Страница 150 из 161
Подобные лазерные системы стали применяться в топографических измерениях, для прокладки дренажных труб и выравнивания их наклона, труб, используемых в сельском хозяйстве для орошений. Такие лазеры также используются при прокладке дорог. С их помощью направляются тяжелые машины, подготавливающие грунт и укладывающие покрытие дороги. Точность при ручном контроле не превышает 2 см, а при автоматическом контроле может быть доведена до 5 мм. �скривления могут быть аккуратно проконтролированы по вертикали и по горизонтали.
Атмосфера
Лазеры позволяют изучать атмосферу. Устройство, используемое для этого, называется лидаром. В лидаре, также как и в радаре, регистрируется и измеряется свет, рассеянный в обратном направлении молекулами или частицами (аэрозолями, каплями воды и др.) в атмосфере. В простейшей системе регистрируется свет, пришедший обратно, и по нему идентифицируется наличие в атмосфере водяных капель, облаков, частиц дыма и др. Таким способом можно получить профили изменения концентраций по высоте, а также изменения их во времени. При использовании лидара, работающего на двух разных длинах волн, можно также обнаружить и измерить концентрацию определенного газа. Одна длина волны подбирается для полосы поглощения этого газа, а другая располагается в области прозрачности. Разумеется, в этом случае возвращенные сигналы будут различными (непоглощенный сигнал будет сильнее). По разности сигналов можно обнаружить искомый газ и измерить его концентрацию. Такие лидары называются DIAL (лидар с разностным поглощением). Они были установлены в некоторых городах для измерения загрязняющих примесей, таких, как пестициды, дым (смог), и газов SO2, O3, NO2, NO, выбрасываемых в атмосферу промышленными предприятиями.
Загрязнение атмосферы городов имеет типичные источники. �ми обычно являются выхлопные газы, а также выбросы предприятий и результат сжигания отходов. Контроль и идентификация всех этих загрязнений необходимо для понимания их происхождения и для принятия мер по их уменьшению.
Р’ Европе были проведены мероприятия РїРѕ измерению РіРѕСЂРѕРґСЃРєРёС… загрязнений. Р’ Лионе (Франция) лидар типа DIAL был установлен вблизи кафедрального СЃРѕР±РѕСЂР° для измерений NO, выделяемого автомобильным движением РІ центре РіРѕСЂРѕРґР°. Наибольшая концентрация была обнаружена РІ старой части РіРѕСЂРѕРґР°, РіРґРµ движение медленней, Р° вентиляция улиц затруднена. Рти результаты указали, что РІ этой части РіРѕСЂРѕРґР° следует установить пешеходную Р·РѕРЅСѓ. Р’ Штутгарте (Германия), который окружен несколькими холмами, РїСЂРё некоторых условиях наблюдается скапливание РІРѕР·РґСѓС…Р°, загрязненного автомобильным движением (главным образом РІ результате NO), РЅР° высоте 450 Рј. Р’ Берлине выбросы SO2 оказались сильнее РІ восточной части РіРѕСЂРѕРґР° РёР·-Р·Р° РЅРёР·РєРѕРіРѕ качества угля, который используется для отопления, Р° РІ районе Александрплатц концентрация оказалась ниже, поскольку ее сдувает СЋРіРѕ-восточный ветер. Концентрация SO2 является существенной причиной кислотных дождей. РћРЅР° появляется РїСЂРё СЃРјРѕРіРµ, РІ результате обогрева РґРѕРјРѕРІ, выбросами автомобилей Рё тепловых электростанций. Рто было измерено РІ Лейпциге. Было показано, что главная проблема автомобили Рё обогрев РґРѕРјРѕРІ.
Такие измерения показали, что топографические и метеорологические условия часто играют более важную роль, чем интенсивность выделения загрязнений: в узких улицах с медленным движением загрязнение сильнее, чем в широких, проветриваемых магистралях даже с интенсивным движением.
Летом 1994 г. в Афинах Европейским Сообществом была проведена кампания для выявления фотохимических и метеорологических процессов, которые ответственны за летние туманы в этой области. Была установлена существенная роль химических реакций между NO, образующимся при автомобильном движении, и NO2 и озоном.
Важным применением лидаров является измерение концентрации РѕР·РѕРЅР° (O3) РІ стратосфере над Антарктикой Рё Арктикой. Знание концентрации Рё распределения РѕР·РѕРЅР° РІ атмосфере имеет важное значение как для проблемы загрязнений, так Рё для химических процессов РІ тропосфере. Концентрация РѕР·РѕРЅР° влияет РЅР° климат РёР·-Р·Р° экранирования ультрафиолетового солнечного излучения Рё термических Рё химических равновесий РІ стратосфере. Дело РІ том, что РѕР·РѕРЅ, присутствующий РІ верхних слоях атмосферы, поглощает солнечное ультрафиолетовое излучение, которое имеет вредное биологическое действие, тем самым слой РѕР·РѕРЅР° защищает поверхность Земли РѕС‚ чрезмерного воздействия вредного ультрафиолета. Хорошо известно, что РІ течение последних нескольких лет наблюдалось постоянное уменьшение толщины РѕР·РѕРЅРѕРІРѕРіРѕ слоя над полюсами (С‚.РЅ. озоновая дыра). Рта дыра получается РІ результате химических реакций СЃ некоторыми летучими продуктами, связанными СЃ индустрией (например, газ фреон, используемый РІ холодильниках, или РІ аэрозольных баллончиках). Вертикальное распределение РѕР·РѕРЅР°, которое определяет развитие дыры РІ пространстве Рё РІРѕ времени, было измерено СЃ помощью лидаров.