Опроміненість вхідного вікна поляриметра на навколоземній орбіті за довжини електромагнітної хвилі 1,378 мкм

Данилевський В. Опроміненість вхідного вікна поляриметра на навколоземній орбіті за довжини електромагнітної хвилі 1,378 мкм. Вісник київського національного університету імені Тараса Шевченка. Астрономія. 2024. Вип. 1/2(69/70). С. 11-21.

В с т у п . Дослідження аерозолів у стратосфері важливе для встановлення їхньої ролі у кліматичній системі Землі. Сучасні засоби досліджень аерозольних частинок у стратосфері не забезпечують точність і кількість даних, достатню для розв'язання цих питань. Науковці розглядають нові засоби досліджень, зокрема із застосуванням панорамного поляриметра на навколоземній орбіті, що вимірював би інтенсивність і поляризацію розсіяного атмосферою сонячного проміння у спектральній смузі поглинання водяної пари з довжиною хвилі 1,378 мкм.
М е т о д и . Викладено алгоритм обчислень опроміненості вхідного вікна поляриметра на навколоземній орбіті сонячним промінням, розсіяним у атмосфері над темною поверхнею та над поверхнею з ламбертівським дифузним відбиванням. Він містить рівняння та процедуру для обчислень структури атмосфери над спостережуваною поляриметром ділянкою підстильної поверхні, оптичної товщини молекулярної атмосфери, фазової функції і ступеня лінійної поляризації розсіяного молекулами проміння. Наведено процедуру обчислень коефіцієнта екстинкції, фазової функції та ступеня лінійної поляризації проміння, розсіяного сферичними аерозольними частинками у стратосфері, й аерозольної оптичної товщини стратосфери за відповідних припущень щодо розмірів, хімічного складу і показника
заломлення частинок.
Р е з у л ь т а т и . Опроміненість вхідного вікна від одного елемента зображення з кутовими розмірами 0,5 х 0,5 оцінено для інструмента на сонячно-синхронній орбіті заввишки 700 км. Оптичну товщину молекулярної атмосфери обчислено для діапазону висоти від тропопаузи до приблизно 85 км. Використано дві моделі розподілу аерозольних частинок за розмірами, що визначені за даними досліджень різними методами на різних висотах. Модель 1 для широкого розподілу має медіанний радіус rm  0,046 мкм і ширину   1,85; модель 2 для вузького розподілу має rm  0,13 мкм та   1,26. Вважають, що частинки складаються із 75%-го розчину H2SO4 у воді. Дійсна частина показника заломлення для довжини хвилі 1,378 мкм становить 1,42, а уявна 510 –5 . Ці параметри вважають сталими у діапазоні висот від тропопаузи до 35 км. Оцінки фазової функції, ступеня поляризації та опроміненості одержано у діапазоні кутів розсіяння приблизно від 68 до 162.
В и с н о в к и . Одержані оцінки опроміненості можуть бути використані для визначення параметрів поляриметра, таких як розмір вхідного вікна, пропускання, чутливість детектора, коефіцієнт підсилення сигналу, а також для оцінювання кількості спостережних даних.