 |
| Вернуться к оглавлению |
 Вернуться к
предыдущей главе |
Перейти к следующей главе |
| 5. АТМОСФЕРНОЕ КАЧЕСТВО АСТРОНОМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ |
|
Важнейшей характеристикой астроклиматических условий является также
атмосферное качество астрономических изображений. Турбулентные движения
приводят к неоднородностям в распределении характеристик атмосферы, которые
в результате вызывают флуктуации показателя преломления на пути
распространения
световой волны. Эти флуктуации приводят к размыванию изображения точки,
снижая разрешающую способность телескопа, а также снижают проницающую
способность телескопа (т.е. возможность наблюдения предельно слабых
объектов). Так типичное разрешение наземных телескопов не превышает 1-2
секунд, тогда как теоретический предел разрешения (D/l) для 6-м телескопа
примерно равен 0.02 - потеря в 100 раз по проницающей способности и в 10000
(10 звездных величин) по проницающей.
Какие же параметры используются для описания оптичексих свойств атмосферной турбулентности? Оказывается, интегральные свойства атм. оптики можно описать с помощью одного единственного параметра. В качестве такого параметра могут использоваться несколько величин: FWHM - полная ширина изображения точки по половинному уровню, диаметр изображения точки, в котором содержится определенное количество энергии (0.5 или 0.8), параметр Фрида. Параметр Фрида представляет собой диаметр такого телескопа, дисперсия атмосферного набега фазы световой волны на котором равна 1 (это соответствует отклонению волнового фронта точечного источника от плоскости примерно на l). Телескоп такого диаметра дает изображение с дифракционным разрешением. Все параметры корреляционно связаны, однако точные редукции между ними возможны только в предположении конкретной модели атмосферы и сравнение данных по атмосферному замытию, полученному с применению различных параметров затруднено. В предположении модели атмосферы Колмогорова, FWHM=0.987*... . Основные методы измерения атмосферного качества включают в себя:
медианное качество изображений
Кроме интегрального показателя качества, для анализа астроклиматических условий важно также знать вклад различных атмосферных слоев. Основной величиной, которая описывает эти зависимости является структурная функция показателя преломления и, тесно с ней связанная, структурная функция температуры, которая равна Сr2/3. На рисунке 2 представлено схематичное разделение атмосферных слоев, которые дают существенно различный вклад в атмосферное разрешение. Свойства самого нижнего слоя (приповерхностный слой, 1-10м) определяются главным образом свойствами поверхности. Турбулентность в этом слое вызвана главным образом приповерхностным ветром. C_N~z-2/3, но при этом наблюдаются большие вариации от места к месту. Методы исследования - измерение микротемпературных флуктуаций в приповерхностном слое (метеорологические вышки). Пограничный слой (до 1км), в котором ощущается влияние поверхности, но турбулентность вызвана в основном нагревом днем - охлаждением ночью (конвекцией). C_N~z-4/3 C_N~z-2/3 при стабильных условиях. Однако С меняется немонотонно. Присутствует по крайней мере два слоя с максимальными значениями на низкой высоте и вблизи точки инверсии температуры. Также наблюдается переменность. Методы исследования - акустическое зондирование, баллоны. Свободная атмосфера C_N~z-2/3 максимум вблизи тропопаузы. Состоит из множества слоев в 10 раз больше чем между слоями. Методы исследования - баллоны, радарные исследования и изучение мерцаний звезд.  Рисунок 2 |
|
| Вернуться к оглавлению |
| Вернуться к
предыдущей главе |
Перейти к следующей главе |