Modeling and Experimental Study of Lidar Resolution to Determine Methane Concentration in the Earth’s Atmosphere

Григорьевский В.И., Тезадов Я.А. Modeling and Experimental Study of Lidar Resolution to Determine Methane Concentration in the Earth’s Atmosphere. Космические исследования , 2020 , 58 (5). С. 330-337. ISSN 0023-4206

Полный текст не доступен из этого репозитория.

Аннотация

В статье рассматриваются вопросы разрешающей способности оптического лидара по измерению фоновой концентрации метана в атмосфере как на приземных горизонтальных трассах с отражением оптического сигнала от природных объектов, так и на вертикальных трассах, когда оптический сигнал отражается от облачных слоев. С помощью моделирования было показано, что на горизонтальных трассах разрешающую способность по концентрации метана ~0.1 ppm (частей на миллион) или ~6% от фоновой концентрации, а по ширине линии поглощения ~0.006 нм можно получить при соотношении сигнал/шум для принимаемых сигналов ~ 200. Для описываемого лидара время накопления сигнала для указанного разрешения составляет ~ 16 секунд. В случае измерения с космической орбиты при соответствующих параметрах приемопередатчика лидара для того же самого разрешения, время накопления сигнала может быть снижено до 1 секунды в силу большего ослабления сигнала в центре линии поглощения в атмосферном столбе воздуха. На приземных трассах экспериментальные результаты хорошо согласуются с результатами моделирования. При экстраполяции результатов на космические измерения за время накопления сигнала 1 с горизонтальное разрешение по горизонтальной координате составит ~8 км при орбитальной скорости спутника ~8 км/с. Разрешение по вертикали при измерениях с космической орбиты может составить ~ 1.5 км, если задаться точностью измерения уширения линии поглощения в ~0.006 нм (10%). Уширение линии излучения передатчика лидара в 2-3 раза заметно не снижает разрешающую способность лидара, что позволяет повысить излучаемую мощность на рассматриваемой длине волны ~1653 нм и улучшить энергетический потенциал прибора в целом.

Тип объекта: Статья
Авторы на русском. ОБЯЗАТЕЛЬНО ДЛЯ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ!: Григорьевский В.И. Тезадов Я.А.
Подразделения (можно выбрать несколько, удерживая Ctrl): 119 лаб. распространения радиоволн и дистанционного зондирования атмосферы
URI: http://cplire.ru:8080/id/eprint/8839
Только для зарегистрированных пользователей
Изменить объект Изменить объект