Том 30, номер 07, статья № 8

Аннотация:

Представлена лазерная система на основе параметрических генераторов света, входящая в состав лидара дифференциального поглощения и обеспечивающая перестраиваемую генерацию наносекундных импульсов излучения в спектральном диапазоне 3–4 мкм. Разработана методика лидарных измерений газовых компонент атмосферы с помощью метода дифференциального поглощения (МДП) и метода дифференциальной оптической абсорбционной спектроскопии (ДОАС). Проведена апробация методики МДП–ДОАС в численном эксперименте для оценки возможностей лидарного зондирования малых газовых составляющих атмосферы. Представлены результаты моделирования лидарных измерений малых газовых составляющих атмосферы в диапазоне 3–4 мкм.

Ключевые слова:

атмосфера, лидарное зондирование, МДП, ДОАС, газовые составляющие атмосферы, нелинейные кристаллы

Список литературы:

1. Васильев Б.И., Маннун У.М. ИК-лидары дифференциального поглощения для экологического мониторинга окружающей среды // Квант. электрон. 2006. Т. 36, № 9. С. 801–820.
2. Mitev V., Babichenko S., Bennes J., Borelli R., Dolfi-Bouteyre A., Fiorani L., Hespel L., Huet T., Palucci A., Pistilli M., Puiu A., Rebane O., Sobolev I. Mid-IR DIAL for high-resolution mapping of explosive precursors // Proc. SPIE. 2013. V. 8894. P. 88940S-1–88940S-13.
3. Sunesson J.A., Apituley A., Swart D.P.J. Differential absorption lidar system for routine monitoring of tropospheric ozone // Appl. Opt. 1994. V. 33, N 30. P. 7045–7058.
4. Browell E.V. Differential absorption lidar sensing of ozone // Proc. IEEE. 1989. V. 77, N 3. P. 419–432.
5. McGee T.J., Gross M., Singh U.N., Butler J.J., Kimvilakani P.E. Improved stratospheric ozone lidar // Opt. Eng. 1995. V. 34, N 5. P. 1421–1430.
6. Higdon N.S., Browell E.V., Ponsardin P., Grossmann B.E., Butler C.F., Chyba T.H., Mayo M., Allen R.J., Heuser A.W., Grant W.B., Ismail S., Mayor S.D., Carter A.F. Airborne differential absorption lidar system for measurements of atmospheric water vapor and aerosols // Appl. Opt. 1994. V. 33, N 27. P. 6422–6438.
7. Toriumi R., Tai H., Takechi N. Tunable solid-state blue laser differential absorption lidar system for NO₂ monitoring // Opt. Eng. 1996. V. 35, N 8. P. 2371–2375.
8. Харченко О.В. Методика планирования и проведения лидарных измерений профилей метеорологических параметров атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 6. С. 523–528.
9. Матвиенко Г.Г., Романовский О.А., Харченко О.В., Яковлев С.В. Результаты моделирования лидарных измерений профилей метеопараметров с помощью обертонного СО-лазера // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 2. С. 123–125; Маtvienkо G.G., Rоmаnоvskii О.А., Khаrchenkо О.V., Yakоvlev S.V. Simulation of lidar measurements of profiles of atmospheric meteorological parameters using on overtone СО laser // Atmos. Ocean. Opt. 2014. V. 27, N 4. P. 310–312.
10. Романовский О.А., Харченко О.В., Яковлев С.В. Применение многоволновых ИК-лазеров для лидарных и трассовых измерений метеорологических параметров атмосферы // Изв. вузов. Физика. 2014. Т. 57, № 10. С. 74–80.
11. Бобровников С.М., Матвиенко Г.Г., Романовский О.А., Сериков И.Б., Суханов А.Я. Лидарный спектроскопический газоанализ атмосферы. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2014. 510 с.
12. Platt U., Perner D., Patz H.W. Simultaneous measurement of atmospheric CH₂O, O₃, and NO₂ by differential optical absorption // J. Geophys. Res. C. 1979. V. 84, N 10. P. 6329–6335.
13. Platt U. Differential optical absorption spectroscopy (DOAS) // Air Monitoring by Spectroscopic Techniques / Ed. by M.W. Sigrist. New York: John Wiley & Sons, 1994. P. 27–84.
14. Platt U., Stutz J. Differential optical absorption spectroscopy. New York; Berlin; Heidelberg: Springer, 2008. 593 р.
15. Douard M., Bacis R., Rambaldi Р., Ross A., Wolf J.-P., Fabre G., Stringat R. Fourier-transform lidar // Opt. Lett. 1995. V. 20, N 20. P. 2140–2142.
16. Schotland R.M. The determination of the vertical profile of atmospheric gases by means of a ground based optical radar // Proc. of the Third Symposium on Rem. Sens. Environ. Michigan, Ann Arbor, 1964. P. 215–224.
17. Kovalev V.A., Eichinger W.E. Elastic lidar: Theory, practice, and analysis methods. New Jersey: John Wiley & Sons, 2004. 615 p.
18. Romanovskii O.A., Sadovnikov S.A., Kharchenko O.V., Shumsky V.K., Yakovlev S.V. Optical parametric oscillators in lidar sounding of trace atmospheric gases in the 3–4 mm spectral range // Opt. Mem. Neural Networks (Inf. Opt.). 2016. V. 25, N 2. P. 88–94.
19. Rothman L.S., Gordon I.E., Babikov Y., Barbe A., Benner Ch.D., Bernath P.F., Birk M., Bizzocchi L., Boudon V., Brown L.R., Campargue A., Chance K., Cohen E.A., Coudert L.H., Devi V.M., Drouin B.J., Fayt A., Flaud J.-M., Gamache R.R., Harrison J.J., Hartmann J.-M., Hill C., Hodges J.T., Jacquemart D., Jolly A., Lamouroux J., Le Roy R.J., Li G., Long D.A., Lyulin O.M., Mackie C.J., Massie S.T., Mikhailenko S., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Nikitin A.V., Orphal J., Perevalov V., Perrin A., Polovtseva E.R., Richard C., Smith M.A.H., Starikova E., Sung K., Tashkun S., Tennyson J., Toon G.C., Tyuterev Vl.G., Wagner G. The HITRAN-2012 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2013. V. 130. P. 4–50.
20. Зуев В.Е., Комаров В.С. Статистические модели температуры и газовых компонент атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 264 с.
21. Креков Г.М., Рахимов Р.Ф. Оптико-локационная модель континентального аэрозоля. Новосибирск: Наука, 1982. 199 с.
22. McClatchey R.A., Fenn R.W., Selby J.E.A. Optical properties of atmosphere. Report AFCRL-71-0297 (Bedford, Mass., 1971). 86 p.
23. Romanovskii O.A., Kharchenko O.V., Kondratyuk N.V., Protasenya A.L., Shumskii V.K., Sadovnikov S.A., Yakovlev S.V. OPO-laser system for atmospheric sounding in the mid-IR range // Proc. SPIE. 2015. V. 9680. DOI: 10.1117/12.2205674.