ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2023-6-30-35ekip-2404Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSЛидарная технология измерения климатически активных газов для карбоновых полигоновLidar Technology for Measuring Climate Impacting Active Gases for Carbon PolygonsДьяченкоВ.В.DyachenkoV.V.

д-р географ. наук, канд. с./х. наук, профессор

Dr. Sci. (Geography), Cand. Sci. (Agriculture), Professor

podpiska@kalvis.ruДевисиловВ.А.DevisilovV.A.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruШеманинВ.Г.ShemaninV.G.

д-р физ.-мат. наук, профессор

Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor

podpiska@kalvis.ruМГТУ имени Н.Э. БауманаРоссияBauman Moscow State Technical UniversityRussian Federation2023200620232763035Copyright © ООО "Калвис", 20232023ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2404

Представлен анализ применения лидарных технологий для дистанционного измерения концентраций климатически активных газов. Проведено моделирование лидарного уравнения для измерения концентрации молекул карбонового цикла лидаром комбинационного рассеяния света в атмосфере на расстояниях зондирования до 100 м. Показано, что при зондировании атмосферы лидаром комбинационного рассеяния света с использованием лазерного излучения на длине волны 405 нм можно зарегистрировать концентрацию всех исследованных молекул в газовой смеси.

The analysis of lidar technologies application for remote measurement of concentrations of climate impacting active gases was presented. The modelling of the lidar equation for measuring the concentration of carboxyl ring molecules was carried out using the lidar combined action of Raman scattering of light in the atmosphere at detection distances up to 100 m. It was confirmed that when probing the atmosphere with a lidar in combinational with laser radiation at a wavelength of 405 nm, the concentration of all studied molecules in the gas mixture was detected.

