мутніння атмосфери є наземна пил, дим, бактерії, солі і гідрометеори. У відносно прозорому сільському повітрі міститься до 0,00025 р. пилу в 1 см3. У суху ясну погоду в 1 см3 повітря міститься до 130 000 пилинок, після дощу їх кількість зменшується до 32 000 ... 30 000, а над водною поверхнею ще більш, досягаючи 1200 ... 800 на відстанях 19 ... 20 км від берега. У містах пил і дим промислових підприємств сильніше замутняют атмосферу, однак ці включення, як правило, розташовуються на висотах не вище 700 ... 500 м.
Присутність пилових частинок в атмосфері, гідрометеорів і водяної пари значно послаблюють інтенсивність випромінювання в приземному шарі. Причиною утворення гідрометеорів є наявність в повітрі гігроскопічних домішок - ядер конденсації. Ядра конденсації складаються з скупчень солей і окислів, а також частково з твердих включень. Скупчення солей або оксидів дуже гігроскопічні і інтенсивно сприяють початковій освіті крапель. Подальше зростання крапель залежить від цілого ряду чинників, наприклад: швидкості висхідних потоків повітря, його температури і швидкості зміни температури з висотою, коефіцієнта перетворення тепла на поверхні краплі, швидкості дифузії молекул розчиненої речовини при безперервній конденсації і т.д. Відомо, що у водних туманах зустрічаються краплі розміром від 0,1 до 50 - 60 мкм. Більшість крапель мають розмір 7 - 15 мкм при позитивних температурах і 2 - 5 мкм при негативних. Число крапель в 1 см3 повітря дорівнює приблизно 50 - 100 для слабкого туману і 50 - 600 для сильного. Краплі в хмарах мають розміри 2 - 30 мкм, а концентрація їх може змінюватися від 50 до 1500 на 1 см3. У серпанку (дуже слабкому тумані) розмір крапель менше 1 мкм, а їх число досягає 10 - 40 на 1 см3. Пропущення туману подібно з пропущенням хмар, зокрема, від туманів і хмар добре відбивається сонячне світло. Туман і хмари володіють виборчим поглинанням.
загасання оптичного сигналу при розповсюдженні в різних погодних умовах
Погодні условіяЗатуханіе, дБ / км Ясна погода0 - 3Слабий дождь3 - 6Сільний дождь6 - 17Снег6 - 26Легкій туман20 - 30Густой туман50 - 100
3.2 Ослаблення випромінювання СО 2 -лазера в атмосфері
Атмосферний загасання [1].
Загасання випромінювання в атмосфері може бути описано за допомогою експоненціального закону. Коефіцієнт пропускання атмосфери дорівнює:
,
де L - протяжність середовища, у якій поширюється випромінювання;- Коефіцієнт ослаблення середовища, який дорівнює сумі коефіцієнтів поглинання і розсіяння.
Таким чином, коефіцієнт пропускання атмосфери може бути представлений у вигляді добутку:
,
де - коефіцієнт пропускання атмосфери, що враховує тільки поглинання;- Коефіцієнт пропускання атмосфери, що враховує тільки розсіювання.
Поглинання в атмосфері обумовлено в основному наявністю молекул водяної пари, двоокису вуглецю й озону. На малюнку наведено графіки коефіцієнтів пропускання цих компонент. Криві були зняті з відносно низькою спектральної роздільною здатністю. Насправді ж поглинання в атмосфері різко змінюється при зміні довжини хвилі, оскільки молекулярне поглинання має лінійчатий спектр, а не смугової.
На основі цих графіків можна правильно вибрати несучу частоту лазера і зробит...
