Регистрация параметров верхней атмосферы Восточной Сибири при помощи интерферометра Фабри-Перо KEO Scintific «Arinae»

Регистрация параметров верхней атмосферы Восточной Сибири при помощи интерферометра Фабри-Перо KEO Scintific «Arinae»

Автор: Васильев Р.В., Артамонов М.Ф., Белецкий А.Б., Жеребцов Г.А., Медведева И.В., Михалев А.В., Сыренова Т.Е.

Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika

Статья в выпуске: 3 т.3, 2017 года.

Бесплатный доступ

Описывается интерферометр Фабри-Перо, предназначенный для исследования излучения верхней атмосферы Земли. Предлагается модификация существующего способа обработки данных интерферометра для получения доплеровского сдвига и уширения наблюдаемой линии, разделения интенсивности наблюдаемой линии и интенсивности фона. Демонстрируется независимость определения температуры по линии кислорода 630.0 нм от присутствующего в наблюдаемых интерференционных картинах сигнала гидроксила. Полученные температура и скорость ветра сравниваются с моделями верхней атмосферы (NRLMSISE-00, HWM14). Показано, что интерферометр способен измерять значения температуры по линии 557.7 нм с условием проведения дополнительной калибровки прибора. Результаты наблюдения ветра в целом совпадают с модельными представлениями. Ночной ход интенсивности по красной и зеленой линиям и температуры по линии 557.7 нм достаточно хорошо совпадает с ночным ходом этих параметров, наблюдаемых на устройствах, установленных в непосредственной близости от интерферометра.

Еще

Интерферометрия фабри-перо, излучение атмосферы, ветер в верхней атмосфере, температура верхней атмосферы

Короткий адрес: https://sciup.org/142103654

IDR: 142103654   |   DOI: 10.12737/szf-33201707

Список литературы Регистрация параметров верхней атмосферы Восточной Сибири при помощи интерферометра Фабри-Перо KEO Scintific «Arinae»

