Probing of hydrogen molecules in the atmosphere with a differential absorption and scattering lidar from space

Authors

  • V. E. Privalov Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University
  • V. G. Shemanin Novorossiisk Branch of Belgorod V G Shukhov State Technology University

Keywords:

differential absorption lidar, monitoring of hydrogen molecules, lidar equation

Abstract

Computer simulation of the lidar differential absorption and scattering equation taking into account the half-widths of the laser generation lines and the instrumental function of the lidar itself for monitoring hydrogen molecules in the atmospheric boundary layer at a concentration level of the order of 1013 cm-3 and higher from a space orbit in the altitude range from 100 km to geostationary orbits is carried out in the present work. It was found that the measurement time for such a concentration level at a laser radiation wavelength of 2.4 microns and an altitude of 100...36000 km lies in the range

References

Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. М. Мир. 1987. 550 С.

Привалов В. Е., Фотиади А. Э., Шеманин В. Г. Лазеры и экологический мониторинг атмосферы – СПб.: Лань, 2013 – 288 с.

Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Оптимизация лидара дифференциального поглощения и рассеяния для зондирования молекулярного водорода в атмосфере // ЖТФ. 999. Т. 69. No. 8.С. 65–68.

Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Мониторинг молекул сероводорода в атмосферном пограничном слое лидаром дифференциального поглощения и рассеяния из космоса. // Оптический журнал. – 2018. – Т.85. – Вып.4. – С. 49–52.

Murray E. R., Hake R. D., Jr., Van der Laan J. E., Hawley J. G. Atmospheric water vapour measurement with a 10 micrometer DIAL system // Appl. Phys. Lett. 1976. V. 28. No. 4. P. 542–543.

Privalov V. E., Shemanin V. G. Lidars for Control and Measurements // Proceedings of SPIE. 1998. V. 3345. Р. 6–10.

Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Параметры лидара дифференциального поглощения для обнаружения молекулярного йода в атмосфере // Оптический журнал. 1999. Т. 66. № 2. С. 40–42.

Справочник по лазерам. Под ред. А. М. Прохорова Т.I. – М.: Советское Радио, 1978 – 591 с.

Зуев В. В., Катаев М. Ю., Макогон М. М., Мицель А. А. Лидарный метод дифференциального поглощения. Современное состояние исследований // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 8. С. 1136–1164.

Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Лидарное уравнение с учетом конечной ширины линии генерации лазера. // Известия РАН. Серия физическая. 2015. Т. 79. № 2. С. 170–180.

Донченко В. А., Кабанов М. В., Кауль Б. В., Самохвалов И. В. Атмосферная электрооптика. Томск: Изд-во НТЛ. 2010. С. 178–181.

Долгих Г. И., Привалов В. Е. Лазеры. Лазерные системы. Владивосток: Изд. Дальнаука, 2009. 202 с.

Привалов В. Е., Шеманин В. Г. Уравнение лазерного зондирования для реального аэрозольного лидара. // Фотоника. 2013. № 2(38), С. 72–78.

Privalov V. E., Shemanin V. G. Molecular Iodine Laser Monitoring in Atmosphere. // Proceedings of SPIE. 2000. Vol. 4316. P. 36–42.

Математическая энциклопедия, Т. 2 /Под ред. И. М. Виноградова. М.: Сов. Энциклопедия. 1979, С. 566, 567.

Privalov V. E., Shemanin V. G. The Lidar Equation Solution Depending on the Laser Radiation Line Width Studies // Оptical Memory and Neural Networks (Information Optics). 2013. V. 22, No. 4. P. 244–249. DOI: 10.3103/S1060992X13040073

Downloads

Published

2021-12-29

How to Cite

Привалов, В. Е. ., & Шеманин, В. Г. . (2021). Probing of hydrogen molecules in the atmosphere with a differential absorption and scattering lidar from space. Lasers. Measurements. Information, 1(4), 004-013. Retrieved from https://lasers-measurement-information.ru/ojs/index.php/laser/article/view/21

Issue

Vol. 1 No. 4 (2021)

Section

Laser and optical measurements

License

Copyright (c) 2021 Лазеры. Измерения. Информация

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Copyright information 

Тексты данной электронной статьи защищены (cc) Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.

Вы можете свободно:

Делиться (You are free: to Share) – копировать, распространять и передавать другим лицам данную электронную книгу при обязательном соблюдении следующих условий:

– Атрибуция (Attribution) – Вы должны атрибутировать произведения (указывать автора и источник) в порядке, предусмотренном автором или лицензиаром (но только так, чтобы никоим образом не подразумевалось, что они поддерживают вас или использование вами данного произведения). 

– Некоммерческое использование (Noncommercial use) – Вы не можете использовать эти произведения в коммерческих целях.

– Без производных произведений – Вы не можете изменять, преобразовывать или брать за основу эту электронную книгу или отдельные произведения. 

 

Licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.

To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
or send a letter to Creative Commons, 444 Castro Street, Suite 900, Mountain View, California, 94041, USA.

You are free:

to Share — to copy, distribute and transmit the work

Under the following conditions:

Attribution — You must attribute the work in the manner specified by the author or licensor (but not in any way that suggests that they endorse you or your use of the work).

Non-commercial — You may not use this work for commercial purposes.

No Derivative Works — You may not alter, transform, or build upon this work. 

Any of the above conditions can be waived if you get permission from the copyright holder.