Analizador de gas láser. Signo de aprobación de tipo

Para los derechos manuscritos.

Dolgiy Sergei Ivanovich

Analizadores de gas láser basados \u200b\u200ben método de absorción diferencial.

01.04.01 - Instrumentos y métodos de física experimental.

disertaciones para el grado de candidato de las ciencias físicas y matemáticas.

Barnaul - 2004.

El trabajo se realizó en la atmósfera del Instituto de Opticia de la Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias.

Líder científico: - Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas.

profesor, miembro correspondiente de Ras Zuev Vladimir Vladimirovich

Opositores oficiales: - Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas.

profesor Sorochin Igor Anatolyevich. - Candidato de ciencias físicas y matemáticas Investigador principal Prokopyev Vladimir Egorovich.

Organización principal: Tomsk Polytechnic University

La defensa tendrá lugar "15 de diciembre de 2004. a las 14 h. 00 min. En la reunión del Consejo DISERTURA D 212.005.03 en la Universidad Estatal de Altai en la dirección: 656049, Barnaul, Lenin Ave., 61

La disertación se puede encontrar en la biblioteca de la Universidad Estatal de Altai.

Secretario científico

consejo de Disertación K.F-M.N.

Dd Rusador

Relevancia del tema. Bajo la influencia de diversos factores, el medio ambiente sufre cambios. El rápido desarrollo de la industria, la energía, la agricultura y el transporte conduce a un aumento en el impacto ambiental antropogénico. Una serie de subproductos dañinos en forma de aerosoles, gases, residuos domésticos y aguas técnicas, productos derivados del petróleo, etc., vienen a la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera. Por lo tanto, el problema real de la modernidad es el control ambiental.

Actualmente, los analizadores de gases químicos, térmicos, eléctricos, cromatográficos, espectrales espectrales y ópticos se utilizan para controlar el estado de la atmósfera. Además, solo los últimos son no contactos, no requieren un muestreo, lo que hace errores adicionales en el valor medible. Un lugar especial entre los métodos ópticos de análisis de gases pertenece a métodos láser, que son inherentes a: alta sensibilidad de concentración de mediciones y resolución espacial, lejanía y velocidad. En primer lugar, se refiere a los analizadores de gas láser que trabajan en el efecto de la absorción resonante, que tiene la mayor sección transversal de la interacción de la radiación óptica con el medio en estudio, lo que garantiza la máxima sensibilidad. Dichos analizadores de gas se implementan, por regla general, un esquema de absorción diferencial. Con el desarrollo de la tecnología láser en nuestro país y en el extranjero, el desarrollo de óptico-acústico (para el análisis local de gas) y las pistas (que dan valores integrales de las concentraciones del estudio de gas) analizadores de gas láser, así como a los lidars (LiDAR - Abreviatura de palabras en inglés Detección de luz y rango), dando información sobre la concentración de gases en la atmósfera con resolución espacial. Pero para el período del comienzo del trabajo en la disertación, con una excepción rara, todos ellos fueron diseños de laboratorio diseñados para medir uno, el máximo de dos componentes de gas, mientras que el monitoreo ambiental requiere un análisis de gas multicomponente.

Todos los componentes de gas de la atmósfera de tierra, excepto el principal: nitrógeno, oxígeno y argón, se consideran relacionados con el llamado componente de gas pequeño (MGS). El porcentaje de los MG en la atmósfera no es suficiente, pero el crecimiento de su contenido debido al factor antropogénico tiene un impacto significativo en muchos procesos que ocurren en la atmósfera.

Como se desprende clara de las fuentes literarias, a los efectos del análisis de gas láser del MGS, la región de IR promedio del espectro es la más adecuada. Aquí están las principales rayas de rotación vibratoria de la mayoría de los MG, que han permitido estructuras. En esta área, los láseres moleculares de alta energía emiten, incluidos los láseres de CO y CO2 confiables y eficientes. Para estos láseres, se han desarrollado convertidores de frecuencia paramétricos altamente eficientes (PPC), lo que le permite cerrar lo suficiente como para superponer las líneas de emisión

trequibilidad espectral int Transparencia Atmósfera

Simioteka I.

esferas Otro rango espectral informativo para el análisis de gas láser es la región UV. Aquí están las sólidas bandas electrónicas de muchos gases contaminantes. En contraste con la región IR media del espectro UV, la banda de absorción no es selectiva y se recrea mutuamente. El mayor desarrollo en esta área fue el método ozonométrico debido a la presencia de las bandas de absorción de Hartley Haggins Ozono.

Propósito del trabajo. Desarrollo basado en el método de absorción diferencial de los analizadores de gas para detectar y medir las concentraciones de los MG y la determinación de su distribución espacial-temporal en la atmósfera.

Las siguientes tareas se realizaron durante el trabajo:

Creación de un canal de detección de canal de la distribución vertical de ozono (VRO) en la estratosfera (basada en el espejo receptor 0 0,5 m) en la estación Siberian Ladar (SLS);

Control del estado de la ozonefera en modo de medición de rutina;

El estudio de la climatología de la ozonefera, la evaluación de las tendencias del ozono estratosférico.

La defensa tiene lugar:

2. Analizadores de gas láser desarrollados de la serie Tral, en el rango promedio de espectro IR, lo que le permite medir rápidamente las concentraciones de más de 12 gases en el nivel y debajo del MPC en las pistas de hasta 2 km de largo usando un espejo o retroréflex topográfico.

3. Creado por el autor de UV Ozone LiDAR basado en un láser de excimer XEQ, que aseguró un sonido ininterrumpido a largo plazo de la ozonefera sobre Tomsk en la estación lidar siberiana en el rango de 13-45 km de altura, con una resolución vertical máxima de 100 m.

Novedad científica del trabajo:

Por primera vez, las longitudes de onda informativas de las longitudes de onda de detección del MGC de la atmósfera que utilizan los láseres moleculares y PPC de IR se seleccionan y revisan experimentalmente;

Se han creado una serie de analizadores de gas de seguimiento móviles y estacionarios únicos, lo que le permite llevar a cabo rápidamente un análisis multicomponente de la composición de gas de la atmósfera;

Los movimientos diarios de la concentración de MGC (como C2H4, NH3, H2O, CO2, CO, OZ, N0, etc.) se llevaron a cabo en el medio ambiente y expuesto a cargas antropogénicas significativas de las regiones del país;

Usando resultados de trabajo. Los datos obtenidos por análisis de gas se presentaron para el Comité Olímpico de la URSS en 1979-1980. En Moscú, así como en organizaciones ambientales G.G. Tomsk, Kemerovo, Sofía (NRB), ingresó en los informes finales del IOO SB RAS para varias subvenciones de la Federación, Contratos, Contratos y Programas de Rusia, como "TOR" (Estudios de Ozono Troposféricos), "Sator" (Stratosespérico y Troposférico estudios de ozono) y otros.