  • Акасофу С.И., Чепмен С. Солнечно-земная физика. Ч. 1. М.: Мир, 1974. 384 с.
  • Борн М., Вольф Э. Основы оптики. Издание 2-е, исправленное. М.: Наука, 1973. С. 297-313.
  • Игнатьев В.М., Югов В.А. Интерферометрия крупномасштабной динамики высокоширотной термосферы. Якутский научный центр. Якутск, 1995. 208 с.
  • Игнатьев В.М., Николашкин С.В., Югов В.А. и др. Светосильный спектрометр Фабри-Перо//Приборы и техника эксперимента. 1998. № 4. С. 107-110.
  • Кононов Р.А., Тащилин А.В. Влияние сезонных и циклических вариаций термосферных параметров на ночную интенсивность красной линии атомарного кислорода//Оптика атмосферы и океана. 2001. Т. 14, № 10. С. 979-982.
  • Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. Издание 7-е, исправленное. М.: Наука, 1988. С. 158-159.
  • Медведева И.В., Семенов А.И., Перминов В.И. и др. Сравнительный анализ данных наземных измерений температуры мезопаузы на средних широтах со спутниковыми данными MLS Aura, v3.3.//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9, № 4. С. 133-139.
  • Семенов А.И. Предрассветные вариации температуры и интенсивности эмиссии 6300 Å//Астрономический циркуляр. 1975. № 882. C. 6-7.
  • Торошелидзе Т.И. Анализ проблем аэрономии по излучению верхней атмосферы. Тбилиси: Мецниереба, 1991. 216 с.
  • Фишкова Л.М. Ночное излучение среднеширотной верхней атмосферы Земли. Тбилиси: Мецниереба. 1983. 272 с.
  • Шефов Н.Н., Семенов А.И., Хомич В.Ю. Излучение верхней атмосферы -индикатор ее структуры и динамики. М.: Геос, 2006. 741 с.
  • Шефов Н.Н., Семенов А.И., Юрченко О.Т., Сушков А.В. Эмпирическая модель вариаций эмиссии атомарного кислорода 630.0 нм. 2. Температура//Геомагнетизм и аэрономия. 2007. Т. 47, № 5. С. 692-701.
  • Anderson C., Conde M., Dyson P., et al. Thermospheric winds and temperatures above Mawson, Antarctica observed with an all-sky imaging Fabry-Perot spectrometer//Ann. Geophys. 2009. V. 27. P. 2225-2235 DOI: 10.5194/angeo-27-2225-2009
  • Coelho L.P. Mahotas. Open source software for scriptable computer vision//J. Open Res. Software. 2013. 1:e3 DOI: 10.5334/jors.ac
  • Drob D.P., Emmert J.T., Meriwether J.W., et al. An update to the Horizontal Wind Model (HWM): The quiet time thermosphere//Earth and Space Sci. 2015. V. 2. Р. 301-319 DOI: 10.1002/2014EA000089
  • Harding B.J., Gehrels T.W., Makela J.J. Nonlinear regression method for estimating neutral wind and temperature from Fabry-Perot interferometer data//App. Optics. 2014. V. 53. P. 666-673 DOI: 10.1364/AO.53.000666
  • Hernandez G. Contamination of the O I (³P 2-¹D 2) emission line by the (9-3) band of OH X²II in high-resolution measurements of the night sky//J. Geophys. Res. 1974. V. 79, N 7. Р. 1119-1123 DOI: 10.1029/JA079i007p01119
  • Fisher D.J., Makela J.J., Meriwether J.W., et al. Climatologies of nighttime thermospheric winds and temperatures from Fabry-Perot interferometer measurements: From solar minimum to solar maximum//J. Geophys. Res. Space Phys. 2015. V. 120. Р. 6679-6693 DOI: 10.1002/2015JA021170
  • Krassovsky V.I., Semenov A.I., Shefov N.N. Predawn emission at 6300 Å and super-thermal ions from conjugate points//J. Atm. Terr. Phys. 1976. V. 38, N 9-10. P. 999-1001.
  • Makela J.J., Meriwether J.W., Huang Y., et al. Simulation and analysis of a multi-order imaging Fabry-Perot interferometer for the study of thermospheric winds and temperatures//Appl. Optics. 2011. V. 50. Р. 4403-4416. DOI: 10.1364/AO.50.004403.
  • Marquardt D.W. An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters//J. Soc. Industrial and Applied Mathematics. 1963. V. 11, N 2. P. 431-441. DOI: 10.1137/0111030.
  • Nakamura Y., Shiokawa K., Otsuka Y., et al. Measurement of thermospheric temperatures using OMTI Fabry-Perot interferometers with 70-mm etalon//Earth, Planets and Space. 2017. V. 69, iss. 1, article id. 57. 017-0643-1 DOI: 10.1186/s40623-
  • Newville M., Stensitzki T., Allen D.B., Ingargiola A. LMFIT: Non-Linear Least-Square Minimization and Curve-Fitting for Python . Zenodo, 2014. URL: http://doi.org/10.5281/zenodo.11813 (дата обращения 14 апреля 2017 г.).
  • Picone J.M., Hedin A.E., Drob D.P., Aikin A.C. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparisons and scientific issues//J. Geophys. Res. 2002. V. 107, N A12. P. 1468 DOI: 10.1029/2002JA009430
  • Shiokawa K., Otsuka Y., Oyama S. Development of low-cost sky-scanning Fabry-Perot interferometers for airglow and auroral studies//Earth, Planets and Space. 2012. V. 64. P. 1033 DOI: 10.5047/eps.2012.05.004
  • van Rossum G. Python Tutorial, Technical Report CS-R9526. Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI). Amsterdam, May 1995.
  • Wu Q., Gablehouse R.D., Solomon S.C., et al. A new NCAR Fabry-Perot interferometer for upper atmospheric research. Proc. SPIE. 2004. V. 5660. Р. 218-227.
  • URL: http://atmos.iszf.irk.ru/ru/ground-based/spectr (дата обращения 14 апреля 2017 г.).
  • URL: http://atmos.iszf.irk.ru/ru/ground-based/keo (дата обращения 14 апреля 2017 г.).
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp