Источники и приемники излучения - Ишанин Г.Г.
ISBN 5-7325-0164-9
Скачать (прямая ссылка):
Величина ш' связана с плотностью жидкой воды р, относительной влажностью / и абсолютной влажностью насыщенных паров ан соотношением со' = aj/р. Поскольку плотность воды примерно постоянна и равна 1 г/сма, то
<о' = 106ан/ (см/км).
Полное количество осажденной воды на трассе выражается в сантиметрах. Если абсолютная и относительная влажность на трассе постоянны, то значение со получают умножением со' (см/км) на длину трассы LT (км).
Для нахождения абсолютной влажности насыщенного пара можно воспользоваться рис. 2.7.
w' см/нм a„-tO~sr/cM3
Рис. 2.7. Зависимость
толщины слоя осажденной воды насыщенного пара от температуры и абсолютная влажность воздуха на уровне моря
49
В общем случае с увеличением высоты изменяются и температура, и относительная влажность. Однако в ряде случаев можно оценить изменение влажности с высотой, используя простое эмпирическое выражение
ан — а,}- 10°'ш, (2.8)
где Он — влажность на высоте Н, км; а0 — влажность на уровне моря.
При необходимости аналитического определения удобно выражение для насыщенного значения ши (см/км) на уровне моря
«н = 0,492 + 3,094 • 10~2Га +
+ 9,5- 10~4Га + 2,888- 10-в71,
которое справедливо с погрешностью ±1,6% в интервале от 0 < <- Тл 40 °С. Умножая приведенное выше выражение на значение относительной влажности, получим значение со'. Как поглотитель оптического излучения водяной пар характеризуется наличием полос поглощения в областях длин волн: 0,498—0,5114; 0,542—0,5478; 0,567—0,578; 0,586—0,606; 0,628—0,7304; 0,926— 0,978; 1,095—1,165; 1,319—1,948; 1,762—1,977; 2,520—2,845;
4,24—4,40; 5,25—7,50. В пределах полосы поглощения коэффициент поглощения характеризуется большой неравномерностью (рис. 2.8—2.10).
В отличие ог паров воды углекислый газ С02 распределяется в атмосфере более равномерно, его концентрация составляет 0,03— 0,04% и не зависит от высоты. Над городами она может повышаться до 0.05%. В воздушных пространствах таких v природных образований, как лесные масси- 0,3 вы. моря и океаны, происходят небольшие вариации концентрации С02, связанные с изменениями температуры
0,4
Рис 9. Пропускание Н20 в полосе к 2 < мкм при i/,2 различных ГОЛШИИе слоя осажденной воды ш (мм) и давлении Р (мм рт. ст.): д
1- о.о.'З К 182; 2 - 1,1 И 862 3000 3200 3400 3500 3800 W00 %см
Рис. 2.8. Пропускание НаО в полосе X — 1,87 мкм при различных толщине слоя осажденной воды со (мм) и давлении Р (мм рт. ст.):
1 - ,0,033 и 330: 2 — 1,0 и 129; 3 — 1,0 й 862
50
X 1,0
0,8
Рис. 2.10. Пропускание Н,0 0,6 В полосе X = 3,6 мкм при различных толщине слоя осажденной воды ш (мм) и давлении Р (мм рт. ст.):
I — 0,018 н 773; 2 — 0,77 и 305
0,4
0,2
о
*! гМ
(1 мг tv
-1
И условии освещения
1200 1400 1600 1800 2000 V, см
солнечным излучением. При расчетах
пропускания атмосферы, как правило, эти локальные и временное изменения содержания СОа в атмосфере не учитывают.
Исходной характеристикой при расчете пропускания служит Концентрация углекислого газа W в атмосферных сантиметрах, показывающая длину пути в сантиметрах, на котором содержится то же число молекул газа, находящегося при атмосферном давлении, как в столбе произвольной длины и произвольного давления. Для горизонтальной трассы на уровне моря
W = (Зч-4). 10~4 U,
где LT — длина трассы, см.
Как поглотитель излучения углекислый газ характеризуется Наличием полос поглощения в спектральных интервалах: 1,38— 1,6; 1,52—1,67; 1,92—2,1; 2,64—2,87; 4,63—4,95; 5,05—5,35; 12,6—16,4 мкм. На рис. 2.11 и 2.12 приведены две наиболее интенсивные полосы поглощения.
3500 3500 3700 ?см'
Т
1,0
0,8
0,6
0,4
о,г
о
{г // Л Y
4' п \\ / i Ь V //
\ у
\ \ /
V J
2250 2300 2350 2400 %см’
Рис. 2.11. Пропускание С02 в полосе А, = 2,7 мкм при различных концентрации W (атм. см) и давлении Р {мм рт. ст.):
I — 0.316 н 27,2; 2 — 0,316 и 162.5; в — 6,08 и 514; 4 — 6,08 и 1770
Рис. 2.12. Пропускание С02 в полосе к = 4,3 мкм при различных концентрации W (атм. см) и давлении Р (мм рт. ст.):
1 — 0,0834 н 167,5; 2 — 0,344 н 289; 3 _ 0,344 и 808; 4 — 11,2 и 965
Таблица 2.1
Поправки (PtJPo)m на высоту
Высота Н, км 1 Для водяных паров Для углекислого газа Высота И, км Для водяных паров Для углекислого газа Высота Н. км Для водяных паров Для углекислого газа
0,3 0,981 0,940 2,4 0,852 0,620 15,0 0,348 0,042
0,6 0,961 0,833 2,7 0,835 0,580 18,0 0,272 0,020
0,9 0,942 0,840 3,0 0,819 0,548 21,0 0,214 0,010
1.2 0,923 0,774 4,5 0,739 0,404 24,0 0,167 0,005
1,5 0,904 0,743 6,0 0,670 0,299 27,0 0,134 0,002
1.8 0,886 0,699 9,0 0,552 0,168 30,0 0,105 0,001
2,1 0,869 0,660 12,0 0,441 0,085
Поправку на изменение температуры и давления вводят пере-ходом от истинного значения протяженности трассы LT к эквивалентному значению La в соответствии с
L — Рв ( 273 l (2 9^
8 1,3-760-Ю-» I Т„ 1 т’ 1
где Рв — давление воздуха, Па; Тв — температура воздуха, К-
С уменьшением давления по мере повышения трассы полосы поглощения становятся уже и пропускание увеличивается. Для учета этого явления аналогично предыдущему случаю целесообразно перейти к эквивалентной длине трассы, но уже за счет изменения давления