El valor práctico del trabajo es el siguiente: -El analizador de gas acústico se desarrolla, lo que hace posible medir la concentración con alta precisión, como las sumas de hidrocarburos de metano, y por separado metano y hidrocarburos más pesados \u200b\u200ben una mezcla de natural y asociado. Gases de petróleo. Con este analizador de gas, es posible buscar aceite y gas en halisters de gas de gases que pasan por alto la superficie de los hidrocarburos;

Los analizadores de gas de pista desarrollados pueden medir las concentraciones del MGC a nivel y debajo del MPC de una amplia lista de gases de contaminación prioritaria;

Cree un canal de sonido de la distribución vertical de ozono de ozono sobre la base de un espejo 0,5 m, lo que permite perfiles confiables de VRO en el rango de 13-45 km de altura con una resolución máxima de 100 m.

La precisión de los resultados del trabajo se garantiza: -El poderable aceptación de los datos experimentales obtenidos por los analizadores de gas desarrollados y los datos obtenidos al mismo tiempo por otros métodos, así como; datos obtenidos por otros autores en condiciones climáticas y ambientales similares;

Una buena coincidencia de perfiles en la estratosfera, medida por LiDAR, datos de Ozonoozonda, así como mediciones satelitales dentro del error de los dispositivos utilizados.

Aprobación del trabajo. Los principales resultados de la tesis obtenida por el autor se publicaron en 11 artículos en revistas científicas rusas revisadas por pares, informadas sobre: \u200b\u200bVI, VII y XI Simposios de All-Union en la sensación de láser y acústica (Tomsk, 1980, 1982, 1992); VI Simposio All-Union para la propagación de la radiación láser en la atmósfera (Tomsk 1881); XII Conferencia de toda la Unión sobre Ópticas coherentes y no lineales (Moscú, 1985); V International School-Seminar en Quantum Electronics. Láseres y su uso (NRB, Sunny Beach, 1988); 5 Asamblea Científica de la Asociación Internacional de Física Atmosférica y Meteorología (Equitación, Reino Unido, 1989); Simposio XI en el láser y la detección acústica (Tomsk, 1992); Y, III, IV y VI Simposios Interurbonanos "Ópticas de la Atmósfera y Océano" (Tomsk, 1995, 1996, 1997 y 1999); III Reunión Siberiana sobre Monitoreo Ecológico del Clima (Tomsk, 1999); I Reunión interregional "Ecología de los ríos siberianos y árticos" (Tomsk 1999); Vii simposio internacional sobre la óptica de la atmósfera y el océano (Tomsk 2000); VIII y IX Simposios internacionales para la óptica de la atmósfera y la física oceánica y atmosférica (Tomsk 2001 y 2002); 11 mediciones de radiación atmosférica (Atlanta, EE. UU. 2001); Grupo de trabajo IX "Siberia Aerosoles" (Tomsk 2002); 21 y 22 Conferencia Internacional Laser (Quebec, Canadá, 2002, Matera, Italia 2004); II Conferencia Internacional "Medio ambiente y ecología de Siberia, el Lejano Oriente y Ártico" (Tomsk 2003). Conferencia internacional sobre tecnologías ópticas para estudios de la atmósfera, el océano y el medio ambiente (Beijing, China 2004).

Contribución personal. El documento utiliza los resultados obtenidos por el autor personalmente o en la participación directa. Esta es la participación del autor en el desarrollo de ambos esquemas generales para la construcción de analizadores de gas y sus componentes y bloques ópticos y electrónicos individuales; Llevar a cabo el montaje y la puesta en marcha. El desarrollo de técnicas de medición, prueba y exámenes expedicionistas y de campo creados por analizadores de gases, también presentados en el trabajo, se llevaron a cabo con la participación directa del autor. Desde 1996, casi todas las observaciones del estado de la ozonefera en las sals se llevaron a cabo con la participación activa del autor. Se creó una prueba de canal mejorada de la distribución vertical de ozono de ozono sobre la base del láser XEQ y el espejo receptor 0 0,5 m. El reanálisis del autor realizado por el VRO autorizado hizo posible determinar las características de la climatología de la sofosfera de ozono. en Tomsk ..

El desarrollo de los analizadores de gases de IR "LAG-1" y "resonancia-3" se llevó a cabo conjuntamente con KF-M.N. G.s. Khmelnitsky, los resultados restantes se obtuvieron bajo la guía de un miembro correspondiente. Ras, d.f-m.n. V.V. Zueva con la participación de los empleados de su laboratorio en diferentes etapas de trabajo.

En la introducción, se justifica la relevancia del tema, los objetivos y los objetivos del estudio están formulados, la novedad científica y la importancia práctica se subrayan, las principales disposiciones presentadas a la protección están subrayadas.

El primer capítulo describe el método acústico óptico, el diagrama de flujo de un analizador de gas óptico-acústico destinado a medición separada de las concentraciones de metano y otros hidrocarburos limitantes en muestras de aire.

Numerosos estudios han demostrado la presencia de concentraciones elevadas de hidrocarburos (HC) en la atmósfera y muestras de aire del suelo sobre las áreas de los depósitos de petróleo y gas. Los autores expresaron la opinión de que esto se debe al rendimiento de HC del depósito a la superficie del día. En estos hechos, se basan los métodos geoquímicos para encontrar depósitos de petróleo y gas. De acuerdo con el porcentaje (por volumen), la composición de los gases naturales de los antiguos depósitos de la URSS: metano 85-95%; Ethan hasta el 7%; propano hasta un 5%; Bhután hasta un 2%; Pentan y HC más pesado a 0.4%. Composición de gases asociados con petróleo de campos de aceite y gas: metano hasta el 80%; Ethan hasta el 20%; propano hasta un 16%; isobutane + n-butano al 6%; Pentanes y WC más pesados \u200b\u200bhasta 0.9%. Por lo tanto, los pentanes y los hidrocarburos más pesados \u200b\u200bhacen una contribución menor al contenido de los halisses de gas sobre los campos de petróleo y gas.

Higo. 1. Diagrama de flujo del analizador de gas 1- 2-C g láser con una cuadrícula de difracción ;; 4, 5- no láser; 7, 9, 10-formación de impulsos; 8 modulador; 11- Unidad de control modulador; Spectrofono de 12 cámaras; 13 mspochon; Amplificador selectivo de 14; 15- ADC!; Medidor de 16 frecuencia; 17-atenuador; 18-receptor; 19-Reloj electrónico; 20-АцП2; 21- unidad de control; 22-micro-computadora; 23-Digital.

Al buscar campos de petróleo y gas sobre halististas de gas que pasan por alto los campos de los hidrocarburos de hidrocarburos, es de gran importancia para una medición separada de la concentración de metano y más pesado, ya que el metano puede ser un producto de no solo estructuras profundas, sino también la parte superior Capas biológicamente activas y no siempre es el precursor del campo. Esto es característico, por ejemplo, para

siberia PADINAL, donde el metano se puede generar en grandes cantidades de pantanos ubicados en su territorio, mientras que los hidrocarburos pesados \u200b\u200ben las capas superiores de la corteza terrestre no se generan. El documento analiza la posibilidad de una medición tan separada, siempre que en las mezclas, el contenido de metano no sea más de 100 veces mayor que el contenido de otros HC.

