Мониторинг очагов возгорания на поверхности Земли

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Дополнительно к современным методам мониторинга температуры объектов, находящихся на поверхности Земли, предложен метод обнаружения очагов возгорания по повышенной концентрации молекул углекислого газа. В основу данного метода положены спектроскопические измерения. Проанализировано изменение потока излучения молекул углекислого газа на лазерных линиях (в области 10.6 и 9.4 мкм), которые попадают в окно прозрачности атмосферы. Это изменение определяется как увеличением концентрации молекул углекислого газа у поверхности Земли, которые выделяются в результате горения, так и повышенной температурой излучающих молекул. Проанализированы возможности предлагаемого метода.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Д. А. Жиляев

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: bmsmirnov@gmail.com
Russian Federation, Москва

Б. М. Смирнов

Объединенный институт высоких температур РАН

Author for correspondence.
Email: bmsmirnov@gmail.com
Russian Federation, Москва

Д. В. Терешонок

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: bmsmirnov@gmail.com
Russian Federation, Москва

References

  1. Thermography. https://en.wikipedia.org/wiki/Ther-mography#Cameras
  2. Ring E.F., Ammer K. Infrared Thermal Imaging in Medicine // Physiol. Meas. 2012. V. 33. P. 33.
  3. Huang Yao, Rongjun Qin, Xiaoyu Chen. Unmanned Aerial Vehicle for Remote Sensing Applications – A Review // Remote Sens. 2019. V. 11. P. 1443.
  4. Fourier Transform Infrared Spectroscopy. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fourier_transform_infrared_spectroscopy
  5. Goody R.M. Atmospheric Radiation: Theoretical Basis. London: Oxford Univ. Press, 1964. 436 p.
  6. Goody R.M. Principles of Atmospheric Physics and Chemistry. London: Oxford Univ. Press, 1995. 336 p.
  7. Hudson R.D., Hudson J.W. The Military Applications of Remote Sensing by Infrared // Proc. IEEE. 1975. V. 63. P. 104.
  8. Smirnov B.M. Transport of Infrared Atmospheric Radiation. Berlin: de Gruyter, 2020. 250 p.
  9. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературные гидродинамические явления. М.: Наука, 1966. 688 с.
  10. Смирнов Б.М. Инфракрасное излучение в энергетике атмосферы // ТВТ. 2019. Т. 57. № 4. С. 609.
  11. Смирнов Б.М. Проблемы глобальной энергетики атмосферы // ТВТ. 2021. Т. 59. № 4. С. 589.
  12. Center for Astrophysics. https://www.cfa.harvard.edu/
  13. Hitran. https://hitran.iao.ru/
  14. Smirnov B.M., Zhilyaev D.A. Greenhouse Effect in the Standard Atmosphere // Foundations. 2021. V. 1. P. 184.
  15. U.S. Standard Atmosphere, 1976. Washington DC: Gov. Printing Office, 1976. 243 p.
  16. Krainov V.P., Reiss H.R., Smirnov B.M. Radiative Processes in Atomic Physics. N.Y.: Wiley, 1997. 309 p.
  17. Krainov V.P., Smirnov B.M. Attomic and Molecular Radiative Processes. Switzerland: Springer Nature, 2019. 273 p.
  18. Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров. М.: Наука, 1977. 320 с.
  19. Reif F. Statistical and Thermal Physics. Boston: McGrow Hill, 1965. 651 p.
  20. Barrett R.T. Investigation into Integrated Free-form and Precomputational Approaches for Aerostructural Optimization of Wind Turbine Blades. Master Sci. Thesis. Brigham Young University, 2018. 76 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The nature of radiation detection from the Earth’s surface: 1 – Earth; 2 – object, radiation source; 3 – radiation detector.

Download (54KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Energy levels and spectrum for low vibrational states of the CO2 molecule, constructed on the basis of the HITRAN database [12, 13]: the wavelength in µm is indicated to the left of the arrow, and the Einstein coefficient in s–1 is indicated to the right.

Download (200KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Optical thickness of the standard atmosphere for the direction perpendicular to the Earth's surface, in the transparency region of the atmosphere for frequencies including the laser transition in a carbon dioxide laser with a wavelength near 10.6 µm.

Download (123KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. The absorption coefficient of the standard atmosphere in the region of the spectrum in the vicinity of the CO2(010 → 000) transition, where the radiation of carbon dioxide molecules dominates: 1 – the absorption coefficient for the standard atmosphere at an altitude of 1 km; 2 – the absorption coefficient of the atmosphere penetrated by streams of underground combustion products; 3 – the absorption coefficient of the standard atmosphere due to water molecules.

Download (294KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. The absorption coefficient of the atmosphere at an altitude of 1 km in a narrow region of the spectrum for the laser radiative transition CO2(001 → 020), where the emission of carbon dioxide molecules dominates: 1 – for the standard atmosphere, 2 – for the part of the atmosphere with an air temperature of 302 K and a carbon dioxide concentration of 1%; 3 – absorption due to water molecules.

Download (193KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences