Расчетный подход для астроклиматических оценок вертикального атмосферного ослабления в субмиллиметровом диапазоне волн / The Calculated Approach for Astroclimatic Estimations of Vertical Atmosphere Absorption at Submillimeter Waves Band

Михайлов А.С. / Mihailov, A. S.
Радиоастрономический институт НАН Украины, Харьков / RUS Радиоастрономический институт НАН Украины, Харьков
Руженцев Н.В. / Ruzhentsev, N. V.
Харьковский национальный университет радиоэлектроники / RUS Харьковский национальный университет радиоэлектроники
Выпуск в базе РИНЦ
Михайлов А.С., Руженцев Н.В. Расчетный подход для астроклиматических оценок вертикального атмосферного ослабления в субмиллиметровом диапазоне волн // Физические основы приборостроения. 2014. Т. 3. № 2(11). С. 30–45. DOI: 10.25210/jfop-1402-030045
Mihailov, A. S., Ruzhentsev, N. V. The Calculated Approach for Astroclimatic Estimations of Vertical Atmosphere Absorption at Submillimeter Waves Band // Physical Bases of Instrumentation. 2014. Vol. 3. No. 2(11). P. 30–45. DOI: 10.25210/jfop-1402-030045


Аннотация: Работа посвящена рассмотрению применимости расчетного метода для определения среднемесячных значений полного вертикального атмосферного поглощения и его вариаций для астроклиматических оценок мест расположения радиотелескопов миллиметрового (ММ) и субмиллиметрового (субММ) диапазонов волн (ДВ). С помощью выбранной в работе комбинации радиофизической модели и наиболее современного метеорологического стандарта атмосферы, путем сопоставления расчетных значений полного вертикального ослабления с данными многочисленных экспериментов других авторов показана работоспособность данного подхода, а также получены новые сведения о сезонной, суточной и территориальной изменчивости этого ключевого для астроклиматических оценок параметра. Показана применимость предложенной комбинации моделей для оценок соотношений атмосферного поглощения между различными окнами прозрачности атмосферы, с учетом микроклиматических особенностей рассматриваемой территории. Выявлены новые места установки радиотелескопов, перспективные для проведения астрофизических наблюдений в субММ ДВ.
Abstract: The work is dedicated to consideration of applicability of calculation method for determination of monthly averaged values of vertical atmospheric absorption and its variations for the astroclimatic estimations of location of radiotelescopes of millimeter and submillimeter ranges. The capability of chosen combination of radiophisical model and most modern meteorological standard of atmosphere is demonstrated by comparison of calculation values of the complete vertical absorption with information of numerous experiments of other authors. New information about seasonal, diurnal and territorial changeability of this key parameter for astroclimatic estimations is obtained. Applicability of the chosen combination of models is shown for the estimations of atmospheric absorption relations between different transparency windows of atmosphere, taking into account the microclimatic features of the examined territory. New perspective places of the globe for realization of astrophysical supervisions in the submillimeter range are found.
Ключевые слова: вертикальное поглощение, субмиллиметровый диапазон, радиотелескопы, астроклимат, cloudless atmosphere, vertical absorption, submillimeter range, radio-telescopes, вертикальное поглощение


