జర్నల్ ఆఫ్ కోస్టల్ జోన్ మేనేజ్‌మెంట్

నైరూప్య

శీతోష్ణస్థితి మార్పు 2019: భూమి యొక్క స్ట్రాటో ఆవరణ ఏరోసోల్ పారామితులు మరమ్మత్తు నుండి ఆకాశం యొక్క పోలరిమెట్రిక్ కొలతలు- O Zbrutskyi- ఇగోర్ సికోర్స్కీ కైవ్ పాలిటెక్నిక్ ఇన్స్టిట్యూట్, ఉక్రెయిన్

P. నెవోడోవ్స్కీ, A. విద్మచెంకో, O.Ovsak, O.Zbrutskyi, Ðœ. గెరైమ్‌చుక్, О. ఇవాఖివ్

ఓజోన్ పొర మందం మరియు స్ట్రాటో ఆవరణలోని ఏరోసోల్ సమృద్ధి యొక్క వైవిధ్యాలపై సూర్య వికిరణం మరియు మానవజన్య కారకాల ప్రభావం యొక్క శక్తి సమతుల్యతలో సహజ మార్పులు భూమి యొక్క వాతావరణ మార్పులు. సూర్యకాంతి వర్ణపటంలోని అతినీలలోహిత ప్రాంతంలో ఉపగ్రహ ధ్రువణ ప్రయోగాల కోసం ఒక సూక్ష్మ అతినీలలోహిత పోలారిమీటర్ అభివృద్ధి చేయబడింది. స్కై ఫోటోపోలారిమెట్రిక్ కొలతల ఫలితంగా ఏరోసోల్ భౌతిక లక్షణాలపై సమాచారాన్ని పొందడం ఈ పరికరం యొక్క ప్రధాన పని. మేము ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన మరియు తయారు చేసిన బెంచ్‌పై ఈ పరికరం పరీక్షించబడింది. AZT-2 టెలిస్కోప్ (మెయిన్ ఆస్ట్రానమీ అబ్జర్వేటరీ, కైవ్, ఉక్రెయిన్)లో ప్రదర్శించబడిన క్లౌడ్‌లెస్ స్కై యొక్క స్పెక్ట్రల్ పోలారిమెట్రిక్ కొలతల డేటాను విశ్లేషించడానికి ప్రత్యేక కంప్యూటర్ ప్రోగ్రామ్‌ల సమితి అభివృద్ధి చేయబడింది. అందువల్ల భూమి యొక్క వాతావరణం ద్వారా చెల్లాచెదురుగా ఉన్న సౌర వికిరణం యొక్క సరళ ధ్రువణ డిగ్రీ యొక్క వర్ణపట దశ ఆధారపడటాన్ని లెక్కించడం సాధ్యపడుతుంది. ఏరోసోల్ కణాల లక్షణాలు మరియు వాటి పరిమాణ పంపిణీ ఫంక్షన్ పారామితులు మారుతున్నప్పుడు సజాతీయ గ్యాస్-ఏరోసోల్ మీడియం మోడల్ ఉపయోగించబడుతుంది. అంటే, మేఘాలు లేని ఆకాశం యొక్క భూ-ఆధారిత ధ్రువణ పరిశీలనలు భూమి యొక్క ట్రోపోస్పియర్ మరియు దిగువ స్ట్రాటో ఆవరణలో చాలా ఏరోసోల్ భౌతిక లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడం సాధ్యపడుతుంది.

అతినీలలోహిత పోలారిమీటర్ (UVP) కార్యకలాపాలను ఉపయోగించడం ఆధారంగా స్ట్రాటో ఆవరణ ఏరోసోల్ అధ్యయనాల పద్ధతిని ప్రతిపాదించారు. భూమి యొక్క వాతావరణ ట్రోపోస్పియర్ మరియు స్ట్రాటో ఆవరణలో ఏరోసోల్ కణాల సూక్ష్మభౌతిక లక్షణాలను నిర్ణయించే అవకాశం, పగటిపూట మరియు సూర్యాస్తమయం అయిన వెంటనే మేఘాలు లేని ఆకాశం యొక్క ధ్రువణ భూమి ఆధారిత కొలతల డేటా యొక్క ఉజ్జాయింపు విశ్లేషణ ద్వారా నిర్ధారించబడుతుంది.

