10.14489/td.2022.04.pp.056-060

2022, 04 апрель (April)

DOI: 10.14489/td.2022.04.pp.056-060

Асадов Х. Г., Чобанзаде И. Г.
ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ МЕТОД КАЛИБРОВКИ СОЛНЕЧНЫХ ФОТОМЕТРОВ
(с. 56-60)

Аннотация. Представлена разработка нового метода калибровки солнечных фотометров, в котором влияние нестабильности атмосферного аэрозоля почти полностью устраняется. Показано, что суммарная погрешность калибровки солнечных фотометров слагается из двух составляющих: погрешности, вызванной нестабильностью атмосферного аэрозоля, и погрешности геометрического построения диаграммы Ленгли. Первая из этих составляющих считается практически неустранимой существующими методами, а вторая может быть устранена с использованием предложенных вычислительных методов. Разработан экстремальный метод калибровки солнечных фотометров, позволяющий почти полностью устранить аэрозольную составляющую погрешности, возникающую при калибровке по классическому методу Ленгли.

Ключевые слова: калибровка, солнечный фотометр, погрешность, аэрозоль, атмосфера.

Asadov H. H., Chobanzade I. G.
EXTREME METHOD FOR SOLAR PHOTOMETERS CALIBRATION
(pp. 56-60)

Abstract. Solar photometers are currently one of the main meteorological instruments with which the optical thickness of atmospheric aerosol and the total amount of water vapor in the atmosphere can be measured. These devices are also functionally suitable for estimating the total amount of ozone in the atmosphere, which confirms the importance of solar photometers for meteorological science. At present, aerosol measurement networks based on such devices are being built everywhere. The most important condition for the normal functioning of a solar photometer is the accurate calibration of this device. The article is devoted to the development of a new method of calibration of solar photometers, in which the influence of atmospheric aerosol instability is almost completely eliminated. It is shown that the total calibration error of solar photometers consists of two components: (a) the error caused by the instability of atmospheric aerosol; (b) the error of the geometric construction of the Langley diagram. The first of these components is practically considered unrecoverable by existing methods, and the second can be eliminated using previously proposed computational methods. The developed extreme method of calibration of solar photometers eliminates the need to construct a Langley diagram for several hours, during which the atmospheric aerosol, due to its variability, introduces a significant error in the calibration result. Thus, the main drawback of the classical Langley method is eliminated. The effect of increasing the accuracy of calibration is achieved by forming an additional informative indicator and further investigation of the extremum of this newly introduced indicator. Quantitative indicators of the achieved effect of increasing accuracy are given. As an example, it is shown that despite some high duration of implementation of the proposed method, it becomes possible to eliminate the aerosol error of 2.74 % that occurs when the optical thickness of the atmosphere is less than 0.1, and when this indicator is unstable by 10 percent during the implementation of the Langley method. The functional optical scheme of the device and the algorithm for implementing the proposed calibration method are given.

Keywords: calibration, solar photometer, error, aerosol, atmosphere.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Х. Г. Асадов, И. Г. Чобанзаде (Национальное аэрокосмическое агентство, Баку, Азербайджанская Республика) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

