Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Оптика атмосферы и океана

2013 год, номер 1

1.
Распространение широкополосных световых пучков

В.А. Банах, Л.О. Герасимова
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
Ключевые слова: дифракция, гауссов световой пучок, δ-импульс
Страницы: 5-10

Аннотация >>
Рассмотрено распространение широкополосных импульсных световых гауссовых пучков в однородной среде при различных условиях дифракции на передающей апертуре. Показано, что при любых радиусах кривизны начального волнового фронта дифракционное уширение импульсного пучка уменьшается с уменьшением длительности импульса и в предельном случае «нулевой» длительности импульса дифракционное расплывание пучка отсутствует.


2.
Филаментация мощного ультракороткого лазерного излучения. Фактор размера светового пучка

Ю.Э. Гейнц, А.А. Землянов
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
Ключевые слова: ультракороткое лазерное излучение, самофокусировка, филаментация, световые лучи
Страницы: 11-17

Аннотация >>
Теоретически исследован режим одиночной (осевой) филаментации мощного коллимированного фемтосекундного лазерного излучения в атмосферном воздухе. Проведен анализ влияния начального размера светового пучка на характеристики формирующегося филамента. Рассмотрены 3 параметра: координата начала филаментации, протяженность и продольная непрерывность (сплошность). Установлено, что для пучков одинаковой начальной мощности все рассмотренные характеристики филаментов обнаруживают зависимость от радиуса пучка. В качестве основной физической причины этого рассматривается дифракционное взаимодействие различных областей светового пучка в процессе его филаментации, степень которого возрастает с увеличением ширины пучка.


3.
Изменение контура линии в крыле от полосы к полосе в случае Н2О и СО2

Т.Е. Климешина, О.Б. Родимова
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
Ключевые слова: коэффициент поглощения СО2 и Н2О, крылья спектральных линий, контур для разных полос
Страницы: 18-23

Аннотация >>
На основе аппроксимации имеющихся в литературе экспериментальных данных по континуальному поглощению СО2 и Н2О, как совокупности сильных линий, получены модели контура линии для разных полос. Показано, что в рассмотренных случаях отклонения от лорентцевского контура существенно зависят от полосы, что согласуется с основными принципами асимптотической теории контура линии.


4.
Изменения концентрации СО2 на территории Западной Сибири при прохождении атмосферных фронтов в разные сезоны года

П.Н. Антохин1, М.Ю. Аршинов1, В.Г. Аршинова1, Б.Д. Белан1, Д.К. Давыдов1, Т.М. Рассказчикова1, А.В. Фофонов1, G. Inoue2, T. Machida2, K. Shimoyama2, Ш.Ш. Максютов2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1, Россия
2National Institute for Environmental Studies, 16-2 Onogawa, 305-8606, Tsukuba, Japan
Ключевые слова: атмосфера, воздух, распределение, углекислый газ, фронт
Страницы: 24-31

Аннотация >>
По данным созданной на территории Западной Сибири сети постов мониторинга парниковых газов анализируется распределение диоксида углерода при прохождении фронтальных разделов. Для исключения влияния метеорологических величин все исходные данные предварительно приведены к нормальным условиям. Выявлено, что на территории Западной Сибири при прохождении фронтов в холодный период года концентрация углекислого газа увеличивается в тылу холодного фронта и уменьшается за линией теплого. В теплый период года, в связи с усилением жизнедеятельности растительности, которая является в этот период как источником, так и стоком для углекислого газа, распределение его в зоне фронтов становится противоположным наблюдаемому в холодный период. В переходные периоды в зоне фронтов возможны как летний, так и зимний вариант распределения CO2, что зависит от предыстории приходящей в регион воздушной массы.


5.
Комплексный контроль состояния морских акваторий оптическими методами. Часть 3. Регистрация динамических процессов по сликам на морской поверхности

О.Г. Константинов1, А.Н. Павлов2
1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, 690041, г. Владивосток, ул. Балтийская, 43
2Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, 690041, г. Владивосток, ул. Радио, 5
Ключевые слова: океанический микромасштабный вихрь, внутренние гравитационные волны, слики
Страницы: 32-39

Аннотация >>
Продолжается публикация цикла работ, посвященных созданию технических средств и методик для оперативного и комплексного контроля состояния морских акваторий оптическими методами. Показана возможность применения оптической системы берегового базирования для картирования и определения динамических характеристик океанических вихрей и внутренних волн. Обсуждается возможность применения метода максимума кросскорреляции для восстановления поля скоростей течений в теле вихря и фазовых скоростей внутренних волн по оптическим изображениям морской поверхности.