El analizador de gas óptico-acústico altamente sensible "LAG-1" le permite registrar concentraciones en cualquier relación de una mezcla de metano y otros HC. El diagrama de flujo del analizador de gas se presenta en la FIG. uno.

La presión del gas en la cámara de espectrofono cilíndrica (detector óptico-acústico) al pasar a través de ella, la radiación láser modulada a la frecuencia de modulación de la frecuencia de radiación CO depende de la potencia de la radiación del láser y el coeficiente de absorción del gas AOR y el Frecuencia de calidad del resonador acústico en la frecuencia de modulación Q (CO) como:

5 BG02 [CO2 + T1) "

donde £) es un cilindro -diame; TG Tempera Spectrofono de relajación.

Las pulsaciones de presión se convierten a una señal eléctrica con un tipo de micrófono condensador MKD / MV 101 (13). Además, la señal se mejora con el amplificador selectivo del tipo U2-8 (14), el ADC1 (15) se digitaliza y entra en el sistema de procesamiento de resultados. La radiación láser pasada a través del espectrofono de la cámara se debilita por el atenuador (17), cae en el receptor termoeléctrico (18), el ADC2 (20) se digitaliza y también entra en el sistema de procesamiento de resultados

El sistema calcula los coeficientes de absorción:

y la concentración de gas en el caso de la absorción prevaleciente en un solo canal:

/ \u003d /, 2, 3 ... p,

donde el coeficiente de L de la calibración del espectrofono; mediciones de intercambio P; £ / s / -signal desde el micrófono; - señal, potencia proporcional de la radiación láser; - Spectrofono de señal de fondo; Coeficiente de absorción en masa por prueba de gas. El resultado del cálculo junto con el código de longitud de onda y el tiempo se muestra en Digital.

En el área de reorganización del SH-láser, la línea de radiación en una longitud de onda de 1,15 μm coincide con la línea de absorción por ferry de agua de la atmósfera, y la línea 3.39 μm, con la banda de absorción de los hidrocarburos del grupo de metano, A partir de metano. En el área de reestructuración de la longitud de onda del láser de CO2 (9.1-10.8 μm), hay bandas de absorción UV, comenzando con

esto, por lo tanto, haber medido las concentraciones de la cantidad de hidrocarburos y etano por separado, propano y butano es posible determinar la concentración de metano. La Tabla 1 muestra una lista de estos componentes de gas, sus coeficientes de absorción en las longitudes de onda respectivas de las ondas de radiación y SO2 Lastters:

tabla 1

Gas no MEA X. \u003d 3.39MKM A, consulte "1 ATM" 1 C02

A, μm A, ver "1 ATM" 1

Metano 9.0 - - -

Ethan 4.1 10,8847 0.5

Propano 9.0 10,8352 0.45-0.5

N-butano 12.6 10,4762 0.9

Isobutan 13 10,8598 0.4

Debido al hecho de que el láser CO2 tiene una amplia gama de reestructuración, es posible medir separadamente el etano, propano, n-butano, isobutano, etileno y benceno y otros componentes de gas. Desde la misma tabla, se puede ver que los coeficientes de absorción de los hidrocarburos de radiación con láser de CO2 son 10-20 veces más pequeños que los coeficientes de radiación de la radiación del W-N-láser. Pero para un espectrofono resonante, la sensibilidad es proporcional a la potencia de la radiación láser que pasa a través de ella (Fórmula 1), y luego en la potencia láser de tipo LG-126 a largo plazo

las ondas de 3.39 μm 8 MW, y un láser de CO2 10 W, este analizador de gas tiene una sensibilidad 100 veces mayor en HC Heavy HC.

La Figura 2 presenta los resultados de las mediciones comparativas del HC obtenidas durante una de las expediciones a lo largo del río de los analizadores de gas más diferentes: LAG-1 (medido tanto la cantidad de HC con metano y por separado HC), "buscador" ( Se midió la cantidad de HC con metano) y el SCR-LIDAR (se midió la cantidad de HC sin metano). Los datos obtenidos por todos estos dispositivos sugieren un fuerte aumento en el contenido del HC en la atmósfera sobre los campos del petróleo y el gas.

Distancia hm.

Higo. 2. La concentración de hidrocarburos para mediciones de diferentes analizadores de gas.

Lejos de los campos de concentración de etano, propano y butano no

superó 0.02 millones "1, metano-1.7-2 millones" 1, pero a medida que la concentración de hidrocarburos más pesados \u200b\u200bse acercó a los campos explorados a medida que se acercaban la concentración de hidrocarburos más pesados. Por ejemplo, en el área del campo de aceite en los tramos más bajos del río Vakh (punto 650 km en la FIG. 2.) Se midieron las siguientes concentraciones: la suma de 5,1 millones "1, Ethano-1.0 millones" 1 , propano-1,7 millones "1, butano-0.3 millones" 1, con una concentración de metano 2.1 millones "1. Así, se puede ver que con variaciones relativamente pequeñas de concentración de metano en la atmósfera (1.5-2.0 millones 1), Los valores grandes de la cantidad de depósitos hidroeléctricos de petróleo y gas están obligados a aumentar las concentraciones de HC HC.

Las pruebas de prueba han mostrado las buenas características de rendimiento del analizador de gas LAG-1 en el campo. Los resultados obtenidos con su ayuda son bien consistentes con los resultados obtenidos en otros sistemas de medición durante las mediciones conjuntas, muestran su precisión. El uso de dos fuentes láser en el complejo (no CO2) y espectrofono le permite medir la concentración de una amplia gama de ambiente de gases atmosféricos y contaminantes. Lo que es especialmente importante, es posible medir por separado la fracción de metano y los hidrocarburos más pesados \u200b\u200ben una mezcla de gas natural y asociado. Esto hace posible esperar el uso del analizador de gas propuesto para buscar campos de petróleo y gas sobre halististas de gas de tierra de hidrocarburos, así como para el análisis operativo de la fracción de gas central durante la perforación de exploración de los pozos.

El segundo capítulo proporciona una descripción de una serie de analizadores de gas de pista "Resonancia-3", "TUBLE", "TRAL-3", "Tral-Zm", "Tral-4" trabajando sobre la base del método de absorción diferencial (DP) resume el método en sí.

El poder de la señal óptica tomada durante i, en el método DP Trace para una longitud de onda X puede grabarse en el formulario:

donde R - - Potencia óptica transmitida (W),

g es la distancia (cm), la velocidad de la luz - 3 x y.10 cm / s,

P, (g) ~ Eficiencia óptica total del transmisor,

<т,- поперечное сечение поглощения (см2),

APERTURA APECUS (CM2),

a (g) - El coeficiente de atenuación (ver "1),

I, - Body Scattering Angle Targets Back (CF "1),

/ "- Índice de longitud de onda, / \u003d / y 2, para longitudes de onda a una absorción máxima y mínima, respectivamente, la concentración de N0-GAS (ver" 3).

