Том 31, номер 02, статья № 1

Аннотация:

В первой части статьи были изложены принципы построения турбулентного лидара и дано описание двух действующих модификаций систем УОР-2 и УОР-3. Во второй части представлены результаты натурных экспериментов на горизонтальных трассах. Лидар УОР-2 работал на 2-километровой трассе совместно с независимым измерителем – датчиком дрожания изображения (ДДИ). Лидар УОР-3 работал на горизонтальной трассе длиной 26 км. На лидаре УОР-2 были поставлены эксперименты, направленные на изучение формы пика усиления обратного рассеяния. В наших экспериментах полуширина пика составила 6,5 мкрад. Проведено зондирование апертурами разного размера. Получена экспериментальная зависимость изменения фактора q влияния турбулентности на среднюю мощность рассеянного света на приемнике в зависимости от размера приемной апертуры, которая удовлетворительно согласуется с формулой Воробьева. Представлены результаты зондирования и обращения лидарных данных в структурную постоянную «оптической» турбулентности C²_n с применением приближения Воробьева для однородной турбулентности. Дальность зондирования лидаром УОР-3 составила ~ 10 км. Корреляция между лидарными данными и данными ДДИ была 0,7–0,8. Зондирование показало, что даже горизонтальная трасса не является статистически однородной, поэтому в дальнейшем при решении обратной задачи локационного зондирования турбулентности следует применять более сложные процедуры восстановления структурной характеристики C²_n.

Ключевые слова:

атмосферная турбулентность, усиление обратного рассеяния, лидар

Список литературы:

1. Разенков И.А. Турбулентный лидар. I. Конструкция // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 1. С. 41–48.
2. Банах В.А., Разенков И.А. Лидарные измерения усиления обратного рассеяния // Оптика и спектроскопия. 2016. Т. 120, № 2. С. 339–348.
3. Разенков И.А. Малозатратный постоянного действия датчик дрожания изображения с базой 2 км // Сб. докл. XXII Междунар. симпоз. «Оптика атмосф. и океана. Физика атмосферы». [Электронный ресурс – 1 CD-ROM]. ISBN 978-5-94458-159-4. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2016. C. B241–B244.
4. Воробьев В.В. О применимости асимптотических формул восстановления параметров «оптической» турбулентности из данных импульсного лидарного зондирования. I. Уравнения // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 10. С. 870–875; Vorob’ev V.V. On the applicability of asymptotic formulas of retrieving “optical” turbulence parameters from pulse lidar sounding data: I – Equations // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 2. P. 156–161.
5. Воробьев В.В. О применимости асимптотических формул восстановления параметров «оптической» турбулентности из данных импульсного лидарного зондирования. II. Результаты численного моделирования // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 11. С. 987–993; Vorob’ev V.V. On the applicability of asymptotic formulas of retrieving “optical” turbulence parameters from pulse lidar sounding data: II – Results of numerical simulation // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 2. P. 162–168.
6. Коняев П.А., Ботыгина Н.Н., Антошкин Л.В., Емалеев О.Н., Лукин В.П. Об измерении структурной характеристики показателя преломления атмосферы пассивными оптическими методами // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 8. С. 738–741; Konyaev P.A., Botygina N.N., Antoshkin L.V., Emaleev O.N., Lukin V.P. Passive optical methods in measurement of the structure parameter of the air refractive Index // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 6. P. 522–525.
7. Гурвич А.С., Кон А.И., Миронов В.Л., Хмелевцов С.С. Лазерное излучение в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1976. 280 с.
8. Воробьев В.В., Виноградов А.Г. Влияние фоновой турбулентности в лидарных исследованиях турбулентности ясного неба // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 12. С. 1015–1022; Vorob’ev V.V., Vinogradov A.G. Effect of background turbulence in lidar investigations of clear air turbulence // Atmos. Ocean. Opt. 2014. V. 27, N 2. P. 134–141.
9. Виноградов А.Г., Кравцов Ю.А., Татарский В.И. Эффект усиления обратного рассеяния на телах, помещенных в среду со случайными неоднородностями // Изв. вузов. Радиофиз. 1973. Т. 16, № 7. С. 1064–1070.
10. Banakh V.A., Razenkov I.A. Refractive turbulence strength estimation based on the laser echo signal amplification effect // Opt. Lett. 2016. V. 41, N 19. P. 4429–4432.
11. Банах В.А., Миронов В.Л. Локационное распространение лазерного излучения в турбулентной атмосфере. Новосибирск: Наука, 1986. 173 с.