Large Binocular Telescope  
Большой бинокулярный телескоп онлайн смотреть  
Большой бинокулярный телескоп
О телескопе
Зеркала
Инструменты
LBTB
Интерферометр
История телескопов
Полезные ресурсы
К сведению

Фотографии
Видео
LBT on-line
Марсоход curiosity (кьюриосити)
Фотографии
Панорама
Солнечная система
Венера
Земля
Куаоар
Луна
Марс
Меркурий
Нептун
Плутон
Сатурн
Солнце
Уран
Юпитер

Астрономия Солнца
Взаимодействие планет
Озоновый слой
Атмосфера
Cодержание озона
Фотохимия озона
Фотохимические процессы
Малые газы
Озоновая дыра
Эволюция озона
Ядерный удар
Охрана озоносферы
Метеорология
Атмосфера
Солнечная радиация
Температурный режим почвы
Температурный режим воздуха
Водяной пар в атмосфере
Испарение
Конденсация водяного пара
Осадки, снежный покров
Погода
А это Челябинск
Метеорит Чебаркуль
Фото отчет
Видео отчет

Измерения содержания озона

Содержание озона в атмосфере Земли характеризуется довольно большой изменчивостью в пространстве и во времени. На фоне этих короткопериодных «шумов» необходимо выявлять обусловленные природными факторами и антропогенным загрязнением длительные тренды изменения содержания озона, составляющие 1—2 % за 10 лет. Эта задача может быть решена только путем накопления и статистического анализа длительных рядов измерений, выполненных в различных пунктах земного шара высокочувствительными стабильными приборами по единой методике. По общему содержанию озона такие ряды накапливаются на многих станциях мировой озонометрической сети, созданной в период подготовки Международного геофизического года (1957—1959 гг.).


Оптические методы измерения озона

В ультрафиолетовой и видимой областях спектра содержание озона и других малых составляющих атмосферы определяется по ослаблению излучения внеземных или искусственных источников света или света, рассеянного атмосферой. В инфракрасной и микроволновой областях спектра используется как ослабление проходящего через среду излучения Солнца, так и ослабление теплового излучения поверхности Земли и собственного излучения атмосферы.


Закон Бера —Ламберта—Бугера

Ослабление излучения при прохождении через среду описывается законом Бера, называемого иногда законом Бера—Ламберта—Бугера, поскольку эти ученые внесли заметный вклад в его развитие. Закон Бера гласит, что бесконечно малые приращения числа одинаково поглощающих молекул вызывают поглощение одинаковых долей монохроматического излучения, проходящего через среду. Если концентрация поглощающих молекул С (см3) и в элементарном объеме сечением 1 см2 и толщиной dx содержится Cdx молекул, то в соответствии с законом Бера.


Двухлучевая схема измерения

Схема основана на том, что излучение от источника разделяется на две части. На пути одного луча помещается измерительная кювета, содержащая как воздух, так и измеряемый газ, а на пути второго луча помещается идентичная кювета сравнения, содержащая воздух со всеми компонентами, кроме измеряемого газа.


Многоволновые измерительные схемы

Эти схемы получили широкое применение для определения содержания в атмосфере многих газовых составляющих, поглощающих излучение в той или иной спектральной области. Поскольку методы определения содержания малых газов по поглощению в ультрафиолетовой и видимой областях заметно отличаются от методов, основанных на поглощении в инфракрасной области, мы будем рассматривать их отдельно.


Озонный спектрофотометр Добсона

Высокоточный прибор и методику двухволнового измерения общего содержания озона разработал английский ученый Добсон, в честь которого была названа единица измерения приведенной толщины слоя (общего содержания) озона: единица Добсона (Д. Е.), равная 1 матмсм = 10~3 атмсм. Унифицированный озонный спектрофотометр Добсона и разработанная им методика являются основой мировой озонометрической сети. Озонометр Добсона (рис. 2.3) представляет собой двойной кварцевый монохрома тор автоколлимационного типа с постоянными щелями.


