كيف يمكن لليزر التمييز بين الماء والجليد في السحب ⚡ экспресс
لتحديد الطور الديناميكي الحراري للسحب (ماء/جليد) باستخدام الليدارات الفضائية الموجهة تقريبًا نحو النظير، يشكل الانعكاس المرآوي تداخلات خطيرة. وقد اقتُرح استخدام نظام ليدار مع تقسيم الأنماط الكمي البارامتري (QPMS)، الذي يوفر انزياحًا في الحساسية لصالح المكون المرآوي للتشتت الخلفي. وبفضل التفاعل غير الخطي والانتقائية في أنماط التردد الزمني، يُظهر ليدار QPMS كبحًا للضوضاء داخل النطاق لا يمكن تحقيقه بأساليب الترشيح الخطية. وهذا يسمح بتقليل قدرة الإشارة، وبالتالي عزل الإسهام المرآوي على خلفية الانعكاسات الأخرى. وفي هذا العمل، تم بناء نموذج نظري لليدار QPMS فيما يتعلق بهذه المهمة، وتم تقييم جدواه العملية لمعايرة القياسات اللازمة لتحديد التركيب الطوري للسحب.
عندما يوجه ليزر القمر الصناعي شعاعه نحو الأسفل نحو السحب، غالباً ما يُصاب بالعمى بسبب البريق المرآتي – خاصة إذا شكلت بلورات الجليد سطحاً أملس. هذا البريق يحجب التفاصيل، ويمنع معرفة ما بالأسفل: ماء أم جليد. بدلاً من مقاومة التعمية، قرر العلماء استغلالها. يعمل المرشح الكمي في جهاز الليدار الجديد كنظارات استقطاب: فهو يخمد الضوء المشتت، تاركاً فقط الانعكاس المرآتي المباشر. بمقارنة الصورة الملتقطة بالمرشح وبدونه، يمكن التمييز بثقة بين القطرات والبلورات. تؤكد الحسابات النظرية فعالية الطريقة حتى مع الإشارات الضعيفة. من المفارقات أن تلك المرآتية التي جعلت الليزرات عديمة الفائدة أصبحت مفتاح الحل. في المستقبل، سيمكن هذا الأقمار الصناعية من رؤية السحب بدقة دون أخطاء، مما يحسن تنبؤات الطقس والنماذج المناخية.
🎯 يمكن أن يكون الانعكاس المرآتي من السحب الجليدية قوياً لدرجة أنه "يُعمي" ليزرات الأقمار الصناعية تماماً، مما يجعلها عديمة الفائدة لتحليل مكونات السحب.