Способ определения фазового состояния облаков и аэрозольных сред

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ ОБЛАКОВ И АЭРОЗОЛЬНЫХ СРЕД, включающий облучение исследуемой среды поляризованным излучением, прием и регистрацию первого эхо-сигнала , отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности измерений и диапазона измеряемых параметров, облучают исследуемую среду циркулярно поляризованным излучением, дополнительно осуществляют прием и регистрацию второго эхо-сигнала в плоскости, ортогональной плоскости приема первого эхо-сигнала, выравнивают амплитуды эхо-сигналов, изменяют поляризацию облучающего излучения на линейную с плоскостью поляризации, параллельной одной из плоскостей приема, определяют интенсивности обоих эхо (О сигналов и их отношение, по которому (Л судят о фазовом состоянии облаков и аэрозольных сред.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)4 G 01 N 21/21

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3529735/24-25 (22) 27.12.82 (46) 15.09.85. Бюл. Р 34 (72) В.В.Кузнецов и Л.Н.Павлова (71) Институт экспериментальной . метеорологии (53) 535.8(088,8) (56) Лазерный контроль атмосферы.

Под ред. Э.Д.Хинкли, М.: Мир, 1979.

Sassen К. Depolarisation of

laser light backscattered by artificial ice clouds. — J. Met, 1974, v. 13. N - 8. р. 923-933. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВОГО

СОСТОЯНИЯ ОБЛАКОВ И АЭРОЗОЛЬНЦХ СРЕД, включающий облучение исследуемой среды поляризованным излучением, прием и регистрацию первого эхо-сигна„„SU„„3179169 A ла, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности измерений и диапазона измеряемых параметров, облучают исследуемую среду циркулярно поляризованным излучением, дополнительно осуществляют прием и регистрацию второго эхо-сигнала в плоскости, ортогональной плоскости приема первого эхо-сигнала, выравнивают амплитуды эхо-сигналов, изменяют поляризацию облучающего излучения на линейную с плоскостью поляризации, параллельной одной из плоскостей приема, определяют интенсивности обоих эхосигналов и их отношение, по которому судят о фазовом состоянии облаков и аэрозольных сред.

Составитель В.Котенев

Редактор Т.Веселова ТехредС.14овжий

Заказ 5654/42 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I 1

Изобретеоте относится к исследованиям облачных сред оптическими методами и может найти применение в метеорологии, а также в промышленности для определенйя фазы и формы частиц, взвешенных в газе или жидкости.

Фазовое состояние является важной характеристикой облачных систем, которую необходимо знать MeTeopoJIoгам для прогноза погоды и для разработки оптимальных методов воздействия на облачность, а также для определения результата воздействия на облака различными кристаллизующими реагентами.

Целью изобретения является повышение чувствительности измерений и диапазона измеряемых параметров.

Способ осуществляется следующим образом.

Пучок линейно †поляризованно излучения направляют на исследуемую среду (облако, туман). Два приемника предназначенных для приема излучения, рассеянного под углом, о близким к 180, устанавливают в двух ортогональных плоскостях, одна из которых совпадает с плос-. костью поляризации падающего излучения. С помощью кругового поляризатора трансформируют излучение с линейной поляризацией в излучение с круговой поляризацией и устанавливают масштабным преобразователем или светофильтрами равенство амплитуд эхо-сигналов J1 = J, регистрируемых обоими приемниками. После этого исследуемую среду облучают линейно-поляризованным излучением и определяют отношение сигналов

Д / 7 (Д1 — сигнал от приемника, установленного в плоскости колебаний вектора). По.величине этого отношения судят о фазовом состоянии

179169 2 облака и о форме кристаллических частиц, если отношение 1 / 1, то в облаке присутствует кристаллическая фаза. Кроме того, если Ji/ >

Х

> 1,4, то кристаллические частицы имеют форму столбиков.

Таким образом, в предлагаемом способе величина отношения 3 / j не зависит от .оптической толщины, а

10 определяется только формой рассеивающих частиц, т,е. зависит только от фазового состояния облака, что повышает чувствительность способа.

Поскольку величина отношения сигналов зависит от формы частиц, предлагаемый способ позволяет дистанционно отличить кристаллы столбчатой формы от частиц другой формы, что повышает диапазон измеряемых пара2р метров.

В предлагаемом способе в отличие от известного принимаемый эхо-сигнал не разделяют на две составляющих и j поэтому минимальная из ам25 плитуд эхо-сигнала J примерно вдвое больше. Кроме того, в предлагаемом способе могут быть применены приемники с большей угловой апер< турой, чем в известном, что также увеличивает мощность принимаемого эхо-сигнала. Так, при увеличении уг- ловой апертуры приемника от 5 ° 10 до 20.10 рад мощность сигнала возрастет в 16 раз. Это уменьшает погрешности измерений сигналов.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с прототипом обладает большей чувствительностью и позволяет отличить кристаллы

4р столбчатой (т.е. вытянутой) формы от кристаллов другой формы. Он может быть использован для дистанционного излучения состава не только естественных облаков, а также искусственных аэрозольных образований.