Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Геолого-мінералогічні науки / Геофізика


Лебедєв Микола Євгенович. Фізичні і методичні принципи дослiдження характеристик морської поверхні на основі натурних інфрачервоних радіометричних вимірювань : Дис... канд. наук: 04.00.22 - 2005.



Анотація до роботи:

Лебедєв М.Є. Фізичні і методичні принципи визначення характеристик морської поверхні на основі натурних інфрачервоних радіометричних вимірювань . - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 04.00.22 - Геофізика. Морський гідрофізичний інститут НАН України, Севастополь, 2005.

Дисертація присвячена кількісному аналізу фізичних чинників і методичних аспектів, що впливають на результати натурних IЧ - радіометричних вимірювань характеристик морської поверхні (теплове випромінювання, температура, випромінювальна здатність) і розробці відповідних вдосконалених вимірювальних методик з високими рівнями точності, необхідними для вирішення задач розвитку супутникових методів вимірювання температури поверхні і визначення потоку тепла на межі розділу море - атмосфера.

Проведений уточнений аналіз формування випромінювання в системі море - атмосфера – радіометр з урахуванням багатократних віддзеркалень випромінювання, на основі якого отримані розрахункові вирази досліджуваних випромінювань і їх похибок внаслідок ряду чинникiв, зокрема дiя навколишнього середовища на радіометр, нечорнота калибратора, ненульовий кут зору.

Аналіз запропонованих методик калібрування і виражень для помилок та зсувiв дає реальну основу забезпечення точності проведення натурних IЧ - радіометричних вимірів ТПО на рiвнi 0.1.

Представлені нові методики визначення випромінювальної здатності плоских поверхонь, якi в багатьох випадках бiльш точнi, нiж відомі.

Всебічно проаналізований спосіб визначення теплового потоку на межі розділу море- атмосфера по даних двохканальних IЧ - радіометричних вимірів; виявлені його фізичні і методичні особливості та запропонована вдосконалена методика його вимірювань.

1. На основі аналізу формування випромінювання в системі море - атмосфера - радіометричний комплекс з урахуванням багатократних віддзеркалень одержані оцінки основних фізичних чинників, що визначають точність натурних IЧ радіометричних вимірювань, і розроблені вдосконалені вимірювальні методики температури і випромінювальної здатності морської поверхні, а також випромінювання атмосфери, якi відповідають вимогам до точності з боку задач супутникової гідрофізики і радіометричного визначення потоку тепла на межі розділу море – атмосфера.

2. Одержані уточнені розрахункові вирази випромінювань океану і атмосфери і виразу систематичних погрішностей, радіометричних вимірювань, спричинених неточністю калібрування, нечорнотою калібратора, забрудненням вхідного вікна і його впливу до дії навколишнього середовища, ненульовим кутом зору радіометра, термічним відходом чутливості фотоприймача, нестабільністю частоти модулятора.

3. Запропоновані методики калібрування, більше точніші, ніж традиційні. Перша заснована на повній корекції багатократних віддзеркалень, які спричинені нечорнотою калібратора, друга - на застосуванні спеціальної орієнтації плоских калібраторів, яка вилучає багатократні віддзеркалення. Аналіз цих методик і виразів для систематичних погрішностей дає реальну основу забезпечення точності натурних IЧ радіометричних вимірювань температури морської поверхні на рівні 0.1, для чого необхідно застосувати запропоновані методики калібрування по твердотiльному плоскому калібратору, або використовувати нетермостатований модуляційний радіометр, що калібрується по воді з корекцією її нечорноти по першому варіанту.

4. Представлені оригінальні методики визначення випромінювальної здатності води та плоских поверхонь в багатьох випадках більш точні, ніж відомі.

5. Виявлені значні фізичні, методичні та інструментальні особливості і обмеження способу визначення теплового потоку Q на межі море - атмосфера по даних двохспектральних IЧ радіометричних вимірювань. Ці виміри можливі в парах діапазонів 1,3 і 2,3 на невертикальних кутах візування безпосередньо поблизу водної поверхні при слабких вітрах із застосуванням додаткового екрану, при калібруванні по високостабiльному еталону випромінювання при повній ізоляції системи оптичний блок радіометра + еталон випромінювання від вітрового і сонячного впливу. Внаслідок загальної нелінійності приповерхнєвого профілю температури води і зменшення його лінійної частини із зростанням поверхневого хвилювання, абсолютне значення розрахункової величини Q є заниженим на 10% і більше. Сонячна радіація при зенітних кутах сонця < 70 через формування профілю приповерхневої температури води суттєво впливає на величину розрахункового значення Q.

6. Показано, що погрішності радіометричних вимірювань слабо залежать від величини випромінювальної здатності модулятора. Це дозволяє спростити оптичний блок без погіршення точності вимірювань.

7. Показано, що термостатування оптичного блоку радіометра може призводити до росту систематичних помилок вимірювань - як через бiльшi різниці його температури з вимірюваною, так і внаслідок варіацій температури вхiдного вiкна, які виникають під дією умов зовнішнього середовища, що змінюються.

Основні результати дисертації опубліковані в роботах:

1. Гришин Г.А., Лебедев Н.Е. Исследование ИК- данных ИСЗ при мониторинге океана и атмосферы: состояние и проблемы // Иссл. Земли из космоса. -1990. -№6. -С. 97 – 104.

2. Лебедев Н.Е., Савоськин В.М., Станичный С.В. Определение поверхностной температуры и перепада температуры в скин-слое с борта движущегося судна по данным ИК- измерений // Морской гидрофизический журнал. -1994. -№2. -С. 83 – 88.

3. Лебедев Н.Е., Станичный С.В. Связь нисходящего излучения атмосферы в ИК- диапазоне 10...12 мкм с интегральным пропусканием // Оптика атмосферы и океана. -1994. –Т. 7. -№ 10. -С. 1398 – 1402.

4. Лебедев Н.Е., Станичный С.В. Измерение излучательной способности плоских поверхностей // Оптика атмосферы и океана. -2000.-Т.13. -№ 11. -С.1011 - 1014.

5. Лебедев Н.Е., Станичный С.В. Методики проведения самолетных ИК- измерений подстилающей поверхности // Морской гидрофизический журнал. -2002. -№3. -С. 61 – 70.

6. Лебедев Н.Е. Анализ систематических ошибок подспутниковых ИК радиометрических измерений // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь: ЭКОСИ- Гидрофизика, 2004. -Вып. 10. – С.332 –347.

7. Лебедев Н.Е. Анализ способа нахождения потока тепла через гра-ницу море - атмосфера по данным двуспектральных ИК радиометрических измерений теплового излучения водной поверхности // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь: ЭКОСИ - Гидрофизика, 2004. -Вып.10. - С. 348 – 371.