и висновок про необхідність її стабілізації в областях з мінімальним поглинанням. Грубі оцінки поглинання в атмосфері можуть бути отримані шляхом підрахунку кількості молекул поглинаючих речовин і а шляхи проходження лазерного променя. Отримати такі оцінки важко, оскільки концентрація молекул в атмосфері визначається температурою і тиском, що змінюються з географічною широтою, висотою і залежними від стану погоди.
а) поглинання двоокисом вуглецю; б) поглинання озоном;
в) поглинання вологою
Криві пропускання компонентами атмосфери
Атмосферний розсіювання, що відбувається на частинках, розміри яких порівнянні з розмірами молекул, називається релєєвського розсіюванням; атмосферний розсіювання на частинках, розміри яких великі в порівнянні з довжиною хвилі, називається Мі-розсіюванням (цей вид розсіювання спостерігається в тумані і димах).
Коефіцієнт ослаблення при релєєвського розсіянні визначається виразом:
,
де N - число частинок, що припадають на одиницю об'єму траси поширення; Ар - площа поперечного перерізу рассеивающей частинки.
Площа частинки і довжину хвилі у формулі необхідно брати в сантиметрах. Оскільки коефіцієнт релєєвського розсіювання обернено пропорційний 4, випромінювання коротких довжин хвиль розсіюється сильніше, ніж випромінювання більш довгих хвиль. Цим, наприклад, пояснюється блакитний колір денного неба. Компоненти сонячного світла більше коротких довжин хвиль розсіюються на шляху до землі більше, ніж компоненти більш довгих хвиль. У більшості випадків релєєвськоє розсіювання у багато разів менше, ніж Мі-розсіювання, і їм практично можна знехтувати. Мі-розсіювання описується за допомогою наступного емпіричного співвідношення:
,
де - коефіцієнт Mі-розсіювання;- Метеорологічна дальність видимості в кілометрах (довжина хвилі і дальність шляху виражаються відповідно в микронах і в кілометрах).
Значення метеорологічної дальності видимості для багатьох районів щодня повідомляються бюро погоди метеорологічної служби. Як приклад використання формули при Мі-розсіянні зробимо розрахунок ослаблення лазерного випромінювання з довжиною хвилі, що проходить шлях в атмосфері протяжністю в 1 км, при дальності видимості, рівній 5 км.
Коефіцієнти Мі-розсіювання та коефіцієнти пропускання атмосфери для деяких довжин хвиль наведені в таблиці.
Таблиця 4 - Коефіцієнти Мі-розсіювання та коефіцієнти пропускання атмосфери для деяких довжин хвиль
, мкм, км - 1 0,50,8600,421,00,4300,652,00,2150,815,00,0860,9210,00,0430,96 На малюнку показана залежність коефіцієнта пропускання атмосфери від довжини хвилі (враховувалося поглинання і розсіяння). Зменшення коефіцієнта пропускання в діапазоні нижче двох мікрон пояснюється в основному впливом розсіювання. Різкі зміни коефіцієнта пропускання (провали) пояснюються селективним характером поглинання на інфрачервоних частотах. У розглянутому діапазоні довжин хвиль є вісім областей відносно високих значень коефіцієнта пропускання. Ці області називаються атмосферними вікнами (вікна прозорості).
Залежність коефіцієнта пропускання атмосфери від довжини хвилі
Турбулентність атмосфери [2].
Частина сонячної енергії, що падає на земну поверхню поглинається, викликаючи нагрівання повітряного шару над поверхне...