స్ట్రాటో ఆవరణలోని ఏరోసోల్ యొక్క భౌతిక లక్షణాలను అంతరిక్ష నౌక నుండి అధ్యయనం చేయడానికి సాధ్యమైన ప్రయోగాన్ని సిద్ధం చేయడానికి మూడు సంస్థల ప్రయత్నాలను ఇది మిళితం చేసింది. ఫలితంగా, మాక్-అప్ UAV సృష్టించబడింది. ఈ పరికరం అంతరిక్ష నౌక నుండి భూమి యొక్క స్ట్రాటో ఆవరణ యొక్క ధ్రువణ కొలతలను అనుమతిస్తుంది.

ఫోటోమల్టిప్లైయర్ R1893 ఫోటాన్ కౌంటింగ్ మోడ్‌లో పనిచేస్తుంది. ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు మీడియం మరియు రిసీవర్ రెండింటి యొక్క ఉష్ణోగ్రతను తనిఖీ చేస్తాయి. ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన బోలు-రోటర్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ మోటారు ధ్రువణ మూలకాన్ని తిప్పుతుంది. ప్రాసెసింగ్ మరియు తదుపరి విశ్లేషణ కోసం ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ల నుండి అవసరమైన డేటా (రిసీవర్‌లో, ఇంజిన్‌లో మొదలైనవి) కంప్యూటర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌కు బదిలీ చేయబడుతుంది. పుట్ లక్ష్యానికి అనుగుణంగా సంబంధిత మూలకాల స్థాన నియంత్రణ యొక్క ధ్రువణ విమానం నియంత్రణ కోసం ప్రత్యేక సాఫ్ట్‌వేర్ అభివృద్ధి చేయబడింది.

A special bench to set up and study the current prototype of the UVP, its individual blocks and their combination, was been developed. It can be divided into the separate interchangeable parts, units and blocks.Such a design makes it possible to change research tasks easily and quickly as well as constantly improve the bench itself. The UVP studies performed at the test bench made it possible to determine its technical parameters and performance characteristics.

With this equipment, that was thoroughly investigated the operation of the light emission receiver (R1893 photomultiplier) to determine its noise threshold at supply voltages in the 1050-1500V range (dark pulses are 2-4 pulses/sec) and the device operating voltage was selected. Reading stability of device output signals has been investigated extensively. It was determined during long hours of dark and useful signals measurements. To verify the methodology for conducting polarization observations of the cloudless sky, there was used a modification of current prototype the onboard ultraviolet polarimeter UVP. It was mounted on the AZT-2 telescope (70 cm mirror and 15 m focal length) . We have realized the polarimetric observations with improved prototype of ultraviolet polarimeter on 26-th and 27-th of September 2017. Remark, that from the 24-th till 29-th of September all days and nights were cloudless above Kyiv, Ukraine. We oriented the telescope at a part of the sky with the Sun declination equal to zero degree for an angle equal to 1h from the central meridian. Operation began by turning off the clockwork mechanism of the telescope at 14:00 UTC+2 and observations were completed at 20:00. We used for observations the λ = 362 nm filter located between the visible and ultraviolet light spectral regions and also have cut a portion of the sky using a diaphragm with a diameter of 0.5 mm. The piezoelectric motor rotates the modulator unit with the polarization element (Glan prism) at a 45° the same angle. Thus, one rotation through 360° the modulator carried out in 8 steps. Exposure was selected in 2 seconds. At the beginning of operation, the useful signal stream was about 300 k pulses per second with a dark stream of no more than 20 pulses per second. The results of obtained observations, as well as the additional results were used for analysis and subsequent processing.

