения частиц по размерам, по которой рассчитываются объемная концентрация и средний радиус частиц для полного ансамбля и отдельных фракций аэрозоля - субмикронной и грубодисперсной. Приведено описание пользовательского интерфейса. Программный комплекс удобен при массовой обработке экспериментальных данных и не требует от пользователя специальных знаний по решению обратных задач.

Ключевые слова:

Особенности восстановления микроструктурных параметров аэрозоля из измерений аэрозольной оптической толщины. Часть I. Методика решения обратной задачи

Список литературы:

1. Смеркалов В.А. Прикладная оптика атмосферы. СПб.: Гидрометеоиздат, 1997. 334 с.
2. Tunved P., Hansson H.-C., Kulmala M., Aalto P., Viisanen Y., Karlsson H., Kristensson A., Swietlicki E., Dal Maso M., Strom J., Komppula M. One year boundary layer aerosol size distribution data from five nordic background stations // Atmos. Chem. Phys. 2003. V. 3, N 6. P. 2183-2205.
3. Hussein T., Puustinen A., Aalto P. P., Makela J.M., Hameri K., Kulmala M. Urban aerosol number size distributions // Atmos. Chem. Phys. 2004. V. 4, N 2. P. 391-411.
4. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д. Суточный ход концентрации микродисперсной фракции аэрозоля // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13, № 11. C. 983-990.
5. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д. Исследование дисперсного состава аэрозоля в периоды весенней дымки и лесных пожаров // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 6. C. 468-477.
6. Веретенников В.В., Меньщикова С.С. Микрофизическая экстраполяция в задаче обращения аэрозольной оптической толщины // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 4. С. 880-886.
7. Веретенников В.В., Меньщикова С.С. Особенности восстановления микроструктурных параметров аэрозоля из измерений аэрозольной оптической толщины. Часть II. Результаты обращения // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 4. С. 313-324.
8. Веретенников В.В. Обратные задачи солнечной фотометрии для интегральных аэрозольных распределений. I. Теория и численный эксперимент в субмикронной области размеров частиц // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 4. С. 294-300.
9. Ван де Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1961. 536 с.
10. Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. М.: Мир, 1971. 165 с.
11. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 664 с.
12. Креков Г.М., Рахимов Р.Ф. Оптико-локационная модель континентального аэрозоля. Новосибирск: Наука, 1982. 199 с.
13. Зуев В.Е., Креков Г.М. Оптические модели атмосферы // Современные проблемы атмосферной оптики. Т. 2. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 256 с.
14. Ивлев Л.С., Андреев С.Д. Оптические свойства атмосферных аэрозолей. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1986. 360 с.
15. Андреев С.Д., Ивлев Л.С. Моделирование оптических характеристик аэрозолей приземного слоя атмосферы в области спектра 0,3-15 мкм. Ч. 2. Модель состава и структуры аэрозолей // Оптика атмосф. и океана. 1995. Т. 8, № 8. С. 1227-1235.
16. Веретенников В.В., Меньщикова С.С. Об ограничении интегральных аэрозольных распределений в обратных задачах солнечной фотометрии // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 9. С. 759-764.
17. Тихонов А.Н., Гончарский А.В., Степанов В.В., Яго-ла А.Г. Регуляризирующие алгоритмы и априорная информация. М.: Наука, 1983. 200 с.
18. Веретенников В.В. Совместное определение микроструктуры и показателя преломления аэрозоля по данным солнечной фотометрии // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 3. С. 214-221.
19. Веретенников В.В., Меньщикова С.С. Применение блочно-итерационного алгоритма для восстановления интегральных аэрозольных распределений по данным солнечной спектрофотометрии // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 4. С. 259-264.
20. Веретенников В.В. Обратные задачи солнечной фотометрии для интегральных аэрозольных распределений. II. Разделение на субмикронную и грубодисперсную фракции // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 4. С. 301-307.
21. Бедарева Т.В., Свириденков М.А., Журавлева Т.Б. Восстановление оптических и микрофизических характеристик аэрозоля по данным наземных спектральных измерений прямой и рассеянной солнечной радиации. Часть 1. Тестирование алгоритма // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 7. С. 602-612.
22. Веретенников В.В., Наац И.Э. Исследования по численному обращению элементов полидисперсной матрицы рассеяния // I Всесоюз. совещание по атмосферной оптике (Тезисы докл.). Ч. 1. Томск, 1976. С. 342-345.
23. Веретенников В.В., Наац И.Э. Исследования по методам обращения поляризационных измерений в задачах оптического зондирования атмосферного аэрозоля // Методика ракетных и спутниковых исследований в верхней атмосфере. М.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 129-142.
24. Веретенников В.В., Наац И.Э., Панченко М.В., Фа-деев В.Я. К определению микроструктуры и показателя преломления атмосферных дымок из поляризационных характеристик светорассеяния // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1978. Т. 14, № 12. С. 1313-1317.
25. Veretennikov V.V., Kozlov V.S., Naats I.E., Fadeev V.Ya. Optical studies of smoke aerosols: inversion method and its applications // Opt. Lett. 1979. N 12. P. 411-413.
26. Рахимов Р.Ф., Макиенко Э.В. Некоторые методические дополнения к решению обратной задачи для восстановления параметров дисперсной структуры дымов смешанного состава // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 3. С. 183-190.
27. Рахимов Р.Ф., Макиенко Э.В., Панченко М.В. Оптико-микрофизические свойства смешанных дымов от нескольких разнесенных источников // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 8. С. 675-684.
28. Рахимов Р.Ф., Козлов В.С., Шмаргунов В.П. О временной динамике комплексного показателя преломления и микроструктуры частиц по данным спектронефелометрических измерений в смешанных дымах // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 10. С. 887-897.