Появление в атмосфере избыточной концентрации парниковых газов, которые, накапливаясь в ней, поглощают тепловое излучение Земли и частично возвращают его на земную поверхность, приводит к стремительному росту глобальной средней температуры воздуха и, как следствие, изменению климата. К парниковым относятся газы с высокой прозрачностью в видимом диапазоне и активным поглощением в тепловом инфракрасном диапазоне. В настоящей работе предложена новая методика регистрации спектров парниковых газов CO 2 и CH 4 . Представлен макет, разработанный на базе динамического фурье-спектрометра, который регистрировал спектры ИК-поглощения в диапазоне длин волн 1.0–1.7 мкм со спектральным разрешением 10 см –1 . Проведена долговременная запись коэффициента пропускания атмосферы в условиях городской застройки. По полученным данным осуществлялся контроль интегральной и объемной концентраций CO 2 и CH 4 . Показано, что поведение временны́х зависимостей объемных концентраций углекислого газа и метана хорошо отражает степень загруженности дорог. Уменьшение объемной концентрации в вечернее время объясняется увеличением оптической трассы и дополнительным захватом массы воздуха, находящегося за пределами области интенсивного движения.

Progress in the development of infrared (IR) laser diodes, photodetector elements of matrices in the visible and IR ranges, lidar systems allows the use of optical location methods to detect and track moving objects in the atmosphere. This is primarily related to unmanned aerial vehicles (UAVs), which are widely used in many areas of human activity. This paper describes an experimental setup that makes it possible to detect a moving object in the atmosphere at a distance of more than 1 km, determine the distance to it, and automatically track it. The installation consists of a matrix photodetector of the visible and IR ranges, an active illumination source in the form of an IR laser diode emitting at a wavelength of λ = 808 nm with an output power of 30 W, and an IR lidar module with an energy per pulse of up to 15 mJ, emitting at a wavelength of λ = 1540 nm. It is shown that a combination of passive and active optical methods makes it possible to detect moving objects in the atmosphere, such as aerosol clouds or UAVs. For the automatic detection of moving objects of various types in the process of image processing in the visible and IR ranges, deep learning methods (convolutional neural networks) are used. With the help of the described installation, the linear dimensions of UAVs were estimated on routes of up to 1 km.

The analytical dependence of the signal-to-noise ratio (SNR) of the measured interferograms of an infrared (IR) Fourier spectrometer on the temperature contrast of the observation path and on the physicochemical properties of the test substance is obtained. The analytical dependences of the minimum detectable concentration of a substance on the value of the temperature contrast are obtained. It is shown experimentally that the theoretical estimates of the minimum detectable concentrations with an accuracy of the order of the mean square error correspond to the experimental values. The obtained analytical dependences make it possible for the given physicochemical properties of substances, the parameters of the IR Fourier spectrometer, and the values of the temperature contrast to estimate minimum detectable concentration of the substance.

A specific feature of scanning Fourier-transform IR spectroradiometers (FTIR SRs) is the use of a multiarea photodetector. The optical scheme of these SRs is calculated so as to provide the most efficient transfer of the IR radiation from each sector of the IR channel to the corresponding element of the multiarea photodetector. An indirect method is proposed, which makes it possible to estimate the alignment quality of the IR channel of a scanning FTIR SR based on the calculation of its characteristic instrumental functions, which should eventually provide the best sensitivity for the entire multiarea photodetector of scanning FTIR SR.