Методика виконання розрахунків

Лабораторна робота №2

З дисципліни: «Основи лазерної техніки та голографії»

РОЗРАХУНОК КОЕФІЦІЄНТА ПРОЗОРОСТІ АТМОСФЕРИ

Виконала:

Студентка групи 312 ІІДС

Заїка Ганна Володимирівна

Київ 2012

Мета: отримання практичних навичок з розрахунку прозорості атмосфери та оцінки її впливу на сонячне випромінювання.

Завдання: ділянка аероландшафту освітлюється прямим промінням Сонця.

Розрахувати:

- спектральний коефіцієнт прозорості атмосфери;

- спектральну густину енергетичної освітленості аероландшафту, -

- енергетичну освітленість аероландшафту,

- амплітуду електричного і магнітного поля, створюваного сонячним опроміненням на поверхні аероландшафта, вважаючи, що електромагнітна хвиля плоска.

- освітленість, світимість і яскравість аероландшафта.

Вихідні дані:

1) крива спектральної густини енергетичної освітленості створюється сонцем поза атмосферою Е_аλ (додаток 1).

2) коефіцієнт яскравості аероладшафта R=0.12+0.02N, де N - порядковий номер згідно журналу;

3) температура повітря в приземному шарі 1=25ᴼС.

4) відносна вологість повітря ґ=(65+N)%, де порядковий номер студента по журналу обліку практичних занять;

5) крива відносної спектральної світлової ефективності V_λ (додаток 2).

Методика виконання розрахунків

1. Спектральна щільність енергетичної освітленості аероландшафту E_eλaep визначається спектральною щільністю енергетичної освітленостіЕ_аλ, яка створюється випромінюванням Сонця поза атмосферою, і спектральним коефіцієнтом пропускання атмосфери τ(λ).

1. Спектральний коефіцієнт пропускання атмосфери τ(λ) залежить від спектральних коефіцієнтів пропускання, спричинених розсіюванням і поглинанням випромінювання:

Спектральний коефіцієнт рівний:

де - коефіцієнти пропускання атмосфери, спричинені молекулярним та аерозольним розсіюванням випромінювання, - оптична товща атмосфери.

Спектральні коефіцієнти і залежать від показників і аерозольного розсіювання α_a(λ) i молекулярного розсіювання α_м(λ):

Оптичну товщу атмосфери розрахуємо за формулою:

де і молекулярна і аерозольна товща атмосфери для довжини хвилі λ=0,55мкм.

Враховуючи, що:

отримаємо:

Значення беремо з графіка: :

рівна:

Підставимо отримане значення в вираз:

і побудуємо криву

Спектральний коефіцієнт пропускання атмосфери визначається добутком i :

.

Коефіцієнт пропускання з алежить від товщі шару парів води (таблиця додатку 3). Товща шару парів води на 1 км висоти визначається за формулою:

де V₀ кількість осадженого водяної пари в приземному шарі (на рівні моря) на 1 км шляху, мм/км; Н - висота (товщина атмосфери).

Кількість осадженого водяного пару біля поверхні Землі визначається за допомогою номограми (рис.2) при t=30° і відносній вологості: f=(65+N)%.

Рис.2 Залежність кількості осадженої водяної пари щодо відносної вологості і температури в приземному шарі.

Інтегруючи вираз по l, отримаємо кількість осадженої пари води в атмосферній товщі Н:

Після підстановки отриманого значення в таблицю додатку 3 визначимо

Спектральний коефіцієнт пропускання визначається за допомогою таблиці додатку 4, підставивши в неї значення ефективної довжини шляху:

Спектральний коефіцієнт пропускання атмосфери за рахунок поглинання визначається добутком i :

Потім, з урахуванням виразу

визначаємо спектральний коефіцієнт пропускання атмосфери і побудуємо його графік.

Спектральна щільність енергетичної освітленості аероландшафта E_eλaep розраховується за формулою:

По результатам розрахунку побудуємо графік спектральної щільності енергетичної освітленості аероландшафта E_eλaep

2) Світимість аероландшафту визначається виразом:

3) Амплітуда електричного поля:

4) Амплітуда магнітного поля:

5) Поверхня аероландшафту відбиває сонячний потік випромінювання. З урахуванням коефіцієнта яскравості ландшафту r її світимість буде рівна:

6) Яскравість:

λ, мкм	ε(λ)	τp=e^-ε(λ)					Ееλ
0,22	4,60625	0,00998921	0,073		0,073	0,00072921		0,03281455
0,24	3,39974	0,03338195	0,073		0,073	0,00243688		0,15596048
0,26	2,59474	0,07466545	0,073		0,073	0,00545058		0,70857513
0,28	2,03874	0,13019275	0,073		0,073	0,00950407		2,3760177
0,3	1,64304	0,19339121	0,073		0,073	0,01411756		8,32935961
0,32	1,35392	0,25822561	0,073		0,073	0,01885047		16,0228993
0,34	1,1377	0,32055674	0,073		0,073	0,02340064		26,6767319
0,36	0,97258	0,37810537	0,073		0,073	0,02760169		31,7419459
0,38	0,84411	0,42993836	0,073		0,073	0,0313855		37,9764553
0,4	0,74245	0,47594818	0,073		0,073	0,03474422		55,5907478
0,42	0,66074	0,51646972	0,073		0,073	0,03770229		71,2573276
0,43	0,6258	0,53483579	0,073		0,073	0,03904301		71,4487138
0,44	0,59414	0,55203677	0,073		0,073	0,04029868		81,0003551
0,46	0,53915	0,58324165	0,073		0,073	0,04257664		91,539777
0,48	0,49321	0,61066124	0,073		0,073	0,04457827		94,9517162
0,5	0,45441	0,6348224	0,804		0,804	0,51039721		1041,21031
0,52	0,42131	0,65618946	0,804		0,804	0,52757632		1063,59387
0,54	0,3928	0,67516316	0,804		0,804	0,54283118		1081,3197
0,56	0,36805	0,69208521	0,804		0,804	0,55643651		1089,50268
0,58	0,34638	0,70724497	0,804		0,804	0,56862496		1088,34817
0,6	0,32727	0,72088667	0,804		0,804	0,57959288		1083,83869
0,62	0,31031	0,73321621	0,804		0,804	0,58950583		1055,21543
0,64	0,29517	0,74440728	0,804		0,804	0,59850345		1023,4409
0,66	0,28156	0,75460666	0,804		0,804	0,60670376		991,353939
0,68	0,26927	0,76393867	0,804		0,804	0,61420669		959,390855
0,7	0,25811	0,77250892	0,873		0,873	0,67440029		1004,85643
0,72	0,24794	0,78040741	0,873		0,873	0,68129567		967,43985
0,74	0,23862	0,78771113	0,873		0,873	0,68767181		928,356949
0,76	0,23006	0,79448615	0,873		0,873	0,69358641		887,790608
0,8	0,21484	0,80667018	0,873		0,873	0,70422307		802,814297
0,9	0,18506	0,83105599	0,845		0,845	0,70224231		632,018081
	0,16315	0,84946323	0,86		0,86	0,73053838		540,598399
1,10	0,14625	0,86394169	0,595		0,595	0,51404531		313,567637
1,20	0,13275	0,87568727	0,574		0,574	0,50264449		251,322246
1,40	0,11238	0,89370281	0,216	0,975	0,2106000	0,18821381		62,1105581
1,60	0,09765	0,90696967	0,972	0,976	0,948672	0,86041673		191,87293
1,80	0,08643	0,91720228	0,479		0,479	0,43933989		65,022304
2,00	0,07757	0,92536048	0,944	0,8	0,7552	0,69883223		71,2808876
2,50	0,06183	0,94003868					49,7
	0,05145	0,94985465	0,008		0,008	0,00759884	40994,00	311,506733
	0,03854	0,96219731	0,97	0,986	0,95642	0,92026475	40977,00	37709,6887
	0,03081	0,96965529	0,179	0,99	0,17721	0,17183261	40912,00	7030,01591
	0,02567	0,97465304					40910,00
	0,01925	0,98093191					0,63
	0,0154	0,98471707					0,23

0,4	0,0004		0,64	0,082	207,5551	98034,09	2941,023	0,6888
0,42	0,004		7,56	0,5379
0,44	0,023		46,23	1,7523
0,46	0,06			4,2507
0,48	0,139		296,07	9,54
	0,323		658,92	20,9
0,52	0,71		1431,36	33,31728
0,54	0,954		1900,368	38,48578
0,56	0,995		1948,21	36,1339
0,58	0,87		1665,18	28,4515
0,6	0,631		1179,97	18,6196
0,62	0,381		681,99	9,8124
0,64	0,175		299,25	3,98924
0,66	0,061		99,674	1,26228
0,68	0,017		26,554	0,32663
0,7	0,0041		6,109	0,076
0,72	0,00105		1,491	0,01761
0,74	0,0002		0,27

Дата добавления: 2015-07-11