Para dos longitudes de onda cercanas de manera justa:

Luego, la concentración promedio de gas en el volumen bajo estudio se puede expresar de la siguiente manera, así como los lidars (lidar-abreviatura de las palabras en inglés, la detección de luz de luz y el rango), dando información con una resolución de tiempo de espacio para estudiar la concentración de MGC en la atmósfera. Pero para el período del comienzo del trabajo en la disertación, con excepciones raras, todos ellos se calcularon sobre la medición de uno, el máximo de dos componentes de gas, o fueron diseños de laboratorio, mientras que el monitoreo ambiental requiere un análisis de gas multicomponente a carreteras suficientemente extendidas ( A lo largo de las autopistas de la ciudad, territorio grandes empresas industriales).

Como se desprende de las fuentes literarias para los fines del análisis de gas láser MGS, la región de IR promedio del espectro es la más adecuada. Aquí están las principales rayas vibracionales y rotativas de la mayoría de los MG. Hay estructuras permitidas y líneas de absorción individuales de casi todos los gases atmosféricos, excepto para simples, tipo N2, O2, H2.

En promedio, IR, el rango de espectro, como se conoce, los láseres moleculares altamente eficientes irradian: CO, CO2, NH3, HF, DF y otros. De estos, los láseres SOG altamente eficientes son los más confiables y aceptables para los fines del análisis de gas. En estos láseres, además de las tiras tradicionales 9.6 y 10.6 μm, las tiras secuenciadas se desplazan en relación con el tradicional de aproximadamente 1 cm "1, así como la tira principal de 4.3 μm y líneas de radiación en caliente. Si consideramos lo que es posible y CO2 Isotopes Para obtener un conjunto adicional de líneas de generación cambiado, obtendremos un rico conjunto de líneas de radiación para esta fuente de láser.

Recientemente desarrolló convertidores de frecuencia paramétricos altamente eficientes basados \u200b\u200ben cristales no lineales ZNGEP2, CDGEAS2, TLASSE3, AGASSE2, etc. permitieron obtener el segundo, tercero y cuarto armónicos de la radiación del láser SOG, así como las frecuencias de diferencia total de dos CO2 y Otros láseres, tales como, NH3, Erbium, etc. Para el sondeo por láser de MG atmosféricos, es importante que la mayoría de estas líneas de emisión, incluidas las convertidas, caigan en las ventanas espectrales de la transparencia de la atmósfera.

Por lo tanto, un láser de CO2 molecular de baja presión, equipado con un conjunto de a menos que los convertidores de frecuencia paramétricos de ZNGEP2, CDGEAS2, TLASSE3 y AGASE2, satisfaga la mayoría de los siguientes requisitos. La distancia entre líneas adyacentes de tales láseres es de aproximadamente 1,5-2 cm "1, que simplifica el problema de la selección espectral y reestructurándolos en frecuencia. Con una conversión de dos etapas, por ejemplo, un CO2 del láser o la diferencia total. Frecuencias de dos C02, o CO2 y los lagos. Y sus armónicos, es posible muy apretado, con un paso para yu ^ cm "1, superponera el rango de 2 a 17 micrones. La posición de los centros de las líneas de radiación del láser de la bomba y un ancho espectral bastante estrecho (2x 10 "3 cm" 1) proporcionan los parámetros físicos del medio activo. La posición de las líneas se centra y, en consecuencia, la posición de las líneas de radiación de las frecuencias transformadas se conoce con una precisión muy alta, que elimina el problema de controlar las características espectrales. La efectividad de tales convertidores es lo suficientemente alta y varía de las décimas a docenas de por ciento, lo que le permite crear analizadores de gas de pista utilizando objetos topográficos y aerosoles atmosféricos como reflectores.

Otro rango espectral informativo para el análisis de gas láser es la región UV. Aquí están las sólidas bandas electrónicas de muchos gases contaminantes. En contraste con la región IR media del espectro UV, la banda de absorción no es selectiva y se recrea mutuamente. El mayor desarrollo en esta área fue el método ozonométrico debido a la presencia de las bandas de absorción de Hartley Haggins ozono.

La capacidad de realizar mediciones espacialmente permitidas de lidar de ozono atmosférico se mostró por primera vez en 1977 (inext, etc.). Y, desde la segunda mitad de los años 80 del siglo pasado, la detección láser de la ozonefera ha adquirido un carácter regular en una serie de observatorio. Proporciona información sobre la distribución vertical de Ozono (VRO), complementando con éxito dicha información obtenida por el método de contacto utilizando ozoneozondas y cohetes, especialmente por encima de 30 km, donde los datos de los ozoneozonds se vuelven insuficientes.

En la estación Siberian Ladar, la observación de la ozonefera se realiza a partir de diciembre de 1988. Durante este período, la técnica LIDAR se mejoró constantemente, se desarrolló y mejoró el método de medición y procesamiento de datos, se creó el software para controlar el proceso de medición, los nuevos paquetes de los programas de procesamiento obtenidos.

Propósito del trabajo. Desarrollo basado en el método de absorción diferencial de los analizadores de gas para detectar y medir la concentración de MG y determinar su distribución espacial-temporal en la atmósfera.

Las siguientes tareas se realizaron durante el trabajo;

Desarrollo de un analizador de gas acústico óptico para el análisis de gas local y un estudio con la ayuda de una distribución espacial de hidrocarburos y otros MG;

Desarrollo y creación de analizadores de gas láser de sendero para el estudio de la composición de gases de la atmósfera;

Desarrollo de métodos para medir MGS en la atmósfera;

Pruebas en el hogar de los dispositivos desarrollados basados \u200b\u200ben los métodos de medición desarrollados;

Estudio de la dinámica temporal del MGS en el medio ambiente y expuesto a las regiones de carga antropogénicas significativas del país;

Creando un canal de detección de canal de la distribución vertical de ozono (VRO) en la estratosfera (sobre la base del espejo receptor 0 0,5 m) CJIC;

Control del estado de la ozonefera en modo de medición de rutina; - Inversión de la climatología de la ozonefera, la evaluación de las tendencias de ozono estratosférico.

La defensa tiene lugar:

1. El analizador de gas óptico-acústico láser desarrollado "LAG-1", que permite que el método del método creado para medir por separado las concentraciones de metano y hidrocarburos más pesados \u200b\u200ben mezclas de aire de gas natural y asociado con cualquier relación del componente en el mezcla.

2. Análisis de gas láser desarrollado de la serie TAL, en el rango promedio de espectro IR, lo que le permite medir rápidamente las concentraciones de más de 12 gases en el nivel y debajo del MPC en las pistas de hasta 2 km de largo usando un espejo o retrorreflector topográfico.

3. creado por el autor de UV Ozone LiDAR basado en un láser de excimer hies1, que aseguró una detección de largo plazo ininterrumpida de la ozonefera sobre Tomsk en la estación Siberian Ladar en el rango de 13-45 km de altura, con una resolución vertical máxima de 100 m.

