Differential optical absorption spectroscopy
ವಾತಾವರಣದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಜಾಡಿನ ಅನಿಲಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಭೇದಾತ್ಮಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯನ್ನು (ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್.) ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಿಸ್ಮ್ಗಳು ಅಥವಾ ವಿವರ್ತನ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ, ನೆಲ-ಆಧಾರಿತ ವೀಕ್ಷಣಾ ವೇದಿಕೆಗಳಂತಹ ಮೂಲಭೂತ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿದಾಗ, ಇದು ಓಝೋನ್ ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ನಂತಹ ಜಾಡಿನ ಅನಿಲ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಮಾಪನಕ್ಕೆ ಅಗ್ಗದ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯುತ ವಿಧಾನವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಸೆಟಪ್ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 15 ಕಿ. ಮೀ. ವರೆಗಿನ ಲೈಟ್ ಪಾತ್ಗಳ ಉದ್ದಕ್ಕೂ 0.0001 ನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಳಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾದ ಪತ್ತೆ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ನೀರಿನ ಆವಿ, ನೈಟ್ರಸ್ ಆಮ್ಲ, ಫಾರ್ಮಾಲ್ಡಿಹೈಡ್, ಟೆಟ್ರಾಕ್ಸಿಜೆನ್, ಅಯೋಡಿನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್, ಬ್ರೋಮಿನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಕ್ಲೋರಿನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ನಂತಹ ದುರ್ಬಲ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್. ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎರಡು ಮುಖ್ಯ ಗುಂಪುಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆಃ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಮತ್ತು ಸಕ್ರಿಯ. ಸಕ್ರಿಯ ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾದ ಲಾಂಗ್ಪಾತ್ (ಎಲ್ಪಿ)-ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ಕುಹರ-ವರ್ಧಿತ (ಸಿಇ) ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್. ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ತಮ್ಮದೇ ಆದ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಸೂರ್ಯನನ್ನು ತಮ್ಮ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ. ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ (ಬಹು-ಅಕ್ಷೀಯ)-ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್. ರಾತ್ರಿ-ಸಮಯದ ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್. ಅಳತೆಗಳಿಗೆ ಚಂದ್ರನನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಇಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಚದುರಿದ ಬೆಳಕಿನ ಅಳತೆಗಳ ಬದಲಿಗೆ ನೇರ ಬೆಳಕಿನ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ಮಾಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್-ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್. ನಂತಹ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್. ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಇದು ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ. ಹೊರಸೂಸದ ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸುವಾಗ ವಿಕಿರಣದ ಕಿರಣದ ತೀವ್ರತೆಯ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಬಿಯರ್ ನಿಯಮವು ನೀಡುತ್ತದೆಃ ಇಲ್ಲಿ I ವಿಕಿರಣದ ತೀವ್ರತೆ, ವಸ್ತುವಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಚದುರುವಿಕೆಯ ಅಡ್ಡ ವಿಭಾಗ ಮತ್ತು s ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಸಬ್ಸ್ಕ್ರಿಪ್ಟ್ i ವಿವಿಧ ಪ್ರಭೇದಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಮಾಧ್ಯಮವು ಅನೇಕ ಪದಾರ್ಥಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸುತ್ತದೆ. ಹಲವಾರು ಸರಳೀಕರಣಗಳನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು. ಮೊದಲನೆಯದು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಅಡ್ಡ ವಿಭಾಗವನ್ನು ಪಥದೊಂದಿಗೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಭಾವಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅವಿಭಾಜ್ಯದಿಂದ ಹೊರತೆಗೆಯುವುದು-ಅಂದರೆ. ಅದು ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ. ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್. ವಿಧಾನವನ್ನು ಒಟ್ಟು ಅಂಕಣದ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆಯಾದ್ದರಿಂದ, ಪ್ರತಿ ಅಂಕಣದ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಅಲ್ಲ, ಎರಡನೆಯದು ಅವಿಭಾಜ್ಯವನ್ನು ಒಂದೇ ನಿಯತಾಂಕವಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದು, ಇದನ್ನು ನಾವು ಅಂಕಣದ ಸಾಂದ್ರತೆ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತೇವೆಃ ಹೊಸ, ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಸರಳೀಕೃತ ಸಮೀಕರಣವು ಈಗ ಈ ರೀತಿ ಕಾಣುತ್ತದೆಃ ಸಾಕಷ್ಟು ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಮತ್ತು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಯಾವುದೇ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ನೀಡಿದರೆ, ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರಭೇದಗಳನ್ನು ಸರಳ ಬೀಜಗಣಿತದ ವಿಲೋಮದಿಂದ ಪರಿಹರಿಸಬಹುದು. ಸಕ್ರಿಯ ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್ ರೂಪಾಂತರಗಳು ಲೈಟ್ಸ್ಸೋರ್ಸ್ನ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಸ್ವತಃ ಉಲ್ಲೇಖವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು. ದುರದೃಷ್ಟವಶಾತ್ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಅಳತೆಗಳಿಗೆ, ನಾವು ವಾತಾವರಣದ ಕೆಳಗಿನಿಂದ ಅಳೆಯುತ್ತಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಭಾಗದಿಂದ ಅಲ್ಲ, ಆರಂಭಿಕ ತೀವ್ರತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಯಾವುದೇ ಮಾರ್ಗವಿಲ್ಲ, I0. ಬದಲಿಗೆ, ವಾತಾವರಣದ ಮೂಲಕ ವಿಭಿನ್ನ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡು ಅಳತೆಗಳ ಅನುಪಾತವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದು ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಎರಡು ಕಾಲಮ್ಗಳ ನಡುವಿನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಳದಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು (ಪರ್ಯಾಯ ಸೌರ ಅಟ್ಲಾಸ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಇದು ಫಿಟ್ಟಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ದೋಷ ಮೂಲವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತದೆ, ಸಾಧನವು ಸ್ವತಃ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಉಲ್ಲೇಖ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಸಹ ಅದೇ ಸೆಟಪ್ನೊಂದಿಗೆ ದಾಖಲಿಸಿದರೆ, ಈ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ರದ್ದುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ): ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ವರ್ಣಪಟಲದ ಗಮನಾರ್ಹ ಘಟಕವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಸುಗಮ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಚದುರುವಿಕೆಯ ಮತ್ತು ನಿರಂತರ ಘಟಕಗಳಿಂದ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇವುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸದ ಕಾರಣ, ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಎರಡು ಭಾಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದುಃ ವರ್ಣಪಟಲದ ನಿರಂತರ ಘಟಕ ಎಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು ಉಳಿದಿದೆ ಮತ್ತು ನಾವು ಭೇದಾತ್ಮಕ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗವನ್ನು ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಆದ್ದರಿಂದಃ ಇಲ್ಲಿ ನಾವು ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಡೆಪ್ತ್ (ಡಿಒಡಿ) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ನಿರಂತರ ಘಟಕಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು ಮತ್ತು ತರಂಗಾಂತರ ಅವಲಂಬನೆಯಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸುವುದು ವಿಲೋಮವನ್ನು ಮಾಡಲು ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆಃ ಇದರ ಅರ್ಥವೇನೆಂದರೆ, ವಿಲೋಮವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಮೊದಲು, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಳ ಮತ್ತು ಜಾತಿಯ ಅಡ್ಡ ವಿಭಾಗಗಳಿಂದ ನಿರಂತರ ಘಟಕಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬೇಕು. ಇದು ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್ ವಿಧಾನದ ಪ್ರಮುಖ "ತಂತ್ರ" ವಾಗಿದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ, ಇದನ್ನು ಕೇವಲ ವರ್ಣಪಟಲಕ್ಕೆ ಬಹುಪದಿಯನ್ನು ಅಳವಡಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ನಂತರ ಅದನ್ನು ಕಳೆಯುವ ಮೂಲಕ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಿಸ್ಸಂಶಯವಾಗಿ, ಇದು ಅಳತೆ ಮಾಡಲಾದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಳಗಳು ಮತ್ತು ಭೇದಾತ್ಮಕ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗಗಳೊಂದಿಗೆ ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಿದ ನಡುವಿನ ನಿಖರವಾದ ಸಮಾನತೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ ಆದರೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯಿಂದ ಬ್ರಾಡ್-ಬ್ಯಾಂಡ್ ರಚನೆಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುವ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ದ್ವಿಪದ ಹೈ-ಪಾಸ್ ಫಿಲ್ಟರ್ಗಳು. ಅಲ್ಲದೆ, ಎರಡು ಅಳತೆಗಳ ನಡುವಿನ ಮಾರ್ಗ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸದಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಭೌತಿಕ ಅರ್ಥವನ್ನು ಹೊಂದಿರದಿದ್ದರೆ (ದೂರದರ್ಶಕದ ದೂರ ಮತ್ತು ಲಾಂಗ್ಪಾತ್-ಡಿಒಎಎಸ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ರೆಟ್ರೊ-ರಿಫ್ಲೆಕ್ಟರ್ನಂತಹ), ಮರುಪಡೆಯಲಾದ ಪ್ರಮಾಣಗಳು ಅರ್ಥಹೀನವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ವಿಶಿಷ್ಟ ಅಳತೆಯ ರೇಖಾಗಣಿತವು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿರುತ್ತದೆಃ ಉಪಕರಣವು ಯಾವಾಗಲೂ ನೇರವಾಗಿ ಮೇಲಕ್ಕೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಅಳತೆಗಳನ್ನು ದಿನದ ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ಸಮಯಗಳಲ್ಲಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆಃ ಒಮ್ಮೆ ಆಕಾಶದಲ್ಲಿ ಸೂರ್ಯನೊಂದಿಗೆ, ಮತ್ತು ಒಮ್ಮೆ ದಿಗಂತದ ಬಳಿ. ಎರಡೂ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಟ್ರೋಪೋಸ್ಫಿಯರ್ನ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುವ ಮೊದಲು ಬೆಳಕು ವಾದ್ಯದೊಳಗೆ ಚದುರಿಹೋಗುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಸ್ಟ್ರಾಟೋಸ್ಫಿಯರ್ನ ಮೂಲಕ ವಿಭಿನ್ನ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ನಿಭಾಯಿಸಲು, ನಾವು ಏರ್ಮಾಸ್ ಫ್ಯಾಕ್ಟರ್ ಎಂಬ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತೇವೆ, ಇದು ಲಂಬವಾದ ಕಾಲಮ್ನ ಸಾಂದ್ರತೆ (ವೀಕ್ಷಣೆಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಮೇಲಕ್ಕೆ ನೋಡುತ್ತಾ, ಸೂರ್ಯನು ಪೂರ್ಣ ಉತ್ತುಂಗದಲ್ಲಿ) ಮತ್ತು ಓರೆಯಾದ ಕಾಲಮ್ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ (ಅದೇ ವೀಕ್ಷಣಾ ಕೋನ, ಸೂರ್ಯನು ಬೇರೆ ಕೋನದಲ್ಲಿ) ನಡುವಿನ ಅನುಪಾತವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆಃ ಇಲ್ಲಿ ಆಮ್ಫಿ ಎಂಬುದು ಪ್ರಭೇದಗಳ ಏರ್ಮಾಸ್ ಫ್ಯಾಕ್ಟರ್ ಆಗಿದೆ, ಇದು ಲಂಬವಾದ ಕಾಲಮ್ ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಉತ್ತುಂಗ ಕೋನದಲ್ಲಿ ಸೂರ್ಯನೊಂದಿಗೆ ಓರೆಯಾದ ಕಾಲಮ್ ಆಗಿದೆ. ಗಾಳಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಅಂಶಗಳನ್ನು ವಿಕಿರಣ ವರ್ಗಾವಣೆ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು. ಕೆಲವು ಬೀಜಗಣಿತವು ಲಂಬವಾದ ಅಂಕಣದ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೀಗೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆಃ ಮೊದಲ ಅಳತೆಯ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯಲ್ಲಿನ ಕೋನವು ಎಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು ಎರಡನೆಯ ಕೋನವು ಎಲ್ಲಿದೆ. ಈ ವಿಧಾನದೊಂದಿಗೆ, ಸಾಮಾನ್ಯ ಮಾರ್ಗದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಇರುವ ಅಂಕಣವನ್ನು ನಮ್ಮ ಅಳತೆಗಳಿಂದ ಕಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಮರುಪಡೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಇದರ ಅರ್ಥವೇನೆಂದರೆ, ಸ್ಟ್ರಾಟೋಸ್ಫಿಯರ್ನಲ್ಲಿನ ಕಾಲಮ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಮರುಪಡೆಯಬಹುದು ಮತ್ತು ಕಾಲಮ್ ಎಲ್ಲಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಎರಡು ಅಳತೆಗಳ ನಡುವಿನ ಚದುರಿದ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಬಿಂದುವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಬೇಕು. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ಐ. ಯು. ಪಿ. ಯಲ್ಲಿ ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್. ಗುಂಪು, ಬ್ರೆಮೆನ್ ಡಿ. ಓ. ಎ. ಎಸ್. ಮತ್ತು ಐ. ಯು. ಪಿ. ಯಲ್ಲಿ ವಾಯುಮಂಡಲದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಗುಂಪು, ಹೈಡೆಲ್ಬರ್ಗ್ ವಿಲೋಮ ಸಮಸ್ಯೆಗಳು ರಿಮೋಟ್ ಸೆನ್ಸಿಂಗ್