WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 15 |

«ПРЯМЫЕ И ОБРАТНЫЕ ЗАДАЧИ В ГИДРООПТИКЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИ Е А СП ЕКТЫ РГГМУ Санкт-Петербург 2004 УДК 551.463.5:535.31 Яковлев В.А. Прямые и обратные задачи в гидрооптике. - ...»

-- [ Страница 7 ] --

В данное вы раж ение явно входит коэф ф ициент отраж ения све­ та водной толщ ей R ( A j, r ). Д ругие факторы рассм атриваю тся как по­ мехи и их вклад вклю чен в функции ( A j, r ), p ( X j, г), причем, ( Я7,г) содерж ит такж е E „ ( X j, г ). П усть в пределах полигона Записав (4.6) для двух точек зондирования, с учетом (4.7), по­ лучим систем у уравнений П онятно, что теоретически систем а (4.8) позволяет, измерив значения E B A j,r s) и вы числив R ( Ay, r j по результатам контактного зондирования в реперны х точках найти E, ( X j ) и р(Л/) (для всех А, не­ зависимо). О чевидно, однако, что достоверны е значения этих ф унк­ ций можно получить только при удовлетворительной обусловлен­ ности данной системы, т.е. при сущ ественно отличны х друг от дру­ га значениях R ( Ay, г i) и R(Xj, г 2 ). П рактически выполнить это требо­ вание бы вает затруднительно (тем более, что далеко разносить точ­ ки i j и г2 крайне неж елательно, так как ухудш ается выполнимость предполож ения (4.7)). С итуация значительно улучш ается, если точ ­ ка г 2 находится в кильватерном следе крупного судна. Тогда обе точки м огут бы ть сколь угодно близкими, так как в г2 происходит сущ ественное перем еш ивание ф отического слоя. В данном случае мож но ож идать хорош ей обусловленности (4.8) (при наличии за­ метной стратиф икации оптических характеристик м орской воды в приповерхностном слое). П осле того как определены, ( A;-j и р(X j ) мож но найти R (A j,г) и, следовательно, Tki, Yki, Z,- во всех точках по, лигона для которы х известны E e(Xj,г).

4.2. Восстановление параметров аномалий гидрофизических полей по результатам многоспектрального фотометрирования поверхности моря П ерейдем теперь к рассмотрению конкретных примеров решения прямых и обратных задач многоспектрального дистанционного опти­ ческого зондирования океана в рамках изложенной выш е модели.

м одели) Рассм отрим результаты ком плексного эксперим ента по син­ хронном у дистанционном у и контактном у зондированию припо­ верхностного слоя м оря с борта Н И С «Гидрооптик» на Ч ерном м о­ ре. Э тот эксперим ент был направлен на изучение влияния динам ики вертикального распределения концентрации хлороф илла «а», реги­ стрируем ого погруж аем ы м ф лю орим етром, на изм енчивость индек­ са цвета моря, контролируем ого судовы м ф отометром яркости мо­ ря. Н апомним, что индекс цвета моря 1 т есть:

небосвода и С олнца, диф ф узно отраж енного толщ ей м оря на длинах волн Я]=443 нм и А-2=550 н м.

Рис. 4.2. И зменчивость вертикального распределения Н а рис. 4.2. воспроизведены характерные вертикальные профили температуры и интенсивности флю оресценции хлорофилла «а» в приповерхностном слое моря до и после природного гидродинамиче­ ского возмущ ения (предположительно, обруш ения внутренних волн) [60]. Как следует из этого рисунка такое возмущ ение привело к «поджатию » подповерхностного слоя хлорофилла, причем верхняя граница его опустилась, а нижняя (в районе сезонного слоя скачка гидрофизических характеристик) - поднялась по сравнению с их фо­ новым положением. П оскольку видимость белого диска ( z e ) в данной акватории не превы ш ала 8 -1 0 м, а глубина расположения сезонного слоя скачка гидрофизических характеристик - достигала 25 м, то ос­ новной вклад в наблю даемое изменение индекса цвета в данном слу­ чае, очевидно, вносило смещ ение именно верхней границы слоя хло­ рофилла «а» (находивш ейся первоначально на глубине примерно 1... 1,5 м ). Заглубление этой границы на 2 м привело к возрастанию индекса цвета приблизительно на 1,5...2%, которое в данном случае может быть связано не только с эффективным уменьш ением концен­ трации хлорофилла вблизи поверхности моря, но и с частичной дест­ рукцией этого пигмента при гидродинамическом воздействии.

Рассм отрим на данном конкретном примере м етодику реш ения прям ой задачи оптического зондирования для реальны х значений гидрооптических характеристик морской среды.

