История лазера. Научное издание

Важным применением лидаров является измерение концентрации РѕР·РѕРЅР° (O₃) РІ стратосфере над Антарктикой Рё Арктикой. Знание концентрации Рё распределения РѕР·РѕРЅР° РІ атмосфере имеет важное значение как для проблемы загрязнений, так Рё для химических процессов РІ тропосфере. Концентрация РѕР·РѕРЅР° влияет РЅР° климат РёР·-Р·Р° экранирования ультрафиолетового солнечного излучения Рё термических Рё химических равновесий РІ стратосфере. Дело РІ том, что РѕР·РѕРЅ, присутствующий РІ верхних слоях атмосферы, поглощает солнечное ультрафиолетовое излучение, которое имеет вредное биологическое действие, тем самым слой РѕР·РѕРЅР° защищает поверхность Земли РѕС‚ чрезмерного воздействия вредного ультрафиолета. Хорошо известно, что РІ течение последних нескольких лет наблюдалось постоянное уменьшение толщины РѕР·РѕРЅРѕРІРѕРіРѕ слоя над полюсами (С‚.РЅ. озоновая дыра). Рта дыра получается РІ результате химических реакций СЃ некоторыми летучими продуктами, связанными СЃ индустрией (например, газ фреон, используемый РІ холодильниках, или РІ аэрозольных баллончиках). Вертикальное распределение РѕР·РѕРЅР°, которое определяет развитие дыры РІ пространстве Рё РІРѕ времени, было измерено СЃ помощью лидаров.

Лидар может быть использован для измерений скорости ветра, что необходимо для метеорологии Рё разработок моделей климата, Р° также для измерения скорости аэрозолей, дыма Рё РїСЂ. Р’ этом случае используется эффект Доплера, заключающийся РІ малых изменениях частоты света, испускаемого движущимися телами, или отраженного РѕС‚ РЅРёС…. Рзмеряя эти изменения частоты отраженного (рассеянного РІ обратном направлении) света тем или иным СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј, можно получить информацию Рѕ скорости. Соответствующий инструмент называется доплеровским лидаром.

С помощью лидара можно изучать конвекционные явления в облаках. Облака отражают и переизлучают инфракрасное излучение, несущее тепло. Они важны для нагрева и охлаждения атмосферы, но никто не знает, как описать их влияние. Можно также изучать водяные пары, которые играют роль в образовании ураганов. Путем измерения изменений в спектрах молекул кислорода получается информация об атмосферном давлении и температуре.

Аналогичные методики можно использовать и для морских измерений, например для измерений количеств хлорофилла и фитопланктона. Важность таких измерений очевидна, так как фитопланктон поставляет около двух третей поступающего в атмосферу кислорода. Загрязнения воды разлившейся с кораблей нефтью и другие загрязнения, а также температуру воды и ее соленость также можно измерять.