Модели полос поглощения Будак Владимир Павлович, Национальный исследовательский университет «МЭИ» кафедра светотехники Richard M. Goody Walter M. Elsasser : +7 (495) 763 -5239 Budak. VP@mpei. ru
Поглощение отдельной линии 1. 00 0. 80 0. 60 0. 40 0. 20 0. 00 -6 -4 -2 0 2 4 Самообращение линии – дальнейшее увеличении толщины центр линии не оказывает влияние на общее поглощение 6
Неразрешенные линии поглощения 5 нм Реальные ОЭП не разрешают линий поглощения, измеряется среднее за полосу пропускание
Интегральное пропускание и поглощение Лоренцевский контур линии: В общем случае не интегрируется, рассмотрим частные случаи слабого и сильного поглощения
Частные случаи: 1. поглощение слабой линией: 2. поглощение сильной линией u>>1 и x>>y: ΔλD =0. 1Ả
Зависимость поглощения от толщи 1. 0 0. 9 0. 8 0. 7 0. 6 0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 Средний по спектру 0. 1 0. 0 2. 0 4. 0 6. 0 8. 0 10. 0 12. 0 14. 0 16. 0 Зависимость поглощения от толщи для неразрешенной линии отличается от закона Bouguer
Line-by-line (полинейный) метод Наиболее строгий путь – непосредственное вычисление коэффициентов поглощения и пропускания по трассе: Для этого необходимо: • иметь базу данных по силам линии • иметь базу данных по уширениям • концентрациям и составу атмосферы • уметь быстро вычислять контур Voigt линии Такой подход получил название LBLRTM – line by line radiative transfer model Основные базы данных: • HITRAN – high-resolution transmission molecular absorption database • GEISA – Gestion et Etude des Informations Spectroscopiques Atmosphériques: Management and Study of Atmospheric Spectroscopic Information GOSAT (Greenhouse gases Observing SATellite, IBUKI) : http: //www. gosat. nies. go. jp/index_e. html - 18500 линий
Модель Elsasser Бесконечное число линий с одинаковыми параметрами S, ΔνL, расположенных на одинаковом расстоянии d друг от друга. В случае контура Lorentz имеем для коэффициента поглощения: Разнесение линий d→∞ должно приводить к поглощению отдельной линией, а учащение d→ 0 – к серому поглощению
Частные случаи: Случай редко расположенных линий: Случай часто расположенных линий: Модель Elsasser соответствует колебательному спектру, который в атмосфере характерен для паров воды
Случайная модель Goody Пусть n линий располагаются на интервале шириной nd равновероятно. Тогда вероятность данной реализации спектра имеет вид Допустим, что число линий в полосе очень велико: n→∞.
Бесконечное число линий в модели Goody Второй замечательный предел: 1. внутри групп линий по Elsasser, а группы случайно; 2. спектр разбивается на интервалы, внутри линии по Goody.
Неоднородные трассы. Модель Curtis-Godson • • однородные трассы – изометрические и изобарическим неоднородная трасса заменяется эффективной однородной в случаях слабого и сильного поглощений совпадает с точными формулами на примере поглощения с линией Lorentz: Случай слабого поглощения Аналогично распишем для выражения через эффективные параметры:
Случай сильного поглощения Сравнивая оба выражения получим: При сильной линии поглощение происходит “крыльями” линии и можно допустить, что Сравнивая выражения Неоднородные трассы с неразрешенными линиями поглощения считаются с помощью таблиц
Скачать презентацию Модели полос поглощения Будак Владимир Павлович Национальный исследовательский
07 Модели полос поглощения.pptx