С тандартны й набор усредненны х значений гидрооптических характеристик для поверхностны х вод прибреж ных районов С евер­ ной части Ч ерного моря на длине волны 443 нм (в полосе поглощ е­ ния хлорофилла) [60, 61]:

• вероятность вы ж ивания ф отона - /1(443 нм) = b / с = 0,86 ;

• показатель ослабления света - с(443 нм) = а + b — 0,42 п Г 1;

• показатель рассеяния света - (443 нм) = 0,36 m_1;

• показатель поглощ ения света - а(443 нм) = 0,06 r r f 1;

глубина проникновения света - Z0 5 = 17 м.

У читы вая сделанны е вы ш е замечания, выберем 2-х слойную м одель стратиф икации гидрооптических характеристик (рис. 4.3), использовав изм еренны е в эксперим енте значения показателей вер­ тикального ослабления подводной облученности kd и обратного рас­ сеяния Ь ь для каж дого из слоев.

Будем считать, что индекс цвета моря /443/550 м ож ет быть пред­ ставлен в виде:

где /?(443) и /?(550) - коэф ф ициенты диф фузного отраж ения толщ и моря на длинах волн 443 и 550 нм.

П оскольку длине волны 550 нм соответствует м инимум погло­ щ ения света хлороф иллом (поэтом у этот спектральны й канал и вы ­ бран опорны м), то практически вся изм енчивость индекса цвета 43/550), обусловленная динам икой вертикального распределения (/ этого пигмента, будет определяться соответствую щ ей изм енчиво­ стью коэф ф ициента диф фузного отраж ения R ( 443) моря в полосе поглощ ения хлороф илла 443 нм (рабочий спектральны й канал).



Д ля м ногослойной м одели океана коэф ф ициент диф фузного отраж ения R ( X ) N слоев м орской воды, отличаю щ ихся гидрооптиче­ ским и характеристикам и, м ож ет быть представлен в виде:

где Я - длина волны света, отраж ение /г-того слоя T i(X ) показатель обратного рассеяния света водной средой, k d n i h ) - показатель вертикального ослабления света n-тым сло­ ем водной среды, A z „ - толщ ина n-того слоя водной среды (в пределах которого k dn и Ь ь считаю тся постоянны м и), п и i - ном ера слоев водной среды.

Рассчитаем относительную изм енчивость М (4 4 3 )//?(4 4 3 ) в за­ висимости от глубины погруж ения верхней границы подповерхно­ стного слоя хлороф илла для практического случая, представленного на рис. 4.3. П ренебреж ем для простоты вкладом рассеяния хлоро­ ф илла (т.е. будем считать, что обратное рассеяние в приповерхно­ стном слое создается м инеральной взвесью, равном ерно распреде­ ленной вплоть до слоя скачка b b = b b ! ~ Ь ь 2 ). Т огда формула (4.11) прим ет вид:

В качестве прим ера рассчитаем изм енение коэф ф ициента диф ­ ф узного отраж ения м оря в полосе поглощ ения хлороф илла 443 нм ( /?(443) ) при см ещ ении верхней границы подповерхностного слоя хлороф илла от границы раздела м оре-атм осф ера до глубины 8 м.

Если верхняя граница этого слоя z i совпадает с границей раздела м оре-атм осф ера (т.е. z i = 0), то из форм улы (4.12) следует, что 443) = 0.015. Расчетная зависимость A R ( z i ) / R \ (где R i - коэф ф ици­ ент диф ф узного отраж ения, когда верхняя граница подповерхност­ ного слоя хлороф илла находится на глубине 1 м) приведена в таб­ лице 4.1. Для рассм отренной в данном разделе экспериментальной ситуации с возрастанием /443/550 при изменении вертикального рас­ пределения концентрации хлороф илла в приповерхностном слое морской воды согласие эксперим ента и расчета можно считать удовлетворительны м.

AR/R,

ЛЛЛЛАЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛАЛЛЛЛЛЛЛЛЛДЛ 40=

Azi - толщ ина приповерхностного слоя, бедного хлорофиллом;

Az i - толщ ина подповерхностного слоя максим ального содер­ кс и k j2 - показатели вертикального ослабления подводной об­ лученности соответственно для 1 и 2 слоев;

Ь ь ~ показатель обратного рассеяния толщ и морской среды (оп­ ределяю щ ийся содерж анием в ней минеральной взвеси), прим ерно одинаковы й для обоих слоев;

- слой скачка находится на глубине 2 3...2 7 м.

Технические характеристики фотометра [60, 61].

