Счетчик
Изучение оптических неоднородностей атмосферы

Важной задачей современной метеорологии является изучение оптических неоднородностей атмосферы, в том числе особенностей их вертикального распределения. Эти особенности выражаются в существовании так называемых слоев яркости, для исследования которых применяют фотографирование или спектрофото- метрирование толщи атмосферы вблизи края диска планеты — горизонта.

Структура поля яркости на краю диска планеты зависит от распределения оптических параметров атмосферы и отражательных свойств подстилающей поверхности; от спектрального интервала, в котором проводятся исследования; местоположения Солнца и направления визирования наблюдателя на космическом корабле. Задача расчета яркости реальной атмосферы вблизи горизонта по космическим данным чрезвычайно сложна и при ее решении целесообразно использовать приближенную методику.

Яркостная и поляризационная структура оптического горизонта планеты может служить источником сведений об оптической структуре реальной атмосферы и, в первую очередь, о вертикальном ходе и горизонтальной изменчивости атмосферного коэффициента рассеяния. Открываются новые возможности для выявления и изучения аэрозольных слоев в стратосфере, а также для исследования высотных распределений озона, водяного пара, натрия и других атмосферных примесей.

Наблюдатель с космического корабля специальной аппаратурой может выполнить два оптических эксперимента, позволяющих получить данные о пространственной структуре оптических неоднородностей атмосферы в слоях яркости (для случая однократного рассеяния света). В первом эксперименте космический корабль находится над ночным полушарием Земли недалеко от терминатора, и наблюдатель визирует ореол зари. При этом основная масса атмосферы, пронизываемая линией визирования, остается в области тени и ослабляет свет зари. Во втором эксперименте все слои атмосферы, пересекаемые линией визирования, расположены на освещенном Солнцем полушарии, т. е. наблюдатель визирует дневной горизонт планеты. Здесь главную роль играет рассеивающая способность атмосферы.

В настоящее время широко развиты аэрометоды (преимущественно самолетные) исследования свойств и характеристик различных участков земной поверхности по спектрам отраженной солнечной радиации. Все более перспективными становятся также аналогичные исследования путем анализа спектров инфракрасного (теплового) и микроволнового излучений. Заметим, что ни атмосферная дымка, ни облака не мешают регистрации с самолетов микроволнового излучения подстилающей поверхности. Естественно, что эти методы могут быть успешно применены на спутниках для получения информации глобального масштаба. Космическую спект- рофотометрию земных образований следует рассматривать как многоцелевой эксперимент, включающий идентификацию геологических структур, оценку состояния посевов, определение ледовых условий, каталогизацию почв, обнаружение лесных пожаров и т. д.

Наконец, сравнительно многочисленные аэростатные эксперименты подтвердили перспективность метода абсорбционной спектрометрии для изучения состава верхних слоев атмосферы (в особенности содержания водяного пара в стратосфере) по данным измерений поглощения солнечной радиации различными компонентами атмосферы. Бесспорно, что аналогичная методика должна оказаться эффективной при использовании орбитальной лаборатории. Среди научных задач, ожидающих своего решения, можно было бы отметить важное для физики верхней атмосферы определение концентрации водяного пара и озона.

Мы лишь очень кратко рассказали о некоторых возможностях, которые открываются перед исследователями в связи с развитием космической фотографии и спектрофото- метрии. Но уже из сказанного видно, что каждый из этих методов, в особенности их сочетание, очень перспективны для решения проблем геофизики.

Серия докладов, представленных на конгрессе в основном советскими и американскими учеными, была посвящена так называемым обратным задачам спутниковой метеорологии, которые состоят в разработке методов интерпретации данных измерений со спутников различных количественных характеристик излучения Земли в космос. Это позволит получить сведения о метеорологических параметрах атмосферы: температуре и влажности воздуха, атмосферном давлении и др.

Категория: Hi-tech
Категории раздела
© Sonaro, 2009 - 2017
Все материалы и публикации на сайте защищены законом