Том 39, номер 08, статья № 11

Аннотация:

Перистые облака покрывают значительную часть земной поверхности и сильно влияют на радиационный баланс и климат. Для расчета пропускания солнечной радиации облачностью необходим контроль оптической толщины облаков, оптимальным для которого является лидарное зондирование. Представлены результаты сравнения двух лидарных методик определения оптической толщины τ перистых облаков с использованием сигналов упругого или комбинационного рассеяния. Обе методики основаны на регистрации сигналов от чистой атмосферы до и выше облака, но использование упругого рассеяния связано с погрешностями, вызванными возможным присутствием подоблачных или надоблачных аэрозольных слоев. Проведено сопоставление методики при обработке экспериментальных реализаций, оценены погрешности определения оптической толщины. Показано, что отклонения при восстановлении оптической толщи по сигналам упругого рассеяния могут достигать Δτ ≈ 0,5 при зондировании облаков с τ > 2. При τ ≤ 1 коэффициент корреляции между данными двух методик составляет 0,94, что позволяет использовать доступные и в дневное время измерения сигналов упругого рассеяния для оценки оптических толщин перистых облаков. Результаты работы могут применяться при разработке лидарных систем зондирования облачности верхнего яруса.

Ключевые слова:

лидар, аэрозоль, кристаллические облака, оптическая толща, упругое и комбинационное рассеяние

Список литературы:

1. Зуев В.Е., Титов Г.А. Оптика атмосферы и климат / под ред. акад. В.Е. Зуева. Томск: Спектр ИОА СО РАН, 1996. Т. 9. 271 с.
2. Фейгельсон Е.М. Лучистый теплообмен и облака. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 230 с.
3. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. М.; Л.: Гостехтеориздат, 1951. 288 с.
4. Волковицкий О.А., Павлова Л.Н., Петрушин А.Г. Оптические свойства кристаллических облаков. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 200 с.
5. Коношонкин А.В., Шишко В.А., Кустова Н.В., Liu D., Wang Z., Тимофеев Д.Н., Ткачев И.В., Сальников К.С., Zhu X., Wang Y. ScIce-2023 – банк данных матриц обратного рассеяния света для ледяных кристаллов перистых облаков для интерпретации данных лазерного зондирования // Оптика атмосф. и океана. 2025. Т. 38, № 8. С. 665–6724. DOI: 10.15372/AOO20250810; Konoshonkin A.V., Shishko V.A., Kustova N.V., Liu D., Wang Z., Timofeev D.N., Tkachev I.V., Salnikov K.S., Kan N., Zhu X., Wang Y. ScIce-2023 Database of backscatte­ring Mueller matrices of ice crystals of cirrus clouds for lidar applications // Atmos. Ocean. Opt. 2025. V. 38, N 6. P. 751–758.
6. Радиация в облачной атмосфере / под редакцией Е.М. Фейгельсон. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 280 с.
7. Kovalev V.A., Eichinger W.E. Elastic Lidar. New Jersey: J. Willey & Sons, 2004. 615 p.
8. Балин Ю.С., Коханенко Г.П., Клемашева М.Г., Пеннер И.Э, Насонов С.В., Самойлова С.В. «ЛОЗА-С» – базовый лидар российского сегмента лидарных станций сети СНГ (CIS LiNet) // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 12. С. 1065–1068. DOI: 10.15372/AOO20171210.