ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2026. №1
Текст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.1.10
УДК: 535.23
Численное моделирование распространения
импульсов лазерного излучения
в тонких облачных слоях
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, физический факультет,
119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, строение 22Институт радиотехники и электроники В.А. Котельникова РАН,
125009, Москва, ул. Моховая 11, корп.7
Статья поступила в редакцию 6 ноября 2025 г.
Аннотация. В этой статье исследуются характеристики распространения лазерных импульсов в тонких слоях облаков с использованием методов численного моделирования. Исследование в первую очередь сосредоточено на влиянии микрофизических свойств облаков на поляризацию и передачу лазерных импульсов во время дистанционного зондирования атмосферы. Мы используем двойной подход, включающий как прямое численное решение уравнения переноса излучения, так и моделирование Монте-Карло, изучая сценарии с учетом и без учета эффектов поляризации. Наши результаты раскрывают важные сведения о том, как лазерные импульсы взаимодействуют с облачными слоями, что дает ценные выводы для улучшения методов зондирования атмосферы и дистанционной навигации. Исследование изучает возможность зондирования облачных слоев с помощью горизонтального лазерного зондирования с самолета, оценивая влияние толщины облаков и рассеивающих свойств на поведение как поляризованного, так и неполяризованного света. Кроме того, исследование подчеркивает важность анализа поляризации в структурировании диффузного поля внутри облаков, что потенциально приводит к разработке новых атмосферных моделей на основе наблюдаемых характеристик распространения. Исследование способствует лучшему пониманию динамики атмосферы и поддерживает развитие методов мониторинга окружающей среды и физики атмосферы.
Ключевые слова: численное моделирование, уравнение переноса излучения, тонкие облачные слои, эффекты поляризации, моделирование Монте-Карло.
Автор для переписки: Чжао Хунли honglizhao123@gmail.com
Литература
1. Cahalan R.F., McGill M., Kolasinski J., et al. THOR---Cloud thickness from offbeam lidar returns // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2005. V. 22, N 5. P. 605-627.
2. Polonsky I.N., Love S.P., Davis A.B. Wide-angle imaging lidar deployment at the ARM Southern Great Plains site: Intercomparison of cloud property retrievals // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2005. V. 22, N 6. P. 628-648.
3. Prigarin S.M., Aleshina T.V. Monte Carlo simulation of ring-shaped returns for CCD LIDAR systems // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2015. V. 30, N 4. P. 251-257.
4. Prigarin S.M. Monte Carlo simulation of the effects caused by multiple scattering of ground-based and spaceborne lidar pulses in clouds // Atmospheric and Oceanic Optics. 2017. V. 30, P. 79-83.
5. Ilyushin Y.A. Transient polarized radiative transfer in cloud layers: numerical simulation of imaging lidar returns // JOSA A. 2019. V. 36, N 4. P. 540-548.
6. Ilyushin Y.A. Dynamic backscattering halo of pulsed laser beams in thin cloud layers // Radiophysics and Quantum Electronics. 2019. V. 62, N 3. P. 192-200.
7. Lebedev V.I. Quadrature formulas for the sphere of 25th to 29th order accuracy // Sibirsk. Mat. Zh. 1977. V. 18, N 1. P. 132–142.
8. Deirmendjian D. Electromagnetic scattering on spherical polydispersions. American Elsevier Pub. Co. 1969. 290 p.
9. Moroz A. Improvement of Mishchenko's T-matrix code for absorbing particles // Applied Optics. 2005. V. 44, N 17. P. 3604-3609.
10. Robert D.R., Morton K.W. Difference Methods for Initial-Value Problems / Bers L., Courant R., Stoker J.J. Interscience Publishers. 1967. 262 p.
11. Ilyushin Y.A., Kutuza B.G. Influence of a spatial structure of precipitates on polarization characteristics of the outgoing microwave radiation of the atmosphere // Izvestiya - Atmospheric and Oceanic Physics. 2016. V. 52, P. 74-81.
12. Sadovnichy V., Tikhonravov A., Voevodin V., et al. "Lomonosov": supercomputing at Moscow state university // Contemporary High Performance Computing. 2017. P. 283-307.
Для цитирования:
Чжао Хунли, Илюшин Я.А. Численное моделирование распространения импульсов лазерного излучения в тонких облачных слоях. // Журнал радиоэлектроники. – 2026. – №. 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.1.10