Novedad científica del trabajo.

Por primera vez, las longitudes de onda informativas de la longitud de onda de detección del MGC de la atmósfera son elegidos y experimentalmente.

Se crearon una serie de analizadores de gas de sendero móviles y estacionarios únicos sobre la base de láseres moleculares sintonizables con convertidores de frecuencia de radiación, lo que le permite llevar a cabo rápidamente un análisis multicomponente de la composición de gas de la atmósfera;

Los movimientos diarios de la concentración de MGC (como C2H4, NH3, H2O, CO2, CO, O3, N0, etc.) se llevaron a cabo en el medio ambiente y expuesto a cargas antropogénicas significativas de las regiones del país;

Las características climatológicas de la ozonefera sobre Tomsk se determinan sobre la base de mediciones regulares y a largo plazo de los perfiles de la distribución vertical del ozono;

Usando resultados de trabajo. Los datos obtenidos por análisis de gas se presentaron para el Comité Olímpico de la URSS en 19791980. En Moscú, así como en organizaciones ambientales G.G. Tomsk, Kemerovo, Sofía (NRB). Entraron en los informes finales del IOO SB RAS para varias subvenciones de RFBR, contratos, contratos y programas, como "Tor" (investigaciones de ozono torpospérico), "Sator" (estudios de ozono stratospérico y troposférico) y otros.

El valor práctico del trabajo es el siguiente:

Se desarrolló un analizador de gas óptico-acústico, lo que hace posible medir la concentración con alta precisión, como las sumas de los hidrocarburos del grupo de metano y el metano separado y los hidrocarburos más pesados \u200b\u200ben una mezcla de gases de gas natural y asociados. Con este analizador de gas, es posible buscar aceite y gas en halisters de gas de gases que pasan por alto la superficie de los hidrocarburos;

Los analizadores de gas de pista desarrollados pueden medir las concentraciones del MGC a nivel y debajo del MPC de una amplia lista de gases de contaminación prioritaria;

Un canal de detección de canal de la distribución vertical de la ozona CJIC en función del espejo receptor es de 0 0,5 m, lo que permite obtener perfiles confiables de VRO en el rango de 13-45 km con una resolución máxima de 100 m.

La precisión de los resultados del trabajo se garantiza: -El poderable aceptación de los datos experimentales obtenidos por los analizadores de gas desarrollados y los datos obtenidos al mismo tiempo por otros métodos, así como; datos; obtenido por otros autores en condiciones climáticas y ambientales similares;

Una buena coincidencia de los perfiles en la estratosfera medida por LiDAR, Base de datos de Ozonoozondov, así como mediciones satelitales dentro del error de los dispositivos utilizados | (quince %).

Contribución personal. El documento utiliza los resultados obtenidos por el autor personalmente o en la participación directa. Esta es la participación del autor en el desarrollo de ambos planes generales para la construcción de analizadores de gas y sus componentes y bloques ópticos y electrónicos individuales, ensamblaje y puesta en marcha. El desarrollo de técnicas de medición, prueba y expedición ^ y pruebas de campo de los analizadores de gas creados, también presentados en el trabajo, se llevaron a cabo con la participación directa del autor. Desde 1996, casi todas las observaciones sobre el estado de la ozonefera en CJIC pasaron con la participación activa del autor. Crearon un canal de detección de canal mejorado de la distribución vertical de la ozona CJIC sobre la base del láser XEN y el espejo receptor 0 0,5 m. El reanálisis del autor realizado por el VRO autorizado hizo posible determinar las características de la climatología de la ozonefera en Tomsk .

El proceso de desarrollo de analizadores de gases, sus pruebas de prueba, procesando los resultados obtenidos durante el trabajo de reenvío, muchos años de acumulación de una cantidad tan mayor de información empírica sobre VRO y su análisis no se pudieron implementar sin la participación activa de todo un equipo, sin que este trabajo de disertación no se llevaría a cabo. La tarea y el liderazgo científico en diferentes etapas fueron llevadas a cabo por CC. Ras Zuevov v.v. Y k.f-m.n. Khmelnitsky g.s. El desarrollo de los analizadores de gas y sus pruebas y pruebas de campo se llevaron a cabo junto con D.F-M.N. Andreyev yu.m., d.f-m.n. Gaiko P.P., Investigador Subin S.F. Las obras teóricas en la búsqueda de longitudes de onda informativas fueron hechas por un D.N. Miceter a.a., D.F-M.N Kataev M.YU., K.F-M.N. PTASHNIK I.V., K.F-M.N. Romanovsky O.A. Las medidas Ladar de VRO fueron llevadas a cabo conjuntamente por S.N. Nevzorov A.V., K.F-M.N. Burlakovov v.d. y d.f-m.n. Marichev, v.n., y procesando los datos que detectan junto con K.F-M.N. BONEARENKO CL. y d.f-m.n. Ylannikom a.v.

Aprobación del trabajo. Los principales resultados de la tesis obtenida por el autor se publicaron en 11 artículos en revistas científicas rusas revisadas por pares, informadas sobre: \u200b\u200bVI, VII y XI Simposios de All-Union en la sensación de láser y acústica (Tomsk, 1980, 1982, 1992); VI Simposio All-Union para la propagación de la radiación láser en la atmósfera (Tomsk 1881); XII Conferencia de toda la Unión sobre Ópticas coherentes y no lineales (Moscú, 1985); V Internacional cesa: Soy un seminario en Quantum Electronics. Láseres y su uso (NRB, Sunny Beach, 1988); 5 Asamblea Científica de la Asociación Internacional de Física Atmosférica y Meteorología (Equitación, Reino Unido, 1989); Simposio XI en el láser y la detección acústica (Tomsk, 1992); Y, III, IV y VI Simposios Interurbonanos "Ópticas de la Atmósfera y Océano" (Tomsk, 1995, 1996, 1997 y 1999); III Reunión Siberiana sobre Monitoreo Ecológico del Clima (Tomsk, 1999); I Reunión interregional "Ecología de los ríos siberianos y árticos" (Tomsk 1999); Vii simposio internacional sobre la óptica de la atmósfera y el océano (Tomsk 2000); VIII y IX Simposios internacionales para la óptica de la atmósfera y la física oceánica y atmosférica (Tomsk 2001 y 2002); 11 mediciones de radiación atmosférica (Atlanta, EE. UU. 2001); Grupo de trabajo IX "Siberia Aerosoles" (Tomsk 2002); 21 y 22 Conferencia Internacional Laser (Quebec, Canadá, 2002, Matera, Italia 2004); II Conferencia Internacional "Medio ambiente y ecología de Siberia, el Lejano Oriente y Ártico" (Tomsk 2003); Conferencia internacional sobre tecnologías ópticas para estudios de la atmósfera, el océano y el medio ambiente (Beijing, China 2004).

