Лидар упругого рассеяния в задаче определения концентрации несферических частиц в приземном слое атмосферы

Важной задачей дистанционного зондирования является определение параметров микроструктуры аэрозоля. Как было отмечено ранее, определение базовых параметров среды (размеров и концентрации частиц) основано на реконструкции некоторой эффективной среды, состоящей из монодисперсных частиц. Метод основан на восстановлении рассеивающего слоя, состоящего из монодисперсных частиц, который порождает вокруг зондирующего пучка такой же ореол рассеяния как исследуемый слой из полидисперсных и несферических частиц. Для использования данного подхода предлагается использовать контактные измерения, с применением плоской прозрачной подложки, которая является аккумулятором осажденных на ее поверхности частиц. Эта подложка может выступать как оптический эквивалент исследуемого рассеивающего слоя по коэффициенту обратного рассеяния и коэффициенту пропускания. Как было показано ранее, параметр эффективного размера частиц можно определить по цифровой фотографии подложки через микроскоп. Концентрация частиц в слое определяется как концентрация эффективных частиц. Для этого достаточно измерить коэффициенты обратного рассеяния и экстинкции. Отметим, что для частиц приземного слоя, для которых отношение размера частиц к длине волны велико фактор эффективности равен двум. Это дает возможность определять ослабление пучка при его распространении через слой. Для приземного слоя атмосферы получены цифровые фотографии частиц. Разработана программа обработки изображения. В результате найдено эффективное сечение частиц. Для стационарной атмосферы значение эффективного сечения частиц позволяет определять эффективную концентрацию частиц в слое. Метод восстановления основан на прямых измерениях и может найти применение в задачах зондирования приземных слоев вдоль горизонтальных трасс зондирования на высоте до 100 метров над землей. В перспективе предложенный подход допускает метрологическое обеспечение измерений.