H. H. Asadov, I. G. Chobanzade (National Aerospace Agency, Baku, Republic of Azerbaijan) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Holben B. N., Eck T. F., Slutsker I. et al. AERONET – a federate instrument network and data archive for aerosol characterization // Remote Sensing of Environment. 1998. V. 66, No. 1. P. 1 – 16. URL: https://doi.org/10.1016/S0034-4257(98)00031-5
2. Che H., Zhang X. Y., Xia X., Shi G. Ground-based aerosol climatology of China: aerosol optical depths from the China aerosol remote sensing network (CARSNET) 2002-2013 // Atmospheric Chemistry and Physic. 2015. V. 15, No. 8. P. 7619 – 7652.
3. Sioris C. E., Abboud I., Fioletov V. E., McLinden C. A. AEROCAN, the Canadian sub-network of AERONET: Aerosol monitoring and air quality applications // Atmospheric Environment. 2017. V. 167. P. 444 – 457.
4. Forgan B. W. General method for calibrating Sun photometers // Applied Optics. 1994. Vl. 33, No. 21. P. 4841 – 4648.
5. Schmid B., Whrli C. Comparison of Sun photometer calibration by use of the Langley technique and the standart lamp // Applied Optics. 1995. V. 34, No. 21. P. 4500.
6. Slusser J. R., Adler-Golden S. M. Comparison of Plotting methods for solar radiometer calibration // Notes and Correspondence. 2007. V. 24, No. 5. P. 935 – 940.
7. Toledano C., Gonzalez R., Fuertes D. et al. Assessment of Sun photometer Langley calibration at the high – elevation sites Mauna Loa and Izana // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2018. V. 18. Is. 19. P. 1455 – 1467. URL: https://doi.org/10.5194/acp-2018-430
8. Asadov H. H., Chobanzadeh I. G. New method for calibration of Sun photometers // Chinese Optics Letters. 2009. V. 7, Is. 9. P. 760.
9. Абдулов Р. Н., Абдуллаев Н. А., Эминов Р. А., Асадов Х. Г. Метод двухволновой калибровки солнечных фотометров при двух оптических воздушных массах // Контроль. Диагностика. 2017. № 1. С. 40 – 43. DOI 10.14489/td.2017.01.pp.040-043.
10. Фатуллаев А., Тахмазли М. Солнечные фотометры. Усовершенствование метода калибровки Ленгли // Фотоника. 2014. № 2. С. 62 – 66.

Eng

1. Holben B. N., Eck T. F., Slutsker I. et al. (1998). AERONET – a federate instrument network and data archive for aerosol characterization. Remote Sensing of Environment, Vol. 66, (1), pp. 1 – 16. Available at: https://doi.org/10.1016/S0034-4257(98)00031-5
2. Che H., Zhang X. Y., Xia X., Shi G. (2015). Ground-based aerosol climatology of China: aerosol optical depths from the China aerosol remote sensing network (CARSNET) 2002-2013. Atmospheric Chemistry and Physic, Vol. 15, (8), pp. 7619 – 7652.
3. Sioris C. E., Abboud I., Fioletov V. E., McLinden C. A. (2017). AEROCAN, the Canadian sub-network of AERONET: Aerosol monitoring and air quality applications.Atmospheric Environment, Vol. 167, pp. 444 – 457.
4. Forgan B. W. (1994). General method for calibrating Sun photometers. Applied Optics, Vol. 33, 21, pp. 4841 – 4648.
5. Schmid B., Whrli C. (1995). Comparison of Sun photometer calibration by use of the Langley technique and the standart lamp. Applied Optics, Vol. 34, 21.
6. Slusser J. R., Adler-Golden S. M. (2007). Comparison of Plotting methods for solar radiometer calibration. Notes and Correspondence, Vol. 24, (5), pp. 935 – 940.
7. Toledano C., Gonzalez R., Fuertes D. et al. (2018). Assessment of Sun photometer Langley calibration at the high – elevation sites Mauna Loa and Izana. Atmospheric Chemistry and Physics Discuss, Vol. 18, 19, pp. 1455 – 1467. Available at: https://doi.org/10.5194/acp-2018-430
8. Asadov H. H., Chobanzadeh I. G. (2009). New method for calibration of Sun photometers. Chinese Optics Letters, Vol. 7, (9).
9. Abdulov R. N., Abdullaev N. A., Eminov R. A., Asadov H. G. (2017). Method for two-wave calibration of solar photometers with two optical air masses. Kontrol'. Diagnostika, (1), pp. 40 – 43. [in Russian language] DOI 10.14489/td.2017.01.pp.040-043.
10. Fatullaev A., Tahmazli M. (2014). Solar photometers. Improvement of the Langley Calibration Method. Fotonika, (2), pp. 62 – 66. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/td.2022.04.pp.056-060

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/td.2022.04.pp.056-060

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

Please specify the article DOI in the order comments.