Расчет аэрозольной оптической модели и анализ на корректность обратной задачи восстановления микрофизических характеристик облачности

Моделирование процесса лазерного зондирования атмосферы является важной задачей, целью которой является определение потенциальных возможностей лидарной станции по восстановлению тех или иных атмосферных параметров. Также данные полученные при моделировании (решении прямой задачи лазерного зондирования) могут быть использованы при восстановлении атмосферных параметров из лидарных данных (решении обратной задачи).

ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 9
1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 9
1.2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 9
2 МОДЕЛИ И ПАРАМЕТРЫ АТМОСФЕРНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ 11
2.1 РАЗМЕРЫ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В АТМОСФЕРЕ 11
2.2 КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В АТМОСФЕРЕ 12
2.3 ЗАВИСИМОСТЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ОТ ВЫСОТЫ 12
2.4 ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ ПО РАЗМЕРАМ 13
2.5 КОМПЛЕКСНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ 17
3 РАСЧЁТ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОПТИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ИНДИКАТРИС РАССЕЯНИЯ 18
3.1 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ МИ 18
3.2 ТЕОРИЯ МИ ДЛЯ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ОДИНОЧНОЙ ЧАСТИЦЫ 18
3.3 СЛУЧАЙ ПОЛИДИСПЕРСНОГО АЭРОЗОЛЯ 21
3.4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АНСАМБЛЯ ЧАСТИЦ 22
3.5 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АППРОКСИМАЦИОННОЙ ЗАВИСИМОСТИ 24
3.6 ПОСТРОЕНИЕ АППРОКСИМИРУЮЩЕГО ПОЛИНОМА 24
3.7 КОРРЕКТНОСТЬ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ЛИДАРНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ 26
4 ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЫ 31
4.1 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СРЕДСТВ 31
4.1.1 Язык программирования C++ 31
4.1.2 Дополнительные библиотеки 32
4.2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 33
4.3 СТРУКТУРА КОНФИГУРАЦИОННЫХ ФАЙЛОВ 34
4.4 СХЕМА РАБОТЫ ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИ РЕЖИМЕ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ 34
4.5 СХЕМА РАБОТЫ ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИ РЕЖИМЕ ПРОВЕРКИ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 39
ПРИЛОЖЕНИЕ А РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ 40
ПРИЛОЖЕНИЕ Б РАСЧЕТ ЗАВИСИМОСТИ ОПТИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ 43