Estructura y alcance de la disertación. El trabajo de disertación consiste en la introducción, tres capítulos y conclusión. La cantidad de la disertación de 116 páginas, contiene 36 dibujos, 12 tablas. La lista de referencias utilizadas contiene 118 artículos.

Conclusión de la disertación. en "Dispositivos y métodos de física experimental"

Conclusión

En el curso del trabajo de disertación, el autor como parte del equipo se realizó de la siguiente manera:

Se desarrolló un analizador de gas óptico-acústico para el análisis local del gas, con su ayuda un estudio de la distribución espacial de los hidrocarburos (durante varias expediciones en el barco motor) en áreas donde se encuentran los depósitos de petróleo. El aumento medido en el contenido de los hidrocarburos en muestras de aire en el área de depósitos de petróleo confirmó la hipótesis sobre la presencia de halisoles de gas sobre los campos de hidrocarburos y las perspectivas para el uso de este analizador de gases para buscar depósitos de petróleo y gas;

Un complejo de analizadores de gas láser que operan en la región IR del espectro en el método de absorción diferencial y permitieron medir las concentraciones de más de 12 gases a nivel y debajo del MPC;

El método de medición de MGS en la atmósfera se elabora;

Se llevaron a cabo pruebas occidentales de los dispositivos desarrollados;

Experimentalmente, se hicieron un par de longitudes de onda informativas y conclusiones sobre su idoneidad a los efectos del análisis de gas en TIR;

Hay estudios de la dinámica del tiempo de los MG en respetuosos con el medio ambiente y expuestos a cargas antropogénicas significativas de las regiones del país;

Las mediciones comparativas se llevaron a cabo mediante las concentraciones de MGS desarrolladas por analizadores y dispositivos de gas láser que trabajan sobre la base de métodos estándar, que mostraron un buen acuerdo de los resultados obtenidos;

Se creó un canal de sondeo La distribución vertical de Ozono (VRO) en la estratosfera (basada en el espejo receptor 0 0,5 m) CJIC, que se proporciona durante un período de tiempo de varios años para obtener perfiles confiables VRO sobre Tomsk confirmado por consistente con los datos satelitales y ozono-visuales. Esto permitió estudios climatológicos y evaluar las tendencias del ozono estratosférico, que mostraba que en la estratosfera inferior en altitudes por debajo de 26 km. Los cambios introduccionales en las concentraciones de ozono se caracterizan por un resorte máximo y el mínimo en la caída, y en las alturas de más de 26 Km, los cambios máximos para el verano. A una altitud de 26 km, en el área de la cual hay una bendición, la ozonefera se divide en dos partes: en la parte inferior de su comportamiento se determina principalmente por procesos dinámicos, y en la parte superior - fotoquímica. Una consideración más detallada de los cambios de intra-costo, permite distinguir los siguientes puntos: a) a una altitud de 14 km, donde, aparentemente, se observa el efecto de las fluctuaciones de la altura de la tropopausia, no se observa un máximo localizado; b) En el rango de hasta 18 km inclusive, el máximo de las oscilaciones de temporada cae en febrero, y en el rango de 20-26 km, en marzo; El mayor cumplimiento de los cambios infantiles al movimiento anual de OSO se observa en el rango de alto voltaje de 20-24 km, especialmente a una altitud de 22 km. c) En todas las altitudes, las tendencias de la VRO fueron estadísticamente insignificantes. Al mismo tiempo, en la parte inferior de la ozonefera, se caracterizan por valores débiles negativos, y en el plano superior y superior. En el área de localización del ozono estratosférico, máximo 20 km), los valores de las tendencias negativas son pequeñas (-0.32% por año). Estos resultados son consistentes con una menor tendencia de SPO estadísticamente insignificante (0.01 + 0.026% por año) durante el mismo período de seis años.

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Capítulo 1. Método de espectroscopia óptica-acústica.

1.1. Analizador de gas acústico óptico láser "LAG-1"

CAPÍTULO 2. ANALIZADORES DE GAS DE PISTA DE ABSORCIÓN DIFERENCIAL

2.1. Método de absorción diferencial en pistas largas.

2.2. Análisis de rangos espectrales informativos para pruebas MGS MDP

2.3. Características de rendimiento de convertidores paramétricos.

2. 4. Elegir longitudes de onda informativas.

2. 5. Analizador de gas "Resonancia-3"

2. 5. 1. Bloque de registro

2. 6. Analizador de gas "Trawl".

2. 7. Analizadores de gas láser IR "Tral-3" y "Tral-ZM"

2. 8. Analizador de gas láser "Tral-4"

2. 8. 1 "Tral-4". Resultados de mediciones de campo.

2. 9. "Resonancia-3", "TUBLE". Resultados de mediciones naturales de la atmósfera de MGS.

Capítulo 3. Control láser remoto de la absorción diferencial de lidar de la ozonefera.

3.1 Métodos para reducir el rango dinámico de la señal LiDAR

3.2 Contabilidad para el factor del "pegado" de impulsos de uno-one-iteléctricos.

3.3 El canal de sondeo de la distribución vertical de ozono de ozono sobre la base del espejo 0 0,5 m.

3.4 Paquete de software "Atos"

3.5 Climatología y tendencias de ozono estratosférico sobre Tomsk para el período 19962003.

3.5.1. Variabilidad introductiva del ozono estratosférico.

3.5.2. Variabilidad entre la industria y tendencias de ozono estratosférico.

3.6 Comparación de los datos de Ladar y Satélite en los perfiles VRO 102 Conclusión 104 Literatura

Lista recomendada de disertaciones.

Atmósfera de detección láser usando la absorción molecular. 2012, doctor de ciencias físicas y matemáticas Romanovsky, Oleg Anatolyevich
Sonido remoto óptico de aerosol, temperatura y componentes básicos de gases pequeños de la atmósfera. 1998, Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas Marichev, Valery Nikolaevich
Estructura vertical-temporal de la capa de aerosol estratépero según los resultados del sondeo por láser. 2003, Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas Ylannikov, Andrey Vladimirovich
Modernización técnica de los canales de sondeo por láser de la estación Siberian Ladar. 2005, candidato de ciencias técnicas nevzorov, alexey viktorovich
Métodos matemáticos, algoritmos y soluciones de software a problemas de análisis de gases de absorción óptica. 2001, Doctor en Ciencias Técnicas Kataev, Mikhail Yuryevich

La disertación (parte del resumen del autor) en el tema "Analizadores de gas láser basados \u200b\u200ben el método de absorción diferencial"

La relevancia del problema. El problema más importante de la modernidad es la protección del medio ambiente. Bajo la influencia de diversos factores, el medio ambiente sufre cambios. Junto con diversos fenómenos naturales (erupciones volcánicas, incendios forestales, erosión del suelo, etc.) durante el impacto en el medio ambiente, la actividad humana es cada vez más importante. El rápido desarrollo de la industria, la energía, la agricultura y el transporte condujo a un impacto antropogénico creciente en el medio ambiente. Una serie de subproductos dañinos en forma de aerosoles, gases, residuos domésticos y aguas técnicas, productos derivados del petróleo, etc., lo que afecta negativamente a las condiciones biológicas de humanos y la biosfera en su conjunto en la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera .

