СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ ................................................... 5
СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ................................ 12
ГЛАВА I. АЭРОЗОЛЬ И ПРОЗРАЧНОСТЬ АТМОСФЕРЫ НАД
МОРЕМ ......................................... 13
1.1. Механизм возникновения и распределение
по размерам частиц аэрозоля над морем.. ^
1.2. Оптические константы .................:.... 20
1.3. Прозрачность аэрозольной компоненты атмосферы над морем .................................. 23
ГЛАВА 2. МЕТОД СПЕКТРАЛЬНОЙ ПРОЗРАЧНОСТИ .......... 31
2.1. Обратная задача ............................... 31
2.2. Методы'решения некорректно поставленной задачи .......................................... 33
2.3. Метод спектральной прозрачности ...... 36
2.4. Модификация метода спектральной прозрачности ............................................ ^0
2.5. Оптимальная схема обращения ............. 52
2.5.1. Формулы обращения. Оценка моментов распределения ............................... .... 52
2.5.2. Влияние ограничения спектрального интервала .......................................... 63
2.5.3. Обращение для оптически "кеогких" частиц .............................................. 66
2.5.4. Модельные обращения ......................... 69
2.6. Экспериментальная проверка оптимальной
схемы обращения ............................. 72.
Стр.
2.6.1. Сопоставление с прямыми измерениями микроструктуры ................'................. 72
2.6.2. Исследование на модели .дисперсной системы ............................................... 75
ГЛАВА 3. СУДОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПРОЗРАЧНОСТИ
АТМОСФЕРЫ НАД МОРЕМ ........................ 83
3.1. Особенности методики и аппаратурные проблемы измерений ......................................... 03
3.1.1. Спектральный .диапазон и требования к точности измерений ...................................... 85
3.1.2. Определение аэрозольной оптической толщи-
.• 1 I % I » . . I I 1 » • » . . . ' . . » I ■ 1 I . • I ПО
ны ........................................... ОО
3.1.3; Влияние солнечного ореола ................... 91
3.1.4. Оптические фильтры ........................... 95
3.1.5. Приемники излучения и вторичный спектрофотометрический стандарт .............................. 98
3.2. Солнечные спектрофотометры..................................... 100
3.3. Время, районы и метеоусловия судовых измерений .-........................................... 105
3.4. Результаты измерений спектральной прозрачности атмосферы над морем ......... ........ 106
ГЛАВА 4. МИКРОСТРУКТУРА АЭРОЗОЛЯ НАД МОРЕМ ПО ДАННЫМ
СПЕКТРАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПРОЗРАЧНОСТИ .......... 119
4.1. Физико-статистический анализ исходных данных 119
4.2. Параметры микроструктуры аэрозоля над морем.. 126
4.2.1. Функции распределения частиц аэрозоля по
размерам Л.;1...........'...................................... 126
І.I. Механизм возникновения и распределение по размерам частиц аэрозоля над морем
Солевые частицы аэрозоля над морем образуются благодаря двум основным механизмам генерации: I/ образование капель при разрыве большого числа пузырьков воздуха по мере того, как они достигают поверхности моря; 2/ сдувание брызг с гребней разбивающихся волн /6-8/. Капли, образующиеся по второму механизму, в силу своих значительных размеров характеризуются малым временем жизни в атмосфере и быстро седиментируют. Поэтому первый механизм - разрыв пузырьков, принято считать главным /7, 9,
21/. По существующим оценкам ежесекундно лопается не менее
ТО ол
10-10 пузырьков, которые переносят в атмосферу порядка 10^ т/год органических и неорганических веществ /7, 10/.
По-видимому, одним из основных факторов в образовании солевых частиц аэрозоля над морем является скорость ветра /8,
II, 12/. В работе /II/ на основе данных, полученных в /12/, была выведена зависимость между концентрацией морской соли Мс (мкг/м3) в нижних слоях атмосферы над морем и скоростью ветра V (м/сек):
здесь Оу и ££ - некоторые константы, получаемые в резуль-
тате обработки аэрозольных проб. Сводка данных по. 8у и 8г , полученных разными авторам?, приведена в табл.1.1. Разброс зна-
чений коэффициентов Оі И 02 объясняется большим разнообразием условий измерений.
(І.І)
15
Таблица І.І
Район взятия проб Источник в, 1 1 1 1 1 1 1 ! 1- J
Северная Атлантика /15/ 0,07 0,63
Северная Атлантика и Карибское море /IV 0,10 6,66
Тихий океан и Карибское море /II, 12/ 0,0? 0^2
Две ста,дли развития механизма "лопающихся пузырьков" обуславливают возникновение двух диапазонов дисперсности капель /9/. На начальной стадии пузырек, достигший водной поверхности, лопается в верхней части своей оболочки, разбрызгиваясь на самые мелкие капли. По данным работы /16/, солевые аэрозольные частицы, остающиеся после испарения этих капель, характеризуются максимальным радиусом (X около 0,45 мкм. Во второй стадии происходит охлопывание полости пузырька, что приводит к изверкению струйки воды со дна полости. Струйка распадается на поток капелек диаметром порядка 0,1 от диаметра пузырька. Радиус частиц после испарения таких капель обычно более
1,5 мкм /16/.
Сопоставление масс различных фракций аэрозоля, собранных импакгором над морем /17/, показало, что масса частиц с радиусом порядка 1,5 мкм мала, а основная масса аэрозоля над открытым океаном сосредоточена в области £ — 0,4 мкм. С помощью фотоэлектрического счётчика в работе /19/ получены распределения частиц аэрозоля над Тихим океаном при различных значениях скорости ветра. Из рис.1.1 видно, что при СЬ ? 0,2 мкм зависимость концентрации частиц от скорости ветра слабая, и, по-ви-димому, морское происхоидение имеют только частицы с
- Киев+380960830922