климатически активные газылидаркомбинационное рассеяние светарасстояние зондированиялазерное излучениекарбоновый полигонзагрязнениеreactive gases with climate impactlidarRaman effectsensinglaser radiationcarbon polygonpollutionReferencesДьяченко В.В., Шеманин В.Г. Лазерные системы в экологическом мониторинге окружающей среды и контроле технологической деятельности предприятий. Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 10. С. 36—42. DOI: 10.18412/1816-0395-2021-10-36-42.Дьяченко В.В., Шеманин В.Г. Лазерные системы в экологическом мониторинге окружающей среды и контроле технологической деятельности предприятий. Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 10. С. 36—42. DOI: 10.18412/1816-0395-2021-10-36-42.Дьяченко В.В., Дьяченко Л.Г., Девисилов В.А. Науки о земле. Уч. Под ред. Девисилова В.А. М., НИЦ ИНФРА, 2019. 345 с.Дьяченко В.В., Дьяченко Л.Г., Девисилов В.А. Науки о земле. Уч. Под ред. Девисилова В.А. М., НИЦ ИНФРА, 2019. 345 с.Привалов В.Е., Фотиади А.Э., Шеманин В.Г. Лазеры и экологический мониторинг атмосферы. СПб., Лань, 2013. 288 с.Привалов В.Е., Фотиади А.Э., Шеманин В.Г. Лазеры и экологический мониторинг атмосферы. СПб., Лань, 2013. 288 с.Kim D., Kang H., Ryu J.-Y., Jun S.-C., Yun S.-T., Choi S., Park. S., Yoon M., Lee H. Development of Raman lidar for remote sensing of CO2 leakage at an artificial carbon capture and storage site. Remote Sensing. 2018. Vol. 10. No.9. P. 1439. https://doi.org/10.3390/rs10091439.Kim D., Kang H., Ryu J.-Y., Jun S.-C., Yun S.-T., Choi S., Park. S., Yoon M., Lee H. Development of Raman lidar for remote sensing of CO2 leakage at an artificial carbon capture and storage site. Remote Sensing. 2018. Vol. 10. No.9. P. 1439. https://doi.org/10.3390/rs10091439.Veselovskii I., Goloub P., Hu Q., Podvin T., Whiteman N.D., Korenskiy M., Landulfo E. Profiling of CH4 background mixing ratio in the lower troposphere with Raman lidar: A feasibility experiment. Atmospheric Measurement Techniques,2019. Vol. 12. No. 1. P. 119—128. https://doi.org/10.5194/amt-12-119-2019.Veselovskii I., Goloub P., Hu Q., Podvin T., Whiteman N.D., Korenskiy M., Landulfo E. Profiling of CH4 background mixing ratio in the lower troposphere with Raman lidar: A feasibility experiment. Atmospheric Measurement Techniques,2019. Vol. 12. No. 1. P. 119—128. https://doi.org/10.5194/amt-12-119-2019.Choi I.Y., Baik S.H., Cha J.H., Kim J.H. A hydrogen gas concentration measurement method using the Raman lidar system. Measurement Science and Technology. 2019. V. 30. No 5. P. 055201. https://doi.org/10.1088/1361-6501/ab0260.Choi I.Y., Baik S.H., Cha J.H., Kim J.H. A hydrogen gas concentration measurement method using the Raman lidar system. Measurement Science and Technology. 2019. V. 30. No 5. P. 055201. https://doi.org/10.1088/1361-6501/ab0260.Choi I.Y., Baik S.H.; Choi Y.S. Remotely measuring the hydrogen gas by using portable Raman lidar system. OpticaApplicata. 2021. V. 51. No 1. P. 37—49. https://doi.org/10.37190/OA210103.Choi I.Y., Baik S.H.; Choi Y.S. Remotely measuring the hydrogen gas by using portable Raman lidar system. OpticaApplicata. 2021. V. 51. No 1. P. 37—49. https://doi.org/10.37190/OA210103.Somekawa T., Ichikawa Y., Ogita M., Sugimoto S., Chosrowjan H., Taniguchi S., Asahi I. Flash resonance Raman lidar for SO2 gas leak detection. Optics Communications. 2022. V. 513. P. 128083. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2022.128083.Somekawa T., Ichikawa Y., Ogita M., Sugimoto S., Chosrowjan H., Taniguchi S., Asahi I. Flash resonance Raman lidar for SO2 gas leak detection. Optics Communications. 2022. V. 513. P. 128083. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2022.128083.Tatarov B., Muller D. LITES: Rotational Raman spectra of air molecules measured by high-resolution-spectroscopy lidar. Optics Letters. 2021. V. 46. No 20. P. 5173—5176. https://doi.org/10.1364/OL.420070.Tatarov B., Muller D. LITES: Rotational Raman spectra of air molecules measured by high-resolution-spectroscopy lidar. Optics Letters. 2021. V. 46. No 20. P. 5173—5176. https://doi.org/10.1364/OL.420070.Huang Z., Nee J.-B., Chiang C.-W., Zhang S., Jin H., Wang W., Zhou T. Real-time observations of dust-cloud interactions based on polarization and Raman lidar measurements. Remote Sensing. 2018. V. 10. No 7. P. 1017. https://doi.org/10.3390/rs10071017.Huang Z., Nee J.-B., Chiang C.-W., Zhang S., Jin H., Wang W., Zhou T. Real-time observations of dust-cloud interactions based on polarization and Raman lidar measurements. Remote Sensing. 2018. V. 10. No 7. P. 1017. https://doi.org/10.3390/rs10071017.Wang S., Ke J., Chen S., Zheng Z., Cheng C., Tong B., Liu J., Liu D., Chen W. Performance evaluation of space borne integrated path differential absorption lidar for carbon dioxide detection at 1572 nm. Remote Sensing. 2020. V. 12. P. 2570. https://doi.org/10.3390/rs12162570.Wang S., Ke J., Chen S., Zheng Z., Cheng C., Tong B., Liu J., Liu D., Chen W. Performance evaluation of space borne integrated path differential absorption lidar for carbon dioxide detection at 1572 nm. Remote Sensing. 2020. V. 12. P. 2570. https://doi.org/10.3390/rs12162570.Privalov V.E., Shemanin V.G. Accuracy of lidar measurements of the concentration of hydrofluoride molecules in the atmospheric boundary layer. Measurement Techniques. 2020. V. 63. No 7. P. 543—548. DOI 10.1007/s11018-020-01821-0.Privalov V.E., Shemanin V.G. Accuracy of lidar measurements of the concentration of hydrofluoride molecules in the atmospheric boundary layer. Measurement Techniques. 2020. V. 63. No 7. P. 543—548. DOI 10.1007/s11018-020-01821-0.Привалов В.Е., Шеманин В.Г. Лидарное уравнение с учетом конечной ширины лазерной линии. Известия РАН. Серия Физическая. 2015. Т. 79. № 2. С.170—180.Привалов В.Е., Шеманин В.Г. Лидарное уравнение с учетом конечной ширины лазерной линии. Известия РАН. Серия Физическая. 2015. Т. 79. № 2. С.170—180.Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. М., Мир, 1987. 550 с.Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. М., Мир, 1987. 550 с.Лазерный контроль атмосферы. Под. ред .Э.Д. Хинкли. М., Мир, 1979. 416 с.Лазерный контроль атмосферы. Под. ред .Э.Д. Хинкли. М., Мир, 1979. 416 с.Дьяченко В.В., Шеманин В.Г. Лидарный мониторинг парниковых газов в атмосфере. Лазеры. Измерения. Информация. 2022. Т. 2. № 4(8). С. 15—29. https://lasers-measurement-information.ru/ojs/index.php/laser/article/view/48.Дьяченко В.В., Шеманин В.Г. Лидарный мониторинг парниковых газов в атмосфере. Лазеры. Измерения. Информация. 2022. Т. 2. № 4(8). С. 15—29. https://lasers-measurement-information.ru/ojs/index.php/laser/article/view/48.Dyachenko V.V., Chartiy P.V., Shemanin V.G. Laser Systems for the Pollutants Control in the Oil and Gas Industry. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2019. V. 272—032003. 6 p. doi:10.1088/1755-1315/272/3/032003.Dyachenko V.V., Chartiy P.V., Shemanin V.G. Laser Systems for the Pollutants Control in the Oil and Gas Industry. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2019. V. 272—032003. 6 p. doi:10.1088/1755-1315/272/3/032003.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.