En las áreas industrializadas de muchos países, el contenido de sustancias nocivas en la atmósfera a veces supera las normas máximas permitidas. Las principales fuentes de contaminación son: a) Potentes centrales térmicas que operan en combustible sólido, líquido o gaseoso. La generación de electricidad en las centrales térmicas que opera en el carbón implica la liberación de ceniza, anhídrido de azufre y óxidos de nitrógeno en la atmósfera. Las plantas de energía que trabajan en gas natural no se lanzan a la atmósfera de ceniza y anhídrido de azufre en la atmósfera, pero los óxidos de nitrógeno se distinguen en grandes cantidades. b) Empresas de metalurgia negra y no ferrosa. La fundición de acero está relacionada con la emisión de polvo, anhídrido de azufre y monóxido de carbono. c) Las empresas de la industria química que emiten significativamente menos en volumen por la cantidad de sustancias nocivas en comparación, por ejemplo, con empresas metalúrgicas, pero una amplia variedad de industrias químicas y su ubicación cercana a los asentamientos a menudo hacen que estas emisiones son las más peligrosas. Se sabe, por ejemplo, que las empresas de la industria química se lanzan a la atmósfera de más de 100 compuestos químicos particularmente dañinos, caracterizados por una alta toxicidad, a los que se instalan las concentraciones máximas permitidas (MPC). d) Un grave peligro para la salud y la vida de las personas es presentado por los automóviles sustancias nocivas incluidas en los gases de escape, que constituyen alrededor del 60% de todas las impurezas tóxicas que contaminan el aire de los centros industriales. La composición de los gases de escape de los vehículos incluye una amplia gama de sustancias tóxicas, cuya principal es monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos, sustancias carcinogénicas, incluyendo 3,4-benzapina, gases de azufre, que contienen plomo, cloro, bromo y a veces fósforo. .

Dado que se encontró que el ciclo de cloro puede desempeñar un papel importante en el balance general del ozono estratosférico, la atención de los investigadores atrae la posible acumulación de fluoroclororatos (freones), que requiere el control de su contenido, en la troposfera y especialmente en el Stratosfera, donde están involucrados en la interrupción de los planetas de la capa de ozono, el único escudo de todo vivo de la radiación ultravioleta rígida del sol. En la atmósfera, los freones se vienen directamente de los paquetes de aerosol y en caso de accidentes de refrigeración, aire acondicionado, etc.

Se acumula un problema grave en la atmósfera, los llamados gases de efecto invernadero: vapor de agua, dióxido de carbono, metano, etc. (que también se necesita), lo que lleva a un aumento en la temperatura ambiente y el cambio climático. Por lo tanto, el contenido de metano en la atmósfera crece bastante rápido, desde el comienzo del período industrial, aumentó en aproximadamente un 150%, mientras que el contenido de dióxido de carbono aumentó en solo el 30% (en ambos gases, la tasa de crecimiento de la concentración fue bastante pequeña hasta la segunda mitad del siglo XX y aumentó significativamente en las últimas décadas).

Las consecuencias de este proceso pueden ser desastrosas para nuestro planeta.

Casi todos los componentes de gases de la atmósfera de la tierra, además de nitrógeno, oxígeno y argón, es habitual pertenecer al llamado componente de gas pequeño (MGS). El porcentaje de la atmósfera MGS no es suficiente, pero el crecimiento de su contenido debido al factor antropogénico tiene un impacto significativo en muchos procesos que ocurren en la atmósfera.

Bajo la acción de una atmósfera contaminada, se produce un cambio de microclima; La destrucción acelerada de estructuras de metal y concreto reforzado (anualmente de corrosión se pierde millones de toneladas de metal y otros materiales, la tasa de corrosión de metales en las zonas rurales es de 4 a 5 veces más baja que en industrial); riego del suelo; Envenenamiento y muerte de vegetación, animales y aves; Destrucción química de edificios y estructuras, monumentos arquitectónicos y arte.

Una gran nomenclatura, una gran cantidad de contaminantes emitidos en la atmósfera, la complejidad de los procesos fisicoquímicos que se producen en la naturaleza, entendiendo insuficientemente el grado de influencia de una sustancia en el medio ambiente, no permita dar una estimación precisa del daño causado por el Medio ambiente del medio ambiente. Para desarrollar conclusiones científicas y predecir cambios en el estado de la atmósfera de la Tierra en regiones separadas y una escala global, se necesitan mediciones regulares de la concentración de sus componentes de gas de los dispositivos existentes y el desarrollo de nuevos métodos y medios de observación.

Cuestión de la pregunta. Actualmente, se utiliza una amplia variedad de métodos para controlar la atmósfera:

Además de un gran grupo de métodos químicos de análisis de gas, en la práctica de los analizadores de gas utilizados en la práctica de la conductividad térmica de diversos gases y vapores, dependiendo de su concentración, o medir la cantidad de calor en proporcional a la cantidad de la componente analizado liberado (absorbiendo) como resultado de una determinada reacción química en los analizadores térmicos;

El grupo relacionado con eléctrico, incluye: ionización, electroquímica y electroconducométrica (la conductividad eléctrica específica de los electrolitos se mide, dependiendo de la concentración del componente en estudio);

En los analizadores de gas cromatográfico, la capacidad de los componentes de gas individuales es sorbedora y desorbida por un sorbido sólido o líquido;

En los analizadores de gases espectrales en masa, existe una separación temporal y espacial en grupos de diferentes en peso de iones (se lleva a cabo una ionización preliminar de átomos neutros y moléculas) contenida en la muestra, y la corriente de iones se mide, formada por el total. Carga de partículas de la misma masa y caracterizando su contenido relativo;

En los analizadores de gas ópticos, se usa la dependencia de las propiedades ópticas de la mezcla de gas en estudio (densidad óptica, radiación y absorción, índice de refracción) de su concentración. La óptica incluye la absorción, espectrofotométrica, fotocolorimétrica, fluorescente, oleómetra y otros. .

Como regla general, todos los métodos enumerados requieren un muestreo, lo que hace errores adicionales en el valor medible. Casi algunos de los métodos ópticos permiten mediciones remotas, obtienen información rápidamente sobre el contenido integral y local del componente medido, mapeo de contaminantes. La apariencia del láser dio un impulso al desarrollo adicional de los métodos ópticos. Las capacidades únicas de los láseres permitieron métodos utilizando radiación con láser, tomar un lugar especial entre los métodos ópticos y otros métodos de análisis de gas.