తక్కువ నిజమైన శోషణతో చిన్న ఐసోట్రోపిక్ కణాల ద్వారా చెల్లాచెదురుగా ఉన్న కాంతి యొక్క DLP దశ ఆధారపడటం రేలీ వికీర్ణానికి దగ్గరగా ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, ఆ కణాల సంక్లిష్ట వక్రీభవన సూచిక యొక్క ఊహాత్మక భాగం గణనీయంగా పెరిగితే, దశ కోణాల నుండి DLP యొక్క గరిష్టం వరుసగా 60°/300°కి సమానమైన విలువల వైపు మళ్లుతుంది. ఏరోసోల్ భౌతిక పారామితులు మారని సందర్భంలో, తరంగదైర్ఘ్యం తగ్గడంతో కణాల ద్వారా చెల్లాచెదురుగా ఉన్న కాంతి యొక్క DLP తగ్గుతుంది. సరళమైన గోళాకార రహిత ఆకారాన్ని (ఉదాహరణకు, పొడుగుచేసిన మరియు ఆబ్లేట్ గోళాకారాలు, సిలిండర్లు) కలిగి ఉన్న సజాతీయ యాదృచ్ఛికంగా ఆధారిత కణాల స్థిరమైన సమిష్టి ద్వారా కాంతి వికీర్ణం యొక్క లక్షణాలు నమూనా చేయబడ్డాయి. అటువంటి పనుల ఫలితాలు వాటి ద్వారా చెల్లాచెదురుగా ఉన్న రేడియేషన్ లక్షణాలపై కణాల ఆకారం యొక్క గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపించాయి. ఏది ఏమైనప్పటికీ, ఏరోసోల్ కణాల వికీర్ణ లక్షణాలను వాస్తవానికి ప్రకృతిలో ఉన్న సంక్లిష్ట ఆకృతులతో (స్ఫటికాలు, స్నోఫ్లేక్స్, మసి, ధూళి మొదలైనవి) అనుకరించే ప్రయత్నాలు విశ్లేషణాత్మక వివరణ యొక్క అసంభవం మరియు అటువంటి సమస్య యొక్క అల్గారిథమైజింగ్ యొక్క సంక్లిష్టతను ఎదుర్కొంటాయి. పరిశీలనాత్మక డేటా ప్రాసెసింగ్ ఫలితాలు స్పెక్ట్రల్ పోలరిమెట్రిక్ కొలతల యొక్క డేటా విశ్లేషణ కోసం మా పద్దతి మరియు ప్రోగ్రామ్ కోడ్‌ల ప్రభావాన్ని చూపాయి, లీనియర్ పోలరైజేషన్ డిగ్రీ పగటి మరియు ట్విలైట్ జెనిత్ స్కై యొక్క దశ ఆధారపడటం. విస్తృత శ్రేణి తరంగదైర్ఘ్యాలలో కొలత డేటాతో లెక్కించిన మోడల్ ఆధారపడటం యొక్క ఆకారాలు మరియు సంపూర్ణ విలువలు యాదృచ్చికంగా పునర్నిర్మించిన మోడల్ ఏరోసోల్ పారామీటర్ల విలువలు మరియు వాటి వాస్తవ డేటా మధ్య సాధ్యమయ్యే అనురూప్యాన్ని సూచిస్తాయి.

ప్రతిపాదిత సాంకేతికత మొత్తం వాతావరణ కాలమ్‌లో సగటున గ్యాస్-ఏరోసోల్ మాధ్యమం యొక్క సంభావ్య పారామితులను నిర్ణయించడానికి అనుమతిస్తుంది, దీని ఎత్తు సూర్యుని యొక్క అత్యున్నత దూరం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. వ్యక్తిగత ఏరోసోల్ మోడ్‌ల ఎత్తు మరియు లక్షణాలను నిర్ణయించే పనికి అదనపు పరిశోధన అవసరం.