Том 37, номер 01, статья № 9

Аннотация:

Численно исследованы возможности использования молекулярного рассеяния для определения скорости ветра с помощью импульсного когерентного доплеровского лидара (ИКДЛ) с борта самолета на высотах 10–20 км. Моделирование проводилось для сфокусированного на 500 м зондирующего излучения на длинах волн 1 и 2 мкм; диаметр апертуры приемопередающего телескопа 10 см. Показано, что при измерениях с самолета для превышения порогового значения отношения сигнал/шум потребуется энергия в импульсе, значительно меньшая, чем при зондировании с Земли. Современные ИКДЛ с энергией зондирующих импульсов 1–4 мДж после добавления канала регистрации молекулярного рассеяния могут применяться для самолетных измерений ветра на высотах 10–20 км.

Ключевые слова:

когерентный доплеровский лидар, молекулярное рассеяние, скорость ветра, численное моделирование, зондирование, отношение сигнал/шум

Список литературы:

1. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Т. 1. Однократное рассеяние и теория переноса. М.: Мир, 1981. 280 с.
2. Frehlich R.G., Kavaya M.J. Coherent laser radar performance for general atmospheric turbulence // Appl. Opt. 1991. V. 30. P. 5325–5337.
3. Зуев В.Е., Креков Г.М. Оптические модели атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 256 с.
4. Spinhine J.D., Chudamani S., Cavanaugh J.F., Bufton J.L. Aerosol and cloud backscatter at 1.06, 1.54, and 0.53 mm by airborne hard-target-calibrated Nd:YAG/metane Raman lidar // Appl. Opt. 1997. V. 36, N 15. P. 3475–3490.
5. Rye B.J. Molecular backscatter heterodyne lidar: A computational evaluation // Appl. Opt. 1998. V. 37, N 27. P. 6321–6328.
6. Смалихо И.Н., Банах В.А. Численное исследование возможностей ветрового зондирования в атмосферном слое 10–20 км когерентным доплеровским лидаром наземного базирования // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 9. С. 722–729; Smalikho I.N., Banakh V.A. Numerical study of possibilities of wind sounding in the atmospheric layer from 10 to 20 km with a ground-based coherent Doppler lidar // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N S1. P. S70–S78. DOI: 10.1134/S1024856023010165.
7. Rahm S. Measurement of a wind field with an airborne continuous-wave lidar // Opt. Lett. 1995. V. 20. P. 581–599.
8. Reitebuch O., Werner Ch., Leike I., Delville P., Flamant P.H., Cress A., Engelbart D. Experimental validation of wind profiling performed by the airborne 10 mm heterodyne Doppler lidar WIND // J. Atmos. Ocean. Technol. 2001. V. 18, N 8. P. 1331–1344.