Литература / References
  1. Ananthasubramanian, P.G., Satoshi Yamamoto, Prabhu, T.P., and Dorje Angchuk. 4Measurements of 220 GHz Atmospheric Transparency at IAO, Hanle, During 2000.
  2. 2003 // Bull. Astr. Soc. India (2004) 32. P. 99-111.
  3. Chamberlin, R.A., Lane, A.P., and Stark A. A. The 492 GHz Atmospheric Opacity at the Geographic South Pole // the Astrophysical Journal, 476:428È433, 1997 February 10. P. 428-423.
  4. Melo, A., Kaufmann, P., De Castro, C., Raulin, J., Levato, H., Marun, A., Giuliani, J., Pereyra, P. Submillimeter-Wave Atmospheric Transmission at El Leoncito, Argentina Andes // IEEE Transactions. AP- 53. 2005. No. 4. P. 1528-1534.
  5. Masson, C. Atmospheric Opacity and Water Vapor: Submillimeter Array Technical Memorandum / NRAO. 1990. No. 12. April 12, 1990. 10p.
  6. Hughes, D. The Large Millimeter Telescope / Instituto National de Astrofisica, Optica y Electronic (INAOE) Tonantzintia, Mexico. 2008. 65p.
  7. Stark, A.A. Millimeter and Submillimeter Observations From the South Pole // Proc. Of AIP Conf. Of Experimental Cosmology at Millimetre Wavelengths, Valle d’Aosta (ITALY). 9-13 July, 2001. P. 83-91.
  8. Matsushita, S., Matsuo, H., Pardo, J.R., Radford, S.J.E. FTS Measurements of Submillimeter-Wave Atmospheric Opacity at Pampa la Bola II: Supra-Terahertz Windows and Model Fitting // Publ. Astron. Soc. Japan. 1999. No. 51. P. 603-610.
  9. Hirota, Y., Yamamoto, S., Secimoto, Y., Kohino, K., Nakai, N., Kawabe, R. Measurements of the 492 GHz Atmospheric Opacity at Pampa la Bola and Rio Frio in Northern Chile // Publ. Astron. Soc. Japan. 1998. Vol. 50. P. 155-162.
  10. Holdaway, M.A., Pardo, J.R. Modeling of the Submillimeter Opacity on Chajnantor / MMa Memo 187. NRAO. Oct. 17, 1997. 9p.
  11. Submillimetre Astronomy (http://en.wikipedia.org/wiki/submillimetre_astronomy)
  12. Михайлов А. С., Руженцев Н. В. Особенности глобального распределения атмосферного поглощения в диапазоне 10-1000 ГГц // Радиофизика и радиоастрономия. 2007. Т. 12. № 1. С. 76-83.
  13. Руженцев Н. В., Михайлов А. С. O необходимости учета микроклиматических особенностей при прогнозировании вертикального атмосферного ослабления в миллиметровом диапазоне волн // Прикладная радиоэлектроника. 2012. Т. 11. № 1. С. 66-69.
  14. Михайлов А. С., Руженцев Н. В. Исследование свойств пространственного распределения атмосферного поглощения для территории Украины в миллиметровом диапазоне волн // Прикладная радиоэлектроника. 2009. № 2. С. 149-155.
  15. Ruzhentsev, N.V., Mihailov, A.S., Shirin, A.M. Investigations of Season-Diurnal Dependencies of Atmospheric Absorption with Usage of Model ERA-15 and its Additional Testing // Proc. Of Eleventh URSI Commission F Open Symposium on Radio Wave Propagation and Remote Sensing, Rio de Janeiro, Brazil, 30 Oct — 02 Nov 2007. P. RS3.3-1-RS3.3-5.
  16. Liebe, H.J. MPM — An Atmosphere Millimeter Wave Propagation Model // International Journal on Infrared and Millimeter Waves. 1989. Vol. 10. No. 6. P. 631-650.
  17. Martellucci, A., Rastburg, B.A., Poiares Baptista, J.P.V., and Blarzino, G. New Reference Standard Atmospheres Based on Numerical Weather Products // Proc. Of International Workshop-ClimDiff’2003. Fortaleza. Brazil. 2003. P.Clim.1.
  18. Riva, C., Martellucci, A., Kubista, E., Chonhuber, M., and Luini, L. ERA-15 Climatological Databases for Propagation Modeling // Proc. Of International Conf. — ClimDiff’2005. Cleveland. USA. 26-27 Sept., 2005. P. Clim.12.1-12.7.
  19. ITU-R P. 835-5. Annex 2. Reference Standard Atmospheres, ITU-R Series Recomendations -Radiowave Propagation. 2012.
  20. Cole, A.E., Gourt, A., and Kontor, A. J. Model Atmospheres in Handbook of Geophysics and Spaces Environment: Ed. by S.L. Valley. Office of Aerospace Research. USAF Cambridge Res. Lab. 1965.
  21. ITU-R P. 835-3. Reference Standard Atmospheres, ITU-R Series Recomendations — Radiowave Propagation. 2002.
  22. Rozencranz, P.W. Interference Coefficients for Overlapping Oxygen Lines in Air // J. Of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 1988. Vol. 39. No. 4. P. 287-297.