Teledetekcyjne badanie optycznych własności aerozoli atmosferycznych

Niniejsza praca dotyczy zdalnego badania własności optycznych aerozoli atmosferycznych. Opisane badania obejmują metody teledetekcji pasywnej i aktywnej. Polegają one na analizie promieniowania elektromagnetycznego pochodzącego odpowiednio ze źródeł naturalnych (Słońce) i sztucznych (lasery). W pierwszej części pracy przedstawiono charakterystykę aerozoli. Opisano podstawową funkcję charakteryzująca je, t. j. rozkład wielkości i wynikające z niej inne parametry. Przedstawiony jest także podział aerozoli ze względu na obszary źródłowe. Rozdział ten zawiera również, opis mechanizmów oddziaływania światła z cząstkami aerozoli. Kolejny rozdział poświęcony jest metodom teledetekcji stosowanym przez autora dysertacji. Przedstawiono tu podstawy pomiarów pasywnych (za pomocą fotometrów słonecznych) i aktywnych (za pomocą lidarów aerozolowych). Sporo uwagi poświęcono także metodom analizy sygnałów lidarowych. Opisano źródła i charakterystykę zakłóceń i szumu, oraz sposoby usuwania ich z sygnałów. Ostatnia część dysertacji poświęcona jest zastosowaniu tych metod w eksperymentach polowych. Zamieszczono opis oryginalnej konstrukcji wieloczęstotliwościowego lidaru mikroimpulsowego. Przedstawiono rezultaty kampanii pomiarowych realizowanych w latach 2006 - 2010 na Oceanie Atlantyckim, w Antarktyce, na Morzu Bałtyckim i Podkarpaciu. Rozdział ten zawiera również wyniki z obserwacji pyłu wulkanicznego nad Warszawą.

This work concerns the remote study of the optical properties of atmospheric aerosols. Described studies include methods of passive and active remote sensing. They comprise the analysis of electromagnetic radiation from natural (the sun) and artificial (laser) sources. In the first part of this paper the characterization of aerosols is presented. The basic functions characterizing aerosols are depicted, i.e. the size distribution and the consequent other parameters. The division of aerosols due to the source areas is also discussed. This chapter also includes a description of the mechanisms of interaction of light with aerosols particles. The next chapter is devoted to remote sensing methods used by the author of the dissertation. The basics of passive (using sun photometer) and active (using lidar) measurements are presented here. Much attention is also paid to lidar signal analysis methods. The sources and characteristics of noise, and methods how to remove it from signals are described. The last part of the dissertation is devoted to the use of these methods in the field of experiments. A description of the construction of original multiwavelength micropuse lidar is presented. In this part the results of measurement campaigns carried out in the years 2006 - 2010 in the Atlantic Ocean, the Antarctic, the Baltic Sea and the Carpathian mountains are decribed. This chapter also includes the results of observations of the volcanic ash over Warsaw.