Совместное восстановление комплексного показателя преломления и функции распределения частиц по размерам по лидарным измерениям: тестирование разработанных алгоритмов
С.В. САМОЙЛОВА
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия ssv@seversk.tomsknet.ru
Ключевые слова: аэрозоль, лидар, функция распределения частиц по размерам, комплексный показатель преломления, aerosol, lidar, particle size distribution function, complex refractive index
Страницы: 525-538
Аннотация
Предлагается метод совместного определения микрофизических аэрозольных характеристик - комплексного показателя преломления m = m real + i × m image и функции распределения сферических частиц по размерам U ( r ) - по данным ночного лидарного зондирования на длинах волн 355-1064 нм. При их совместном оценивании целесообразно проводить прямую минимизацию функционала невязки F( m ) в области физически обоснованных значений m . Основные проблемы, обусловленные близостью локальных минимумов F( m ) для m trueimage Î [0,01; 0,04], приводят к значимым ошибкам определяемых m estreal и m estimage. Совместное использование функционалов, различных по набору оптических коэффициентов, сужает область возможных значений m и обеспечивает более точную оценку его обеих составляющих. Особенности восстановления функции распределения связаны с информационной недостаточностью лидарных измерений для грубодисперсной фракции. Метод статистической регуляризации позволяет корректно определять U ( r ) для крупных частиц со средним радиусом до 3 мкм и с допустимой погрешностью больше 3 мкм. Алгоритмы протестированы на восьми величинах поглощения, когда одной величине, соответствующей одному значению m trueimage, приписываются 50 эмпирических моделей функции распределения.
DOI: 10.15372/AOO20190704 |