Cálculo de Secciones Transversales de Dispersión de Fluorescencia por Resonancia de Partículas Metálicas en la Atmósfera Media y Superior y Comparación de Su Detectabilidad
Autores: Wang, Kexin; Wang, Zelong; Wu, Yuxuan; Xia, Yuan; Xun, Yuchang; Wu, Fuju; Jiao, Jing; Du, Lifang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Cálculo de Secciones Transversales de Dispersión de Fluorescencia por Resonancia de Partículas Metálicas en la Atmósfera Media y Superior y Comparación de Su Detectabilidad
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Fluorescencia de resonancia
Lidar
Sección transversal de retrodispersión
átomos metálicos
Iones
Ancho de línea del láser
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
La dispersión de fluorescencia por resonancia es el mecanismo físico con el que el lidar detecta las capas de metal en la atmósfera. La sección transversal de dispersión de fluorescencia por resonancia es un parámetro importante para el procesamiento de datos del lidar. En este trabajo, se calcularon las secciones transversales de retrodispersión de fluorescencia por resonancia de la mayoría de los átomos y iones metálicos detectables en la atmósfera. La sección transversal de retrodispersión máxima calculada de Na en la línea D es 7.38 x 10 m/sr; K en la línea D es 7.37 x 10 m/sr; Fe en la línea de 372 nm es 7.53 x 10 m/sr; Fe en la línea de 374 nm es 6.98 x 10 m/sr; Fe en la línea de 386 nm es 3.75 x 10 m/sr; Ni en la línea de 337 nm es 4.05 x 10 m/sr; y Ni en la línea de 341 nm es 2.05 x 10 m/sr; Ca es 3.06 x 10 m/sr; Ca es 1.12 x 10 m/sr. Se discutió la influencia del ancho de línea del láser en la sección transversal de dispersión efectiva. Si el ancho de línea del láser es menor de 2 GHz para detectar Na, la frecuencia central del láser bloqueada en la línea D es una mejor opción que la línea D para obtener señales mayores. Si se utiliza un lidar desbloqueado para detectar Na, se debe usar la frecuencia en D como la frecuencia central del láser cuando se calculó la sección transversal de dispersión efectiva de Na, porque la sección transversal de absorción del átomo de Na tiene dos máximos locales. Este trabajo propone un método comparativo cuantificable para evaluar la dificultad de observación de diferentes partículas metálicas al comparar sus incertidumbres relativas en la observación del lidar. Se asume que bajo las mismas condiciones de observación, se compara la detectabilidad de diferentes átomos y iones metálicos. Usando Na como base para la comparación, la incertidumbre relativa de Ni a 337 nm es la más alta, aproximadamente un factor de 21 mayor que la de Na, lo que indica que es la más difícil de detectar. El propósito de este trabajo es presentar un método de comparación cuantificable para la dificultad de detección de las partículas metálicas por lidar en la atmósfera media y superior, lo que tiene una gran importancia para el diseño del sistema lidar.
Descripción
La dispersión de fluorescencia por resonancia es el mecanismo físico con el que el lidar detecta las capas de metal en la atmósfera. La sección transversal de dispersión de fluorescencia por resonancia es un parámetro importante para el procesamiento de datos del lidar. En este trabajo, se calcularon las secciones transversales de retrodispersión de fluorescencia por resonancia de la mayoría de los átomos y iones metálicos detectables en la atmósfera. La sección transversal de retrodispersión máxima calculada de Na en la línea D es 7.38 x 10 m/sr; K en la línea D es 7.37 x 10 m/sr; Fe en la línea de 372 nm es 7.53 x 10 m/sr; Fe en la línea de 374 nm es 6.98 x 10 m/sr; Fe en la línea de 386 nm es 3.75 x 10 m/sr; Ni en la línea de 337 nm es 4.05 x 10 m/sr; y Ni en la línea de 341 nm es 2.05 x 10 m/sr; Ca es 3.06 x 10 m/sr; Ca es 1.12 x 10 m/sr. Se discutió la influencia del ancho de línea del láser en la sección transversal de dispersión efectiva. Si el ancho de línea del láser es menor de 2 GHz para detectar Na, la frecuencia central del láser bloqueada en la línea D es una mejor opción que la línea D para obtener señales mayores. Si se utiliza un lidar desbloqueado para detectar Na, se debe usar la frecuencia en D como la frecuencia central del láser cuando se calculó la sección transversal de dispersión efectiva de Na, porque la sección transversal de absorción del átomo de Na tiene dos máximos locales. Este trabajo propone un método comparativo cuantificable para evaluar la dificultad de observación de diferentes partículas metálicas al comparar sus incertidumbres relativas en la observación del lidar. Se asume que bajo las mismas condiciones de observación, se compara la detectabilidad de diferentes átomos y iones metálicos. Usando Na como base para la comparación, la incertidumbre relativa de Ni a 337 nm es la más alta, aproximadamente un factor de 21 mayor que la de Na, lo que indica que es la más difícil de detectar. El propósito de este trabajo es presentar un método de comparación cuantificable para la dificultad de detección de las partículas metálicas por lidar en la atmósfera media y superior, lo que tiene una gran importancia para el diseño del sistema lidar.