بخشی از مقاله
چکیده - ذرات موجود در جو، بویژه هواویزها و ابرها از اهمیت بالایی در مطالعات جو و آلودگیهای جوی برخوردارند. اینگونه ذرات با پراکندگی نور اثرات مهمی در نرخ تابشی جو و سلامت انسانها دارند. واقطبش یکی از اثرات این ذرات به هنگام پراکندگی نور است. با اندازهگیری واقطبش ذرات میتوان در مورد شکل آنان اطلاعات مهمی بدست آورد. در این مقاله به درجهبندی و یک نمونه از داده-برداریهای لیدار قطبشی ساخته شده در دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان اشاره شده است. دادههای اندازهگیری شده نشان میدهند که لیدار قطبشی از قابلیتهای فراوانی در اندازهگیری مولفههای جوی برخوردارند.
مقدمه
سنجش از دور خواص اپتیکی جو با استفاده از لیزر به عنوان لیدار شناخته میشود. از لیدار در آشکارسازی و مطالعه آلودگیهای شهری، غبار، ابرها و بسیاری موارد دیگر استفاده میشود.1 در لیدارهای مختلف از فرآیندهای اپتیکی مختلفی جهت مطالعه پارامترهای جوی استفاده میشود. پراکندگی می، رایلی، رامان، فلوئورسان و پدیدههایی مانند پهنشدگی دوپلری و واقطبش تعدادی از این فرآیندها هستند.2 مورد آخر یعنی واقطبش عبارت است از تغییر قطبش نور به هنگام پراکندگی. مطالعات نظری و عملی بسیاری3 در زمینه نحوه ارتباط ضریب واقطبش با ذرات پراکننده صورت گرفته و مشخص شده است که یکی از مهمترین پارامترها در تعیین میزان واقطبش، شکل ذرات پراکننده است.
در لیدار قطبشی، نور لیزر با قطبش مشخص - معمولا خطی - به جو ارسال میشود. با استفاده از چیدمان اپتیکی مناسب، نور پس پراکنده شده جمع-آوری شده و تغییر قطبش حاصل از پراکندگی به عنوان معیاری از واقطبش اندازهگیری میشود.2 در حالتی که قطبش ارسالی خطی باشد، نور پس پراکنده شده با استفاده از یک باریکهشکن قطبنده، به دو باریکه با قطبش موازی و عمود بر جهت قطبش ارسالی تفکیک میشود.
برای کالیبراسیون سیستم و تعیین ضریب G ابتدا سیگنال dcی مربوط به تابش زمینه را توسط دو کانال ثبت میکنیم. برای اطمینان از غیر قطبیده بودن این تابش، از یک لایه پخشکننده - - Diffuser استفاده می-کنیم. در این حالت انتظار میرود که شدتهای مساوی وارد آشکارسازها شوند. ولی سیگنالی که در این مرحله ثبت میشود، شامل جریان تاریک مربوط به خود آشکارسازها نیز است. بنابراین باید جریان تاریک مربوط به هر آشکارساز را نیز ثبت کرده و از این سیگنالها کم کنیم. بدین منظور دریچه تلسکوپ را کاملا پوشانده و از ثابت بودن ضریب G است. مقدار ضریب G برابر با 0/25 بدست آمده است.
در ادامه نمونهای از دادهبرداری مربوط به ضریب واقطبش با لیدار دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان را آوردهایم. یکی از موارد مطالعه مهم در زمینه لیدار قطبشی، مطالعه ابرهای یخی موسوم به ابر سیروس است. ارتفاع این ابرها در عرضهای جغرافیایی مختلف متغیر است. مطالعات نشان میدهند که ارتفاع اینگونه ابرها بین 4 تا 15 کیلومتر است. در شکل - - 3 نمودار سری زمانی مربوط به 25 اکتبر 2010 را آوردهایم. وجود ابرهای سیروس در ارتفاع 5 الی 8 کیلومتر از سطح زمین قابل مشاهده است.
