Мониторинг очагов возгорания на поверхности Земли

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Дополнительно к современным методам мониторинга температуры объектов, находящихся на поверхности Земли, предложен метод обнаружения очагов возгорания по повышенной концентрации молекул углекислого газа. В основу данного метода положены спектроскопические измерения. Проанализировано изменение потока излучения молекул углекислого газа на лазерных линиях (в области 10.6 и 9.4 мкм), которые попадают в окно прозрачности атмосферы. Это изменение определяется как увеличением концентрации молекул углекислого газа у поверхности Земли, которые выделяются в результате горения, так и повышенной температурой излучающих молекул. Проанализированы возможности предлагаемого метода.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. А. Жиляев

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: bmsmirnov@gmail.com
Россия, Москва

Б. М. Смирнов

Объединенный институт высоких температур РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bmsmirnov@gmail.com
Россия, Москва

Д. В. Терешонок

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: bmsmirnov@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Thermography. https://en.wikipedia.org/wiki/Ther-mography#Cameras
  2. Ring E.F., Ammer K. Infrared Thermal Imaging in Medicine // Physiol. Meas. 2012. V. 33. P. 33.
  3. Huang Yao, Rongjun Qin, Xiaoyu Chen. Unmanned Aerial Vehicle for Remote Sensing Applications – A Review // Remote Sens. 2019. V. 11. P. 1443.
  4. Fourier Transform Infrared Spectroscopy. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fourier_transform_infrared_spectroscopy
  5. Goody R.M. Atmospheric Radiation: Theoretical Basis. London: Oxford Univ. Press, 1964. 436 p.
  6. Goody R.M. Principles of Atmospheric Physics and Chemistry. London: Oxford Univ. Press, 1995. 336 p.
  7. Hudson R.D., Hudson J.W. The Military Applications of Remote Sensing by Infrared // Proc. IEEE. 1975. V. 63. P. 104.
  8. Smirnov B.M. Transport of Infrared Atmospheric Radiation. Berlin: de Gruyter, 2020. 250 p.
  9. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературные гидродинамические явления. М.: Наука, 1966. 688 с.
  10. Смирнов Б.М. Инфракрасное излучение в энергетике атмосферы // ТВТ. 2019. Т. 57. № 4. С. 609.
  11. Смирнов Б.М. Проблемы глобальной энергетики атмосферы // ТВТ. 2021. Т. 59. № 4. С. 589.
  12. Center for Astrophysics. https://www.cfa.harvard.edu/
  13. Hitran. https://hitran.iao.ru/
  14. Smirnov B.M., Zhilyaev D.A. Greenhouse Effect in the Standard Atmosphere // Foundations. 2021. V. 1. P. 184.
  15. U.S. Standard Atmosphere, 1976. Washington DC: Gov. Printing Office, 1976. 243 p.
  16. Krainov V.P., Reiss H.R., Smirnov B.M. Radiative Processes in Atomic Physics. N.Y.: Wiley, 1997. 309 p.
  17. Krainov V.P., Smirnov B.M. Attomic and Molecular Radiative Processes. Switzerland: Springer Nature, 2019. 273 p.
  18. Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров. М.: Наука, 1977. 320 с.
  19. Reif F. Statistical and Thermal Physics. Boston: McGrow Hill, 1965. 651 p.
  20. Barrett R.T. Investigation into Integrated Free-form and Precomputational Approaches for Aerostructural Optimization of Wind Turbine Blades. Master Sci. Thesis. Brigham Young University, 2018. 76 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Характер детектирования излучения с поверхности Земли: 1 – Земля; 2 – объект, источник излучения; 3 – детектор излучения.

Скачать (54KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Энергетические уровни и спектр для низких вибрационных состояний молекулы CO2, построенные на основе банка данных HITRAN [12, 13]: слева от стрелки указана длина волны в мкм, справа – коэффициент Эйнштейна в с–1.

Скачать (200KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Оптическая толщина стандартной атмосферы для направления, перпендикулярного поверхности Земли, в области прозрачности атмосферы для частот, включающих лазерный переход в лазере на углекислом газе с длиной волны вблизи 10.6 мкм.

Скачать (123KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Коэффициент поглощения стандартной атмосферы в области спектра в окрестности перехода CO2(010 → 000), где излучение молекул углекислого газа доминирует: 1 – коэффициент поглощения для стандартной атмосферы на высоте 1 км; 2 – коэффициент поглощения атмосферы, которую пронизывают струи продуктов подземного горения; 3 – коэффициент поглощения стандартной атмосферы за счет молекул воды.

Скачать (294KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Коэффициент поглощения атмосферы на высоте 1 км в узкой области спектра для лазерного излучательного перехода CO2(001 → 020), где излучение молекул углекислого газа доминирует: 1 – для стандартной атмосферы, 2 – для части атмосферы с температурой воздуха 302 К и концентрацией углекислого газа 1%; 3 – поглощение за счет молекул воды.

Скачать (193KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024