Спектральные каналы, нм 410; 443; 480; 550; 570; Полуширина канала, нм Угловое поле зрения, град 3... Точность определения индекса цвета, % 0, 4.2.2. Численное моделирование (иллю страция методики) В настоящем разделе демонстрируется типичная некорректная обратная задача дистанционного оптического зондирования по оп­ ределению изменчивости (смещения) верхней границы скачка кон­ центрации хлорофилла и возможность регуляризации её решения на основе дополнительных контактных оптических измерений в ре­ перных (в данном случае двух) вертикальных разрезах.

Обсуждается следующий численный эксперимент:

1. Рассматриваются идеальные прямая (рис. 4.4) и обратная (рис. 4.7, кривая Z la) задачи двухспектрального оптического зонди­ рования слоя скачка концентрации хлорофилла без учёта шумов.

2. Моделируются шумы сигнала Е^(Х,г) дистанционного опти­ ческого датчика в виде:

5(А,г) - малые, по сравнению с, (А) и(А), добавки, случай­ ным образом зависящие от горизонтальных координат г ={х, j ).

Соответствующие решения прямой и обратной задачи приве­ дены на рис. 4.5 и рис. 4.7, кривая Z16.

3. Осуществляется регуляризация решения прямой и обратной задачи путем «контактного» измерения положения верхней грани­ цы слоя скачка концентрации хлорофилла в двух точках {xt, у \ }, [хъ у 2 } и определения значений В и.

Скорректированные таким способом решения прямой и обрат­ ной задач приведены на рис. 4.6 и рис. 4.7, кривая Z lc.

Эффективность предложенной методики регуляризации налицо.

reflectance function На рис. 4.4 приведен результат моделирования изменчивости коэффициента диффузного отражения R(x,y; Я,) (внизу) и индекса цве­ та 1(х,у; ЯД2) = R(x,y; X)/R(x,y; Я2) (вверху) (Я, = 443 нм Х2 = 550 нм) при смещении верхней границы слоя максимума хлорофилла от до 8 метров. Глубина скачка концентрации zi задана в виде линей­ ной функция от координаты х (и не зависит от координаты у) так, что Zi = 1 м при х = — км и zj = 8 м при х = 1 км (см. ниже: рис. 4.7, красная линия). Как и при расчете таблицы 4.1 из предыдущего подраздела, значения R и I нормировались, соответственно, на ве­ личины R l= R (zj= l м; х=-1 км) и Il= I(zi= 1м; х = - \ км). Таким обра­ зом:

- вверху в виде карты псевдоцветов выводятся значения II(z,(x)) - II \/П = A I/I1;

- внизу в виде карты псевдоцветов выводятся значения | R(zj(x)) Вертикальное распределение концентрации C(z) (при z.\ = 1 м), для которого вычислены R1 и II, приведено на графике слева вверху.

HaveLengths U nperturbed reflectance function R 8.2E 2 1 E 1 -Q.6 -Q Unperturbed color index 1 1 443)/R 550 1 ) Рис. 4.5. Результат моделирования изменчивости коэфф ициента диффузного отражения R(x,y; Л) и индекса цвета I(x,y; Х хЛ2) = R(x,y; Xi)/R(x,y; Л2) при смещ ении верхней границы слоя максимума хлорофилла от 1 до 8 метров.

Глубина скачка концентрации zj задана в виде линейной ф ункция от координаты х и не зависит от координаты у (см. комментарий к рис. 4.4).

reflecleince funct ion R 1.6E 2.2E Рис. 4.6. Результат обработки модельной картины изменчивости R(x,y; X) Рис. 4.7. И зменчивость z/(x) = Z l восстановленная по значениям Я(443 нм).

• Z l a (красная тонкая линия) - значения ц восстановленны е по м одельны м невозм ущ енны м значениям R (рис. 4.4).

• Z lb (голубая тонкая линия) - значения z i восстановленны е по м одельны м значениям R, рассчитанны м с учетом вкладов в сиг­ нал излучения рассеянного в атмосф ере и отраж енного от границы раздела м оре-атм осф ера (рис. 4.5).

• Z lc (зеленая ж ирная линия) - значения ц восстановленны е по скорректированны м значениям R (рис. 4.6).



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 15 |
 



Похожие работы:

«Аннотация Взять под контроль секретные каналы связи Кремля – вот задача, которая поставлена ЦРУ своему шпиону. В помощь ему отправляется один из лучших агентов американской разведки, специалист по России и тайным операциям. Проникнуть под Кремль можно только снизу, через опасные и запутанные лабиринты подземной Москвы. Сумеет ли молодой офицер-контрразведчик Юрий Евсеев справиться с асами шпионажа и выиграть последний раунд рок-н-ролла под Кремлем? Д. А. Корецкий. Рок-н-ролл под кремлем. Книга...»