Озонный спектрофотометр Брюера

Поскольку начиная с 60х годов выпуск озонных спектрофотометров Добсона был прекращен, для мировой озонометрической сети был разработан и выпускается в настоящее время озонный спектрофотометр Брюера. Этот прибор, оптическая схема которого показана на рис. 2.4, полностью автоматизирован, управляется персональным компьютером и может в течение нескольких суток без вмешательства оператора производить измерения в различных режимах по заранее заданной программе.


Фильтровой озонометр Гущина

В течение 80х годов озонометр М83М был значительно доработан и получил наименование М124 [18]. Доработка прибора коснулась в основном механики и электроники, а принципы измерения и метрологические характеристики остались практически прежними.


Контроль за точностью приборов

Одной из задач, стоящих перед мировой озонометрической сетью, является выявление вековых изменений (трендов) общего содержания озона в атмосфере Земли в результате природных и антропогенных воздействий, которые, по различным оценкам, не превышают 1—2 % за 10 лет. Поэтому перед специалистами во всем мире стоит вопрос о точности измерений. Вследствие особенностей распределения озона в атмосфере Земли и присутствия в атмосфере неконтролируемых примесей, влияющих на результаты измерений, а также изза химической неустойчивости озона очень трудно создать независимый эталон (стандарт) для градуировки приборов, измеряющих общее содержание озона в атмосфере.


Фильтровые ракетные озонометры

Измерительные системы с фильтрами используются и в ракетных оптических озонозондах, позволяющих измерять вертикальное распределение (профиль) концентрации озона, хотя фактически они измеряют общее содержание озона в атмосфере выше уровня, на котором находится озонозонд в момент измерения.


Спутниковые методы измерения озона

Решение обратной задачи оптики атмосферы используется и при определении вертикального распределения озона со спутников. Наиболее распространен метод определения вертикального распределения озона по измерениям рассеянного «назад» ультрафиолетового излучения Солнца. Первые экспериментальные измерения были проведены в 1965—1966 гг. почти одновременно в СССР и в США.


Спутниковый прибор TOMS

Еще в 30е годы Гётц и другие ученые, исследуя кривые обращения, установили тесную связь формы кривой обращения с общим содержанием озона. Последующий анализ большого количества кривых обращения, полученных в различных районах Земли, показал, что коэффициент корреляции первого собственного значения корреляционной матрицы точек кривых обращения и общего содержания озона в среднем равен 0,9. Это указывает на возможность определения общего содержания озона из кривых обращения. Конечно, при измерениях с поверхности Земли проще и точнее определять путем измерения ослабления излучения Солнца при прохождении через атмосферу, но при спутниковых измерениях наиболее эффективен многоволновой метод измерения рассеянного излучения с последующим решением обратной задачи оптики атмосферы.


Химические методы

В озонозондах и наземных приборах для определения содержания озона обычно используется его способность окислять в растворе ионы иода до молекулярного. Количество выделившегося иода может измеряться различными способами. В п. 1.4 уже говорилось об определении концентрации озона в приземном воздухе по степени посинения бумаги, пропитанной раствором иодистого калия и крахмала. В настоящее время для измерения количества иода, выделившегося под действием озона, обычно используется электрохимический (кулонометрический) способ, основанный на восстановлении на катоде молекулярного иода и измерении электрического тока.


Curiosity, NASA, Philae, астероид, атмосфера, аэрозоль, венера, ветер, взрыв, вода, воздух, галактика, земля, Зонд, Испарение, комета, космос, Луна, марс, Марсоход, меркурий, МКС, НАСА, нептун, облака, поломка, почва, прогноз, радиация, Сатурн, снег, Солнце, спутник, сутки, США, телескоп, температура, уран, Чурюмова-Герасименко, Юпитер

Показать все теги
Главная   О телескопе   Контакты
© www.lbt.su 2008-2013