Los métodos láser son inherentes: la sensibilidad de alta concentración (como regla general, las mediciones se llevan a cabo a nivel y por debajo de las concentraciones de fondo), la eficiencia (el tiempo requerido para la medición es a veces menos que para otros métodos), la lejanidad (la capacidad de recibir Información de objetos de las distancias de cientos de cientos, miles e incluso decenas de miles de metros del sistema de medición), alta (hasta docenas de metros) resolución temporal espacial. Los analizadores de gas láser utilizados para el monitoreo utilizan tales interacciones de radiación óptica con el medio en estudio, como: absorción resonante, dispersión y fluorescencia de combinación. La absorción de resonantes tiene la mayor sección transversal de la interacción. Esto provoca la alta sensibilidad de los analizadores de gas láser que funcionan de acuerdo con el método \\ / absorción diferencial. Por primera vez en 1964, este método fue propuesto por una cuenta para medir perfiles de humedad de gran altitud. Desde entonces, en la práctica, se implementaron las mediciones de lidar y seguimiento de Ozono (estudiante, etc. Japón, Universidad de Jami), SO2 (Subvención y otros Estados Unidos) y algunos otros MG. Con el desarrollo de la tecnología láser en nuestro país y en el extranjero comenzó a desarrollar óptica - acústica (para el análisis de gas local) y pistas (dando valores integrales de las concentraciones del gas bajo estudio) analizadores láser, así como los lidars (lidar- Abreviatura de palabras en inglés Detección de luz y rango), dando información con la resolución espacial para estudiar la concentración de MGS en la atmósfera. Pero para el período del comienzo del trabajo en la disertación, con excepciones raras, todos ellos se calcularon sobre la medición de uno, el máximo de dos componentes de gas, o fueron diseños de laboratorio, mientras que el monitoreo ambiental requiere un análisis de gas multicomponente a carreteras suficientemente extendidas ( A lo largo de las autopistas de la ciudad, territorio grandes empresas industriales).

Las siguientes tareas se realizaron durante el trabajo;

Desarrollo de un analizador de gas acústico óptico para el análisis de gas local y un estudio con la ayuda de una distribución espacial de hidrocarburos y otros MG;

Desarrollo y creación de analizadores de gas láser de sendero para el estudio de la composición de gases de la atmósfera;

Desarrollo de métodos para medir MGS en la atmósfera;

Pruebas en el hogar de los dispositivos desarrollados basados \u200b\u200ben los métodos de medición desarrollados;

Estudio de la dinámica temporal del MGS en el medio ambiente y expuesto a las regiones de carga antropogénicas significativas del país;

Creando un canal de detección de canal de la distribución vertical de ozono (VRO) en la estratosfera (sobre la base del espejo receptor 0 0,5 m) CJIC;

Control del estado de la ozonefera en modo de medición de rutina; - Inversión de la climatología de la ozonefera, la evaluación de las tendencias de ozono estratosférico.

La defensa tiene lugar:

Novedad científica del trabajo.

Por primera vez, las longitudes de onda informativas de la longitud de onda de detección del MGC de la atmósfera son elegidos y experimentalmente.

Las características climatológicas de la ozonefera sobre Tomsk se determinan sobre la base de mediciones regulares y a largo plazo de los perfiles de la distribución vertical del ozono;

El valor práctico del trabajo es el siguiente:

Los analizadores de gas de pista desarrollados pueden medir las concentraciones del MGC a nivel y debajo del MPC de una amplia lista de gases de contaminación prioritaria;

La precisión de los resultados del trabajo se garantiza: -El poderable aceptación de los datos experimentales obtenidos por los analizadores de gas desarrollados y los datos obtenidos al mismo tiempo por otros métodos, así como; datos; obtenido por otros autores en condiciones climáticas y ambientales similares;

Contribución personal. El documento utiliza los resultados obtenidos por el autor personalmente o en la participación directa. Esta es la participación del autor en el desarrollo de ambos planes generales para la construcción de analizadores de gas y sus componentes y bloques ópticos y electrónicos individuales, ensamblaje y puesta en marcha. El desarrollo de técnicas de medición, prueba y expedición ^ y pruebas de campo de los analizadores de gas creados, también presentados en el trabajo, se llevaron a cabo con la participación directa del autor. Desde 1996, casi todas las observaciones sobre el estado de la ozonefera en CJIC pasaron con la participación activa del autor. Crearon un canal de detección de canal mejorado de la distribución vertical de la ozona CJIC sobre la base del láser XEN y el espejo receptor 0 0,5 m. El reanálisis del autor realizado por el VRO autorizado hizo posible determinar las características de la climatología de la ozonefera en Tomsk .

Aprobación del trabajo. Los principales resultados de la tesis obtenida por el autor se publicaron en 11 artículos en revistas científicas rusas revisadas por pares, informadas sobre: \u200b\u200bVI, VII y XI Simposios de All-Union en la sensación de láser y acústica (Tomsk, 1980, 1982, 1992); VI Simposio All-Union para la propagación de la radiación láser en la atmósfera (Tomsk 1881); XII Conferencia de toda la Unión sobre Ópticas coherentes y no lineales (Moscú, 1985); V Internacional cesa: Soy un seminario en Quantum Electronics. Láseres y su uso (NRB, Sunny Beach, 1988); 5 Asamblea Científica de la Asociación Internacional de Física Atmosférica y Meteorología (Equitación, Reino Unido, 1989); Simposio XI en el láser y la detección acústica (Tomsk, 1992); Y, III, IV y VI Simposios Interurbonanos "Ópticas de la Atmósfera y Océano" (Tomsk, 1995, 1996, 1997 y 1999); III Reunión Siberiana sobre Monitoreo Ecológico del Clima (Tomsk, 1999); I Reunión interregional "Ecología de los ríos siberianos y árticos" (Tomsk 1999); Vii simposio internacional sobre la óptica de la atmósfera y el océano (Tomsk 2000); VIII y IX Simposios internacionales para la óptica de la atmósfera y la física oceánica y atmosférica (Tomsk 2001 y 2002); 11 mediciones de radiación atmosférica (Atlanta, EE. UU. 2001); Grupo de trabajo IX "Siberia Aerosoles" (Tomsk 2002); 21 y 22 Conferencia Internacional Laser (Quebec, Canadá, 2002, Matera, Italia 2004); II Conferencia Internacional "Medio ambiente y ecología de Siberia, el Lejano Oriente y Ártico" (Tomsk 2003); Conferencia internacional sobre tecnologías ópticas para estudios de la atmósfera, el océano y el medio ambiente (Beijing, China 2004).

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Conclusión de la disertación. en el tema "Dispositivos y métodos de física experimental", Long, Sergey Ivanovich

Conclusión

En el curso del trabajo de disertación, el autor como parte del equipo se realizó de la siguiente manera:

El método de medición de MGS en la atmósfera se elabora;

Se llevaron a cabo pruebas occidentales de los dispositivos desarrollados;

Experimentalmente, se hicieron un par de longitudes de onda informativas y conclusiones sobre su idoneidad a los efectos del análisis de gas en TIR;

Hay estudios de la dinámica del tiempo de los MG en respetuosos con el medio ambiente y expuestos a cargas antropogénicas significativas de las regiones del país;

Referencias de investigación de tesis candidato de Ciencias Físicas y Matemáticas, Sergey Ivanovich, 2004