6.
Комплексный контроль состояния морских акваторий оптическими методами. Часть 4. Оптоволоконная система измерения концентрации фитопланктона

Ю.Н. Кульчин, С.С. Вознесенский, Е.Л. Гамаюнов, А.А. Коротенко, А.Ю. Попик, А.Ю. Майор
Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, 690041, г. Владивосток, ул. Радио, 5
Ключевые слова: оптоволоконный датчик, флуориметр, флуоресценция, фитопланктон
Страницы: 40-45

Аннотация >>
Рассматриваются технические средства для осуществления оперативного контроля содержания фитопланктона методом флуоресценции в прибрежных морских акваториях. Приведены предварительные результаты мониторинга с помощью погружаемой флуориметрической системы, позволяющей выполнять измерения в режиме реального времени. Обсуждается возможность применения оптоволоконных погружаемых и прокачиваемых систем для комплексного мониторинга прибрежных акваторий.


7.
О возможности дистанционного зондирования изотопологов углеродсодержащих парниковых газов в атмосфере наземными ИК-Фурье-спектрометрами высокого разрешения

Н.В. Рокотян1, В.И. Захаров1, К.Г. Грибанов1, J. Jouzel2, Т. Warneke3, J. Notholt3
1Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, 620083, г. Екатеринбург, пр. Ленина, 51, Россия
2Лаборатория наук о климате и окружающей среде, Институт Пьерра Симона Лапласа, г. Жиф-сюр-Иветт, Франция
3Институт физики окружающей среды Бременского университета, г. Бремен, аллея Гана Отто, D-28359, Германия
Ключевые слова: изотопологи углеродсодержащих газов, дистанционное зондирование атмосферы, Фурье-спектрометрия, парниковые газы
Страницы: 46-51

Аннотация >>
Относительное содержание изотопологов 13CH4, 12CH4 и 13CO2, 12CO2 в атмосфере несет информацию об источниках эмиссии метана и углекислого газа. Высокое спектральное разрешение современных ИК-Фурье-спектрометров наземного базирования позволяет разрешать линии различных изотопологов атмосферных следовых газов в спектрах пропускания атмосферы. Проведено моделирование синтетических спектров пропускания безоблачной атмосферы в диапазоне 2200–11000 см–1, и найдены достаточно изолированные линии изотопологов 13CH4 и 13CO2. Отобраны и обработаны натурные спектры пропускания атмосферы, измеренные на Уральской атмосферной Фурье-станции в Коуровке и в Институте физики окружающей среды Бременского университета. Предложен метод, и представлены первые результаты дистанционного зондирования отношения 13CH4/12CH413CCH4) и 13CO2/12CO213CCO2) в атмосфере.


8.
Аэрозольный лидар для непрерывных атмосферных наблюдений

И.А. Разенков
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 34021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
Ключевые слова: лидар высокого спектрального разрешения, молекулярное рассеяние, атмосферный аэрозоль
Страницы: 52-63

Аннотация >>
Предлагается проект безопасного для глаз лидара высокого спектрального разрешения, работающего на длине волны 532 нм. Абсолютная калибровка обеспечивается наличием молекулярного канала, в котором фильтрация аэрозольного сигнала осуществляется кюветой с парами иода. В передатчике расширение лазерного пучка через приемный телескоп обеспечит высокую термомеханическую стабильность конструкции, что позволит установить малое поле зрения и существенно снизить уровень фоновой засветки. Показана детальная оптическая схема приемопередатчика, в которой для повышения стабильности передающая и приемная части располагаются по разные стороны оптической скамьи. Дается описание лазера, и приводятся характеристики системы. Проведен расчет лидарных сигналов и ошибок измерений, который показал, что для достижения 10%-й точности при определении аэрозольного коэффициента обратного рассеяния и оптической толщи в пределах тропосферы время осреднения сигнала должно быть не более 1 мин. Предлагаемая система должна работать непрерывно и автономно.


9.
Зеркальное рассеяние света на ледяных кристаллах облаков и взволнованной поверхности воды

А.В. Коношонкин1,2, А.Г. Боровой1
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
Ключевые слова: зеркальное рассеяние, глинт, ледяные кристаллы, водная поверхность
Страницы: 64-69

Аннотация >>
Зеркальное рассеяние света наблюдается как яркий пик, образующийся при отражении света от перистых облаков, снежного покрова и взволнованной поверхности воды. Получены аналитические выражения, объединяющие зеркальное рассеяние как на совокупности частиц, так и на непрерывной поверхности. Определены условия, при которых по виду дифференциального сечения рассеяния удается идентифицировать тип рассеивающей среды в задачах дистанционного зондирования.


