Способ определения содержания паров воды в атмосфере Советский патент 1991 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к измерительной технике в метеорологии, в частности к определению общего содержания паров воды в столбе атмосферы в ночное время.

Цель изобретения - повышение точности.

Способ осуществляют путем регистрации в вертикальном направлении с помощью спектрального прибора (спектрографа, спектрометра) в ночное время интенсивности линий спектра колебательно-вращательной полосы гидроксильной эмиссии, содержащей также линию излучения, ослабленного поглощением молекулами воды. Для нее из распределения интенсивности полосы по линиям, находящимся вне спектрального диапазона линий (линий) поглощения излучения парами воды, рассчитывают интенсивность уже без учета ослабления ее этим поглощением. По отношению измеренной Тизм к расчитанной рас интенсивности этой линии определяют общее содержание паров воды в столбе атмосферы тод (г/см2), которые связаны между собой как

Ipac

Н20

ГПН2О

(1)

где k - коэффициент поглощения излучения молекулами воды, зависимый от длины волны и имеющий размерность см ,

/4Н2О 2,99 г - масса молекулы воды.

Пример. Выбрана колебательно-вращательная полоса (8,3) гидроксильной эмиссии, соответствующая длинам волн 0,7279-0,7400 мкм. В данном случае определение общего содержания паров воды в столбе атмосферы возможно по линии Qi, имеющей дублетную структуру, интенсивности компонент которой ослабляются вследствие взаимного расположения их и линий поглощения излучения молекулами воды по длинам волк.

О соотношении интенсивностей всех линий в полосе судят по формуле

О 00

чэ о о

00

I-C1-I . f С2 FBp Твр

(2)

где I - интенсивность линий;

Ciи С2 - константы;

I - фактор интенсивности линий;

А- длина волны;

ТВр - вращательная температура;

FBp - вращательная энергия уровня, с которого происходит излучение в данной линии.

Таким образом, используя формулу (2) и структуру полосы поглощения гидроксила (8,3)

Irv

W

ер

(3)

по точкам, соответствующим Р-линиям, обратным преобразованием зависимости (3) для СН-линий получают рассчитанное значение интенсивности в тех же единицах релея 1а1рас 23,2, не ослабленное поглощением молекулами воды. Используя формулу (1) с учетом структуры Qi и распределения коэффициента поглощения излучения молекулами воды по длинам волн, определяют аналитическую

10

15

20

зависимость отношения измеренной к рассчитанной ИНТенСИВНОСТИ ЛИНИИ СЫСизм/Црас,

зависящую от общего содержания паров воды в столбе атмосферы.

Использование изобретения позволяет получать регулярно информацию о поведении общего содержания паров воды в столбе атмосферы в ночное время с помощью Стандартной оптической аппаратуры.

Формула изобретения Способ определения содержания паров воды в атмосфере, включающий измерения интенсивности естественного излучения в спектральном диапазоне линий поглощения воды и вне его и последующую обработку измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве естественного излучения используют атмосферное излучение в линиях колебательно-вращательных полос молекул гидроксила в диапазоне спектра 0,7279-0,7400 мкм.

Изобретение относится к измерительной технике в метеорологии, в частности к определению общего содержания паров воды в столбе атмосферы в ночное время. Цель изобретения - повышение точности, которая достигается за счет измерений нисходящего с высот 80-100 км излучения в линиях колебательно-вращательной полосы молекул гидроксила в области спектра 0,7279- 0,7400 мкм.