Основы теоретической атмосферной оптики. Тимофеев Ю.М - 108 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

108
'
'
),'(
)]'([),0()(
0
0,
dz
dz
zzdP
zTBzPIzI
z
∫
∆
∆
↑
∆
∆+∆=
ν
νννν
νν
, (6.1.10)
где
∫
∆
∆
∆
=
ν
νν
ν
ν
dzzPzzP ),(
1
),(
2121
− функция пропускания для конечного спектрального
интервала
ν
∆ .
Отметим особо, что использование предположения о слабой зависимости функции
Планка от частоты позволяет записать выражение для интенсивности теплового
излучения в конечных спектральных интервалах в той же форме, что и для
монохроматической интенсивности. Это приближение позволяет свести проблему
интегрирования монохроматического излучения (формула (6.1.7)) к проблеме получения
функций пропускания для конечных спектральных интервалов.
Естественно, подобные же
выражения можно получить и для нисходящего теплового излучения.
6.2. Функции пропускания атмосферных газов
Функции пропускания атмосферы имеют фундаментальное значение в атмосферной
оптике. Их значение обусловлено тем, что они используются при решении разнообразных
прямых задач атмосферной оптики − в расчетах интенсивностей, потоков и притоков
излучения. Их же применяют и при интерпретации данных измерений, например, при
реализации различных дистанционных методов измерений параметров атмосферы и
поверхности. Выражение
для функции пропускания многокомпонентной неоднородной
среды в конечных спектральных интервалах можно записать в следующем виде:
νρννν
ν
ν
ddlllTlpklP
ji
l
jij
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−⋅∆=
∑∑
∫∫
∆
∆
0
)())(),(,(exp/1),(
, (6.2.1)
где суммирование проводится по i-м линиям j-х газов, )(l
j
′
ρ
− плотности поглощающих
газов,
ij
k − массовые коэффициенты молекулярного поглощения, l − длина пути
излучения в среде.
Разработаны различные − экспериментальные и расчетные − методы получения
функций пропускания. Важнейшими из них являются:
−
прямой метод расчета,
−
метод моделей полос поглощения,
−
метод интегрирования по коэффициенту поглощения,
−
экспериментальные методы (лабораторные и натурные).
При наличии информации о параметрах тонкой структуры (положений,
интенсивностей, полуширин линий и т. д.) для различных полос поглощения, функции
пропускания могут быть рассчитаны по приведенным выше выражениям. Для получения
функций пропускания в конечных спектральных интервалах этот метод требует
интегрирования по частоте. Такой подход носит название прямого
метода расчета
функций пропускания. Преимуществами такого подхода являются:
1. Возможность получения функций пропускания для однородной и неоднородной
среды для различных геометрий распространения излучения для любых смесей газов,
произвольных аппаратных функций спектральных приборов и т. д.
2. Наибольшая потенциальная точность, т.к. прямой метод не требует введения каких-
либо существенных упрощений. Реальная
точность метода определяется точностью
исходной информации о параметрах тонкой структуры и точностью задания их
функциональных зависимостей от параметров физического состояния среды.
Идея подхода в методе моделей полос поглощения состоит в замене реальной
спектральной структуры полосы поглощения на определенную аналитическую или

Страницы