10.
Экспериментальная оценка чувствительности СКР-лидара при использовании среднего УФ-диапазона длин волн

С.М. Бобровников1,2, Е.В. Горлов1,2, В.И. Жарков1
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
Ключевые слова: лидар, комбинационное рассеяние света, газовый анализ, атмосфера
Страницы: 70-74

Аннотация >>
Представлены экспериментальные результаты дистанционного обнаружения паров некоторых химических соединений в атмосфере с помощью СКР-лидара, построенного на базе эксимерного лазера на среде KrF c узкой линией излучения и многоканального анализатора спектра на основе дифракционного спектрографа и стробируемой ПЗС-камеры с усилителем яркости. Проведена оценка чувствительности системы при дальности зондирования 6–10 м. При использовании дополнительных средств подавления интенсивных полос СКР на молекулах N2 и O2 был достигнут порог обнаружения порядка 1 ppm. При проведении экспериментов по оценке уровня шумов и записи спектров СКР в атмосфере наблюдались как основные колебательно-вращательные полосы СКР на молекулах O2 и N2, так и их первые обертоны. Экспериментально подтверждено отсутствие мешающего влияния флуоресценции в области частотных сдвигов СКР


11.
Отклик параметров среднеширотной верхней атмосферы на геомагнитную бурю 21 января 2005 г. по данным оптических, магнитных и радиофизических измерений

Л.А. Леонович, А.В. Михалев, А.В. Тащилин, Р.А. Рахматулин, В.А. Леонович, А.Ю. Пашинин
Институт cолнечно-земной физики СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 126а, а/я 291
Ключевые слова: ионосферное возмущение, свечение верхней атмосферы, геомагнитные бури, пульсации
Страницы: 75-80

Аннотация >>
Исследуется отклик параметров верхней атмосферы средних широт на уникальную геомагнитную бурю 21 января 2005 г. Для анализа использовались данные измерений интенсивности свечения атмосферных эмиссий атомарного кислорода 557,7 и 630 нм, магнитосферных пульсаций и вариаций параметров ионосферы, полученных для региона Восточной Сибири (52° с.ш., 103° в.д.). Во время этой бури в рассматриваемом регионе наблюдалось проникновение глобального электрического поля на средние широты, геомагнитные пульсации в диапазоне периодов от 0,2 до 1000 с, поглощение радиоволн в D-области ионосферы, появление спорадических образований Es аврорального типа, увеличение интенсивности атмосферных эмиссий 630 и 557,7 нм. Результаты проведенных исследований указывают на то, что причиной возмущения параметров верхней атмосферы средних широт во время геомагнитных бурь могут быть высыпания энергичных заряженных частиц в ионосферу в периоды сжатия магнитосферы под воздействием усиленного динамического давления солнечного ветра.


12.
Применение метода малоуглового рассеяния лазерного излучения при исследовании импульсного распыления жидкостей

А.Н. Ишматов, И.Р. Ахмадеев
Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН, 659322, Алтайский край, г. Бийск, ул. Социалистическая, 1
Ключевые слова: метод малоуглового рассеяния лазерного излучения, измерительная установка, импульсное формирование аэрозоля, распыление жидкости
Страницы: 81-84

Аннотация >>
Рассмотрены особенности применения метода малоуглового рассеяния лазерного излучения для изучения импульсного формирования аэрозольных сред. Предложена модификация измерительной установки, которая позволяет вести исследования развития облака, смоделированного в лабораторных условиях, практически с момента после его образования.


13.
Коронный разряд в воздухе атмосферного давления при модулированном импульсе напряжения длительностью 10 мс

Д.В. Рыбка1, И.В. Андроников2, Г.С. Евтушенко3, А.В. Козырев2, В.Ю. Кожевников2, И.Д. Костыря1, В.Ф. Тарасенко1, М.В. Тригуб3, Ю.В. Шутько1
1Институт сильноточной электроники СО РАН, 634055, г. Томск, пр. Академический, 2/3
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
3Национальный исследовательский Томский политехнический университет 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30
Ключевые слова: разряд в воздухе атмосферного давления, формирование и распад коронного разряда, рентгеновское и оптическое излучение
Страницы: 85-90

Аннотация >>
В воздухе атмосферного давления исследованы формирование и распад диффузных «каналов» коронного разряда, а также оптическое и рентгеновское излучение из коронного разряда. На промежуток подавались модулированные с частотой ~ 290 кГц импульсы высокого напряжения амплитудой ~ 250 кВ и длительностью по основанию ~ 10 мс. При атмосферном давлении воздуха из коронного разряда зарегистрировано мягкое рентгеновское излучение. В области диффузных «каналов» обнаружены яркие светящиеся точки и на удалении от «каналов» плазменные образования. Установлено, что на диффузных «каналах» коронного разряда появляются изгибы, длина которых увеличивается к концу импульса напряжения