Repozitorij Univerze v Novi Gorici

Izpis gradiva
A+ | A- | Pomoč | SLO | ENG

Naslov:Characterization of atmospheric properties over the Cherenkov Telescope Array at La Palma
Avtorji:ID Živec, Miha (Avtor)
ID Stanič, Samo (Mentor) Več o mentorju... Novo okno
Datoteke:.pdf Disertacija.pdf (26,88 MB)
MD5: 5938228F69C538DB41C079BA8A06AB5F
 
Jezik:Angleški jezik
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga
Tipologija:2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:FPŠ - Fakulteta za podiplomski študij
Opis:Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope (IACT) systems are used in high-energy astrophysics to detect and study gamma-ray sources in the universe. These telescopes measure properties of cosmic gamma rays using Cherenkov radiation emitted by secondary particles produced after interacting with the Earth’s atmosphere. Atmospheric monitoring is crucial for the proper operation of IACT systems. A number of remote sensing and in situ methods are used to understand and correct the effects of the atmosphere on the propagation of Cherenkov radiation from its origin to the telescope. Failure to do so greatly decreases IACT performance, particularly, their energy resolution and threshold. Lidar systems can be used to measure atmospheric optical depth profiles, which are essential for IACT calibration. The main aim of this thesis is to demonstrate that a prototype lidar for the north-ern site of the Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), which is a next-generation IACT now under construction, has hardware and software capabilities that would lead to the construction of CTAO Raman lidar. Due to specific require-ments of the CTAO, a Raman lidar, which can provide better atmospheric parameter accuracy, will be used for the first time in an IACT system. In 2021-2022 the BRL was deployed to the future CTAO-North site at the Roque de los Muchachos observatory, La Palma, for testing in its actual operating conditions. During a year and a half long test period, it underwent a number of tests, including manual and remote operation under various environmental conditions. These included hot summers, cold winters, rain, snow, ice, and strong winds, but also some more exotic events, such as desert sand intrusions (Calima) and volcanic eruptions. The latter two are presented in this work as test cases for atmospheric characterization. Since the main goal of a CTAO lidar is the optical depth measurements, the BRL does not have the full set of features for aerosol characterization. While it can yield the ˚Angstr¨om exponent and lidar ratio, it does not provide depolarization informa-tion, which is one of the key components for aerosol typing. As the atmosphere at La Palma was found to be more complex than initially anticipated, we present the benefits of including depolarization capability by using a conceptually similar Raman lidar system specifically designed for aerosol characterization. We present the results of a campaign focused on the determination of bioaerosol capabilities to act as cloud condensation nuclei and ice-nucleating particles in mixed-phase clouds, where depo-larization information was used to determine the thermodynamic phase of the cloud.
Ključne besede:Cherenkov Telescope Array Observatory, Raman Lidar, atmospheric optical depth, aerosol characterization, Cumbre Vieja, Calima
PID:20.500.12556/RUNG-8475 Novo okno
COBISS.SI-ID:169423875 Novo okno
NUK URN:URN:SI:UNG:REP:7CIHLLEZ
Datum objave v RUNG:23.10.2023
Število ogledov:1136
Število prenosov:39
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
  
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
Objavi na:Bookmark and Share


Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše podrobnosti ali sproži prenos.

Licence

Licenca:CC BY-NC-ND 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva-Nekomercialno-Brez predelav 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.sl
Opis:Najbolj omejujoča licenca Creative Commons. Uporabniki lahko prenesejo in delijo delo v nekomercialne namene in ga ne smejo uporabiti za nobene druge namene.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Naslov:Karakterizacija atmosferskih lastnosti nad Poljem Teleskopov Cherenkova na La Palmi
Opis:Teleskopi za zaznavanje bliskov Čerenkove svetlobe v atmosferi (IACT) se uporabljajo v visokoenergijski astrofiziki za odkrivanje in proučevanje izvorov kozmiˇcnega sevanja gama. Za zaznavanje primarnih visokoenergijskih kozmičnih fotonov izkoriščajo sevanje Čerenkova, ki ob njihovem vpadu nastaja v zemeljski atmosferi. Oddajajo ga sekundarni delci, ki nastanejo ob interakcijah primarnih fotonov z atomskimi jedri atmosferskih plinov. Ker je atmosfera stalno spreminjajoči se sistem, moramo za natančne meritve lastnosti primarnih kozmičnih fotonov čim bolje poznati dogajanje v njej. Najpogosteje se za to uporablja daljinsko zaznavanje s pomočjo lidarja (Light Detection and Ranging), s katerim je mogoče izmeriti profil atmosferske optične globine (bistvenega pomena za korekcijo učinkov atmosfere na razširjanje sevanja Čerenkova) vzdolž smeri pregledovanja. Glavni cilj disertacije je razvoj in prikaz strojnih in programskih zmogljivosti prototipa lidarja za observatorij Polje teleskopov Čerenkova (CTAO). Zaradi zahtev po visoki ločljivosti rekonstrukcije energije kozmičnih fotonov bo v CTAO prvič uporabljen Ramanski lidar, ki lahko zagotavlja večjo natančnost meritev atmosferskih parametrov kot elastični lidar. Nasˇ prototip, imenovan tudi “Barcelona Raman Lidar” (BRL), med lidarskimi sistemi izstopa z velikim zrcalom in močnim laserjem. Zasnovan je, da popolno karakterizacijo atmosfere nad CTAO izvede kar v najkrajšem času. V letih 2021–2022 smo BRL preizkušali na severni lokaciji CTAO na La Palmi, Španija. Preizkusili smo delovanje pod pogoji, v katerih bo moral obratovati ramanski lidar CTAO. V letu in pol dolgem testnem obdobju je bil podvržen številnim preizkusom, vključno z ročnim in daljinskim upravljanjem v različnih okoljskih pogojih. Poleg običajnih so ti vključevali tudi nekatere eksotične dogodke, kot so vdori puščavskega peska (Calima) in vulkanski izbruh, predstavljene kot testni primeri. Glavni rezultat meritev bodočega Ramanskega lidarja CTAO so meritve optične globine atmosfere, čemur je prilagojena zasnova lidarja. BRL kot prototip zato nima polne funkcionalnosti za karakterizacijo aerosolov (nima možnosti meritve depolarizacije pri sipanju svetlobe, ki je ena ključnih komponent za ugotavljanje tipa aerosolov), vseeno pa lahko na podlagi meritve °Angströmovega eksponenta in lidarskega razmerja nudi omejen vpogled v sestavo aerosolov v ozračju. Zaradi opažene kompleksne sestave aerosolov nad La Palmo predstavljamo prednosti vključitve zmožnosti meritve depolarizacije na observatoriju CTAO. Kot primer smo uporabili meritve BRL konceptualno podobnega sistema Ramanskega lidarja v Sloveniji, ki je bil posebej zasnovan za karakterizacijo aerosolov. Predstavljamo rezultate raziskave, osredotočene na določanje zmožnosti bioaerosolov, da delujejo kot potencialna kondenzacijska jedra oziroma jedra za tvorbo lednih kristalov v oblakih. Informacije o depolarizaciji smo uporabili za določitev termodinamske faze oblaka.
Ključne besede:Polje teleskopov Čerenkova, Ramanski lidar, atmosferska optična globina, karakterizacija aerosolov, vulkan Cumbre Vieja, Calima


Nazaj