Determinarea proprietatilor opticeale aerosolilor folosind teledetectie
activa si pasiva
Student: Dandocsi Alexandru*
Coordonatori: s.l. Preda Liliana
C.S. II, Nemuc Anca*
*Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Optoelectronica, INOE2000, Magurele
Cuprins
โข Introducere (motivatie)โข Proprietati optice ale aerosolilorโข Metodologia determinarii proprietatilor optice
ale aerosolilor folosind teledetectie activa sipasivaโ Teledetectie activa si teledetectie pasivaโ Functia de overlap (suprapunere)โ Comparare
โข Concluziiโข Bibliografie
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
2
Introducere
โข Aerosolul
โข Importanta aerosolului
โ Forcing radiativ
โ Aerosolul in troposferajoasa si impactul asupraomului
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
3
Proprietati optice ale aerosolilor
Adancimea optica a aerosolului
โข Se obtine utilizand legeaLambert โ Beer:
๐๐ =1
๐ln
๐ธ0๐๐ธ๐
โข Parametru adimensional ceda informatie despre cat de mult flux s-a pierdut pecoloana de aer masurata
ASIA-PACIFIC JOURNAL OF ATMOSPHERIC SCIENCES, 45, 3, 2009, p. 307-317
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
4
Proprietati optice ale aerosolilor
Exponentul Angstrom
โข Dependenta adancimiioptice de lungimea de unda:
๐ ๐ = ๐1๐โ๐
โข Indicator calitativ al dimensiunii particulelordominante din coloana
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
5
METODOLOGIA DETERMINARIIPARAMETRILOR OPTICI FOLOSINDTELEDETECTIE ACTIVA SI PASIVA
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
6
Metodologie
Teledetectie activa Teledetectie pasiva
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
7
Metodologie
Teledetectie activa
โข Resolutie temporala: โ Setata de utilizator
โข Rezolutie spatiala:โ Profil pe verticala (o valoare
la ~4 m)
โข Rezolutie spectralaโ 3 canale de detectie elastice
+ 2 canale Raman
Teledetectie pasiva
โข Rezolutie temporala:โ Functie de un program
prestabilit
โข Rezolutie spatiala:โ O singura valoare pe toata
coloana atmosferica
โข Rezolutie spectralaโ 8 filtre intre 340 nm si 1020
nm
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
8
Metodologie
Teledetectie activa
โข Limitariโ Nu poate masura in orice
conditii meteorologice
โ Profil de la ~800m pana la ~9000m
โ Seturi de date de ~4h
โ Necesitatea unui operator
โข Alte precizari:โ Standardizat la nivel
european -> EARLINET
Teledetecie pasiva
โข Limitari:โ Nu poate masura in orice
conditii meteorologice
โข Alte precizari:โ Standardizat la nivel mondial
-> AERONET
โ Sistem automat
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
9
Metodologie
Teledetectie activa
โข ๐ ๐ง = ๐พ๐บ ๐ง ๐ฝ ๐ง ๐ ๐ง
โข AOD se defineste caintegrala extinctiei
โข Exponent angstrom:
โข ๐ผ๐1๐2 = โln
๐๐1๐๐2๐1๐2
Teledetectie pasiva
โข ๐๐ =1
๐ln
๐ธ0๐
๐ธ๐
โข ๐ ๐ = ๐1๐โ๐
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
10
Functia de overlap
โข ๐บ ๐ง =๐ ๐ง
๐ง2
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
11
Functia overlap โ Cum?
โข Utilizand canalul Raman (literatura)
โข Idee originala?
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
12
Utilizand canalul Raman
โข Se rezolva ecuatia lidarpentru canalul de azot
โข Se compara cu modelul
โข Se obtine functia de overlap
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
13
Idee originala
โข Doua sisteme lidar care masoara in paralelavand functii de overlap diferite
โข Doua sisteme lidar care masoara in paralel โunul vertical, unul sub un unghi anume
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
14
Comparare proprietati optice ale aerosolilor
โข Gasirea unor seturi de date initiale -> comparareaparametrii
โข Obtinerea functiei de overlap pentru sistemullidar
โข Implementarea functiei seturilor de date pentrusistemul lidar
โข Compararea parametrilor obtinuti
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
15
Concluzie
โข Determinarea parametrilor optici ale aerosolilor obtinuti prin metode de teledetectie pasiva si activa
โข Gasirea si implementarea unei functii de overlap pentru sistemul de teledetectie activa
โข Compararea proprietatilor optice ai aerosolilor
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
16
Bibliografie
โข Claus Weitkamp, Lidar Range-Resolved Optical Remote Sensing of the Atmosphere, Springer, 2005
โข V. Kovalev, Elastic Lidar โ Theory, Practice, and analysis methods, John Wiley & Sons, Inc, 2004
โข B. van Hai, et.al., Estimation of the Lidar overlap function by using Raman signal, conference paper, 2013
โข F. Navas-Guzman, Retrieval of the lidar overlap function using Raman signals, Optica Pura y Aplicada, 2011
โข J.D. Spinhirne, Vertical distribution of aerosol extinction cross section and inference of aerosol imaginary index in the troposphere by Lidar
โข Ming-Dah Chou, Effects of aerosols on the surface solar radiation in a tropical urban area, J. of Geophysical Research, 2006
โข I. Berezhnyy, A combined diffraction and geometrical optics approach for lidaroverlap function computation, Physical Optics Corporation, 2009
โข G. Schuster, Angstrom exponent and bimodal aerosol size distributions, J. of Geophysical Research, 2006
โข S. Pal, Monitoring depth of shallow atmospheric boundary layer to complement Lidar measurements affected by partial overlap, Remote Sensing, 2014
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
17
Multumesc pentru atentie!
21.01.2016
Sesiunea de prezentari - Cercetare 3, Ingineria si aplicatiile laserilor si
acceleratorilor, Facultatea de Stiinte Aplicate
18