Том 29, номер 09, статья № 4

Аннотация:

Методом Монте-Карло изучаются особенности распространения лазерных импульсов и формирования лидарных эхосигналов при дистанционном зондировании облачности наземными и космическими лидарами. В частности, обнаружен эффект увеличения контрастности эхосигнала, который позволяет лучше «видеть» дальнюю границу облачности. Обсуждаются результаты статистического моделирования расширяющегося светового кольца, которое может возникать в облачном слое при прохождении сквозь него лазерного импульса. Кратко описываются возможности программного обеспечения, созданного автором для моделирования лидарных эхосигналов и представленного в сети Интернет.

Ключевые слова:

дистанционное зондирование, наземные и космические лидары, облачность, многократное рассеяние света, метод Монте-Карло

Список литературы:

1. Bissonnette L.R., Bruscaglioni P., Ismaelli A., Zaccanti G., Cohen A., Benayahu Y., Kleiman M., Egert S., Flesia C., Schwendimann P., Starkov A., Noormohammadian M., Oppel U.G., Zege E.P., Katsev I.L., Polonsky I.N. Lidar Multiple Scattering from Clouds // Appl. Phys. B. 1995. V. 60, N 4. P. 355–362.
2. Bruscaglioni P., Ismaelli A., Zaccanti G. Monte-Carlo calculations of LIDAR returns: procedure and results // Appl. Phys. B: Lasers Opt. 1995. V. 60, N 4. P. 325–329.
3. Bruscaglioni P., Flesia C., Ismaelli A., Sansoni P. Multiple scattering and lidar returns // Pure Appl. Opt: J. European Opt. Soc. A. 1998. V. 7, N 6. P. 1273–1287.
4. Klett J.D. Stable analytical inversion solution for processing lidar returns // Appl. Opt. 1981. V. 20, N 2. P. 211–220.
5. Kunkel K.E., Weinman J.A. Monte Carlo analysis of multiply scattered lidar returns // J. Atmos. Sci. 1976. V. 33, N 9. P. 1772–1781.
6. Lu X., Jiang Yu., Zhang X., Lu X., He Y. An algorithm to retrieve aerosol properties from analysis of multiple scattering influences on both ground-based and space-borne lidar returns // Opt. Express. V. 17, iss. 11. P. 8719–8728.
7. Oppel U.G., Wengenmayer M., Prigarin S.M. Monte Carlo simulations of polarized CCD lidar returns // J. Atmos.  Ocean.  Opt.  2007.  V. 20,  N 12.  P. 1086–1091.
8. Platt C.M.R. Remote Sounding of High Clouds. III: Monte Carlo Calculations of Multiple-Scattered Lidar Returns // J. Atmos. Sci. 1981. V. 38, N 1. P. 156–167.
9. Samokhvalov I.V. Double scattering approximation of lidar equation for inhomogeneous atmosphere // Opt. Lett. 1979. V. 4, N 5. P. 12–14.
10. Winker D.M., Poole L.R. Monte-Carlo calculations of cloud returns for ground-based and spacebased LIDARS // Appl. Phys. B: Lasers Opt. 1995. V. 60, N 4. P. 341–344.
11. Марчук Г.И., Михайлов Г.А., Назаралиев М.А., Дарбинян Р.А., Каргин Б.А., Елепов Б.С. Метод Монте-Карло в атмосферной оптике. Новосибирск: Наука, 1976. 280 с.
12. Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. М.: Мир, 1971. 303 с.
13. Davis A.B., Cahalan R.F., Spinhirne J.D., McGill M.J., Love S.P. Off-beam lidar: an emerging technique in cloud remote sensing based on radiative Green-function theory in the diffusion domain // Phys. Chem. Earth (B). 1999. V. 24. P. 177–185.
14. Love S.P., Davis A.B., Rohde C.A., Tellier L., Ho C. Active probing of cloud multiple scattering, optical depth, vertical thickness, and liquid water content using Wide-Angle Imaging Lidar // Proc. SPIE. 2002. V. 4815. P. 129–138.
15. Cahalan R.F., McGill M., Kolasinski J., Varnai T., Yetzer K. THOR-Cloud thickness from offbeam lidar returns // J. Atmos. Ocean. Technol. 2005. V. 22, N 6. P. 605–627.
16. Polonsky I.N., Love S.P., Davis A.B. The Wide-Angle Imaging Lidar (WAIL) deployment at the ARM Southern Great Plains site: Intercomparison of cloud property retrievals // J. Atmos. Ocean. Technol. 2005. V. 22, N 6. P. 628–648.
17. Davis A.B. Multiple-scattering lidar from both sides of the clouds: addressing internal structure // J. Geophys. Res. D. 2008. V. 113, iss. 14. DOI: 10.1029/ 2007JD009666.
18. Prigarin S.M., Aleshina T.V. Monte Carlo simulation of ring-shaped returns for CCD LIDAR systems // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2015. V. 30, N 4. P. 251–257.
19. Hess M., Koepke P., Schult I. Optical properties of aerosols and clouds: the software package OPAC // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 1998. V. 79, N 5. P. 831–844.
20. Park J.H. Multiple scattering measurements using multistatic lidar. Thesis (Ph.D.). The Pennsylvania State University, 2008. 188 p.