В настоящее время в соответствии с рекомендованным ВМО мониторингом озона ставится задача спектрофотометрических наблюдений озона и других озоноактивных малых компонент атмосферы с целью одновременных исследований общего содержания, вертикального распределения и временных колебаний этих компонент в различных аэросино-птических условиях и в условиях антропогенного влияния на атмосферу Земли. Для осуществления указанной задачи требуется создание специализированного комплекса аппаратуры для атмосферно-оптич-еских наблюдений прямой и рассеянной радиации Солнца в дневных, сумеречных и, по возможности, ночных условиях. Основная идей комплекса: сочетание спектральной аппаратуры для записи разовых спектров прямой и рассеянной радиации в возможно более широком диапазоне спектра (300—1200 нм) с автоматическими следящими фотометрами для непрерывной регистрации содержания озона и спектральной прозрачности атмосферы. Большой объем получаемой информации требует создания частично или полностью автоматизированной системы, включая автоматизацию наводки, снятие спектров, запись информации на ленту самописца или цифрового вольтметра с регистрацией на перфоленте или цифропечатающем устройстве.[ ...]
В соответствии, с этими требованиями на кафедре физики атмосферы МГУ создан комплекс аппаратуры для атмосферно-оптических наблюдений, отдельные блоки которого и их применение уже описывались ранее [69, 72]. Комплекс состоит из четырех приборов. В их число входят два монохро-матор.а ДМР-4, позволяющих записывать соответственно спектры прямой солнечной радиации и рассеянной радиации небосвода, каждый в интервале длин волн 300—800 нм. В комплекс входят также два автоматических фильтровых фотометра для непрерывной регистрации прямой и рассеянной радиации в семи участках спектра, вырезаемых интерференционными светофильтрами с полушириной 5—10 нм.[ ...]
В табл. 11.10 приведены центры полос, выделяемых фотометрами. В турели каждого фотометра, вмещающего 7 фильтров, имеется глухая заглушка, фиксирующая темновой ток фотоумножителя на каждом обороте турели.[ ...]
Своеобразная «градуировка» спектра фраунгоферовыми линиями (хорошо заметная на рис. 9) позволяет легко находить нужные длины волн и служит гарантией их идентификации. Точная фиксация длин волн чрезвычайно важна в озонометрии. Как известно, смещение эффективных длин волн в фильтровых и даже в спектральных приборах (с фиксированными длинами волн, без записи спектра) за счет температурных, механических, изменений и эффекта Форбса служит одним из основных источников ошибок в озонных измерениях.[ ...]
Аналогичную конструкцию и схему имеет монохроматор для записи спектров рассеянной радиации. Однако в связи с необходимостью регистрации гораздо более слабых яркостей рассеянного) света неба, в том числе и в сумеречных условиях, в нем используется значительно более чувствительный фотоумножитель ФЭУ-71 с максимумом чувствительности около 400 нм. С этой же целью увеличена входная щель прибора, в связи с чем понизилось до 10—15 А разрешение прибора в озонной области спектра.[ ...]
Автоматический фотометр прямой радиации, блок-схема которого представлена на рис. 8, позволяет проводить непрерывную регистрацию солнечной радиации в спектральных участках, указанных в табл. 11.10. «Озонные» фильтры, выделяющие Я=312 и 329 нм, используются для расчета содержания озона. Автоматическое переключение светофильтров производится с помощью шагового вращения турели со светофильтрами, осуществляемого комбинацией электромотора с кулачковым механизмом и мальтийского креста, установленного на турели. Следящая система (8, рис. 8) осуществляет непрерывное гидирование фотометром Солнца. Она представляет собой специально сконструированный редуктор, ведущая ось которого делает один оборот за 24 ч и в рабочем состоянии’направлена на полюс мира. Уход фотометра от направления на Солнце не превышает 0,5°/ч. Апертура фотометра £¿1,5°.[ ...]
Фотометр рассеянной радиации, построенный по тому же принципу, установлен на вертикально-азимутальную установку и может быть направлен в любую точку небосвода. Применение тройной системы регулировки фототока (использование многопредельного усилителя У-5-7, изменение усиления ФЭУ и вариации рабочей площади ФЭУ) позволяет использовать фотометр в чрезвычайно широких пределах измеряемой яркости: от исследований околосолнечного ореола до измерения эмиссионного свечения ночного неба.[ ...]
Сформулируем основные направления измерений, которые можно осуществлять указанным комплексом. Регистрация спектра прямой солнечной радиации существенно расширяет возможности прибора. Запись спектра, прежде всего, дает возможность точной идентификации любого набора длин волн. Пример тому — использование многоволновой методики измерений озона [69]. Появляется возможность измерения и других, кроме озона, малых примесей атмосферы по слабым теллурическим линиям, например Ы02 по полосам 430—450 нм, 02 по полосам 538—762 нм, Н20 в области 720 нм [240]. Более подробно этот вопрос будет обсужден в § 6.[ ...]
Заметим здесь, что наш опыт оценки содержания Ы02 и Н20 по поглощению в области 430—450 нм [72] показал, что увеличение разрешения, позволяющее точнее идентифицировать линии поглощения, — один из основных факторов повышения (помимо учета аэрозольной поправки) точности определения малых примесей.[ ...]
Регистрация спектра позволяет детально изучать спектральные аэрозольные коэффициенты ослабления и учитывать их при расчете содержания озона.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Блок-схема приборов комплекса |
 |
| Спектры прямой солнечной радиации, полученные на спектрофотометре МГУ 10.1Х 1974 в Абастумани, Л=1650 м над уровнем моря при атмосферных массах |
 |
| Вертикальное распределение концентрации озона над Аба-стумани |
 |