Выбор диапазонов спектра изучения.

При этом выбор более узкого спектрального интервала 3,5-4 мкм или 4,5-5 мкм, позволяет избежать влияние полос поглощения Н2О и СО2 с центрами соответственно 3,2 и 4,3 мкм.

Необходимо отметить, что тепловое излучение при земной температуре состоит из собственного излучения, обусловленного переходами между колебательными и вращательными энергическими излучениями от других нагретых источников. Для обнаружения объекта необходима разница в температуре между фоном и объектом, которая регистрируется приемниками.

2.6.5

где СR - радиационный контраст, безразмерная величина;

- радиационный выход энергии объекта;

- радиационный выход энергии фона;

разница лишь в единицах измерения

рис. 2.6.1. Радиационный контраст в диапазоне 8-14 мкм

в зависимости от разности температуры объекта и фона.

Значения , вычисленные при значениях окружающей температуры 300К и разности температур объекта и фона , для двух используемых окон прозрачности атмосферы:

рис. 2.6.2.Значение производной спектральной плотности потока излучения,

соответствующей закону Планка, по температуре фона, Тв.

Энергия ИК части спектра в сотни раз превышает энергию, излучаемую лесным пожаром в видимой части спектра. Так раскаленная поверхность древесины в видимом диапазоне спектра излучает всего 0,1%, а 99,9% приходится на инфракрасную часть. Остывающие угли излучают в видимом диапазоне около 0,002% энергии, а в ИК 99,998%, то есть практически всю энергию. Излучение дыма целиком расположена в ИК части спектра, поэтому для обнаружения, с искусственных спутников, лесных пожаров, используется инфракрасная аппаратура.

Оценка помехозащищенности космической Ик аппаратуры, предназначенной для обнаружения лесных пожаров, для простейшей амплитудной селекции приведена в статье Арцыбашева Е.С. и др. “Инфракрасная съемка лесных пожаров с высотных самолетов и искусственных спутников Земли”, результаты этой оценки приведены в таблице 2.6.1.

При расчетах степени черноты принимались равными: для кромки лесного пожара 0,3-0,4; внутри кольца 0,9-0,95; фона - 0,8. Внешний диаметр пожара 100м считался постоянным. Коэффициент запаса 4.

Таблица 2.6.1.

Расчеты показали, что использование ИК аппаратуры с многоэлементными приемниками лучистой энергии с числом площадок 30, при пороговом потоке 10-11 Вт х см-1 х Гц-1/2, позволит обеспечит высокое значение вероятности правильного обнаружения слабых и интенсивных лесных пожаров с космических высот.

Многоканальная ИК аппаратура способна на основе анализа спектрального состава излучения не только обнаруживать сам факт лесного пожара, но и в какой-то мере распознавать его фазу (возгорание, развитие и угасание).

Целесообразность применения ИК аппаратуры, устанавливаемой на носителях космического или авиационного типа в том, что эта аппаратура способна обнаруживать лесные пожары и устанавливать степень пожарной опасности. Она может работать в светлое время суток, по отражаемому солнечному свету и в темное время суток, по излучению теплового поля подстилающей поверхности.

Интересное по теме

Человек и биосфера
Уже сотни людей побывали в космосе и через иллюминаторы космических летательных аппаратов видели внешний облик нашей планеты. Но еще в начале века В. И. Вернадский сумел взглянуть на Землю с еще более далекого расстояния и силой могучего в ...

Экологические проблемы Кубани
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объем этого вмешательства, оно с ...