«Астрология: путь развития Содержание стр. Введение.. 2 Вектор первый: реализация потенциала личности.4 Вектор второй: знакомство с темной стороной Луны.9 Вектор третий: Лунные Узлы..11 Вектор четвертый: кармические задачи Черной Луны.22 Вектор пятый: свет Белой Луны (Селены).28 Вектор шестой: квадратура Лунных Узлов.30 Заключение..34 1 Введение Многие читатели эзотерической литературы искренне желают развиваться, действительно хотят стать лучше. Как это сделать? С чего начать? Что, кроме...»

«Биографический очерк ЛУКА ПАЧОЛИ (LUCA PACIOLI или PACIOLLO) родился в 1445 году в небогатой семье БАРТОЛОМЕО ПАЧОЛИ в небольшом городке Борго Сан-Сеполькро, расположенном на берегу Тибра, на границе Тосканы и Умбрии, и принадлежавшем в то время Флорентийской республике. Подростком он был отдан на обучение в мастерскую знаменитого художника ПЬЕРО ДЕЛЛА ФРАНЧЕСКА (ок. 1415–1492), жившего в этом же городке. Обучение в мастерской не сделало его художником, однако выработало отменный вкус, а...»

«ЛЕСНОЙ ШУМ ImWerdenVerlag Mnchen 2010 Евгений Дубровский (Лесник) „ЛЕСНОЙ ШУМ“ (СП, 1935) OCR: Михаил Бронштейн © http://imwerden.de — некоммерческое электронное издание, 2010 ВЕСНА ЗОВЕТ ВЕСЕННИЕ ГОЛОСА Пока березы еще не оделись зеленым пухом, спешите за город, горожане! В лес, в поле, на взморье, хоть просто на болото — все равно куда, только постарайтесь забраться туда с ночи, и везде вы услышите без всякого на то биле­ та весьма замечательный концерт. Весенняя ночь молчит мало. Еще в...»

«Город помнит Вас. Библиографический указатель Междуреченск 2002 1 ББК 63.3(2Рос-4Ке)8 Г70 Автор-составитель: Шолик Валентина Николаевна, ведущий библиограф информационно-библиографического отдела ЦБС; Свиридонова Татьяна Николаевна, зав. информационнобиблиографическим отделом ЦБС; Соколова Татьяна Николаевна, главный библиограф информационнобиблиографического отдела ЦБС Редактор: Кондрашкина Татьяна Яковлевна, заместитель директора ЦБС, Свиридонова Татьяна Николаевная, зав....»

«ФЛОРИСТИЧЕСКИЕ НАХОДКИ УДК 582.29 (235.222) Е.А. Давыдов Е. Davydov ДОПОЛНЕНИЯ К ВИДОВОМУ СОСТАВУ ЛИШАЙНИКОВ АЛТАЙСКОЙ ГОРНОЙ СТРАНЫ. I. ADDITIONS TO THE LICHEN BIOTA OF ALTAI MOUNTAINS (SIBERIA). I. В статье обсуждаются флористические находки. Xanthoanaptychia villosa (Ach.) S. Kondr. et Krnefelt subsp. brevior (Nyl.) S. Kondr. et Krnefelt указан впервые для России; Caloplaca grimmiae (Nyl.) H. Olivier – для азиатской части России; Lecidea haerjedalica H. Magn. – для Казахстана; Biatora...»

«Сборник материалов интернет-конференции Корпоративная социальная ответственность: путь к вашим потребителям Благотворительный фонд Центр Потребительских Инициатив совместно с Украинской Сетью Глобального Договора при поддержке проекта Европейского союза и ПРООН Сообщество Потребителей и Гражданские Объединения организовал международную интернет конференцию Корпоративная социальная ответственность: путь к вашим потребителям, которая состоялась 27-30 октября на Портале Потребителя...»

«Т.В.Гитун ЛЕЧЕНИЕ стрессов и нервных заболеваний РИПОЛ КЛАССИК Москва. 2009 УДК 615.89 ББК 53.59 Г51 Гитун, Т. В. Г51 Лечение стрессов и нервных заболеваний / Т. В. Гитун. — М.: РИПОЛ классик, 2009. — 64 с. — (Здоровье и красота). ISBN 978-5-7905-5038-6 Стресс, нервные заболевания стали постоянными спутниками нашей жизни. К сожалению, к врачам мы об­ ращаемся слишком поздно, поэтому для исправления по­ следствий стресса, нервных заболеваний требуется серь­ езное медикаментозное лечение. Для...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.