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

2012 год, номер 11

1.
Филаментация негауссовских лазерных пучков с различной геометрической расходимостью на атмосферной трассе

Д.В. Апексимов1, Ю.Э. Гейнц1, А.А. Землянов1, А.М. Кабанов1, Г.Г. Матвиенко1, А.Н. Степанов2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
apeximov@iao.ru
2Институт прикладной физики РАН, 603600, г. Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46
step@ufp.appl.sci-nnov.ru
Ключевые слова: ультракороткое лазерное излучение, фокусировка, филаментация, ultrashort laser radiation, focused propagation, filamentation
Страницы: 929-935

Аннотация >>
Представлены результаты атмосферных экспериментов по распространению в режиме самофокусировки и филаментации фемтосекундных ИК лазерных импульсов со сложным начальным поперечным профилем интенсивности. Изучено влияние начальной геометрической расходимости излучения на поперечную структуру световой энергии пучка в конце трассы. Проведено численное моделирование задачи, и установлены параметры образующихся филаментов и плазменного канала. Показано, что геометрическая фокусировка или дефокусировка излучения позволяют перемещать по трассе нелинейный фокус и связанный с ним участок филаментации силового излучения в достаточно широких пределах.


2.
Частота появления ошибочных битов в системах беспроводной оптической связи с частично когерентным передающим пучком

М.А. Воронцов1, В.В. Дудоров2, М.О. Зырянова2, В.В. Колосов2, Г.А. Филимонов2
1University of Dayton, College Park, Dayton, OH 45469, USA
Mikhail.Vorontsov@udayton.edu
2Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1, Россия
dvv@iao.ru
Ключевые слова: беспроводная оптическая связь, турбулентная атмосфера, частичная когерентность, FSO communication, atmospheric turbulence, partial coherence
Страницы: 936-940

Аннотация >>
Исследуется влияние степени когерентности передающего пучка на частоту появления ошибочных битов (BER – bit error rate) в системах беспроводной оптической связи. Получено, что для любого типа трассы распространения (горизонтальной, вертикальной или наклонной) и различной степени проявления турбулентных эффектов существуют оптимальные значения выходной мощности и степени когерентности передающего оптического пучка, определяемой радиусом Фрида. Оптимальное значение степени когерентности можно определить по минимому вычисленной частоты появления ошибочных битов.


3.
Дифракция широкополосных импульсных пучков света

В.А. Банах, Л.О. Герасимова, И.В. Залозная, О.В. Тихомирова
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
banakh@iao.ru
Ключевые слова: дифракция, интенсивность, широкополосные оптические импульсы, комплексный аналитический сигнал, огибающая узкополосного сигнала, частично когерентные гауссовы пучки, diffraction, intensity, broadband optical pulses, complex analytic signal, narrowband-signal envelope, partially coherent Gaussian beams
Страницы: 941-947

Аннотация >>
Проведен расчет интенсивности широкополосных световых импульсов, распространяющихся в свободном пространстве, в приближении огибающей узкополосного сигнала и на основе комплексного аналитического сигнала. Показано, что для расчета дифракции импульсных световых пучков независимо от длительности импульса и его когерентности в пространстве и во времени возможно использование приближения огибающей узкополосного сигнала.


4.
Алгоритм моделирования динамической турбулентности в задачах атмосферной и адаптивной оптики

П.А. Коняев
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
petrkonyaev@gmail.com
Ключевые слова: вычислительные алгоритмы, компьютерное моделирование, случайные процессы, атмосферная турбулентность, адаптивная оптика, computational algorithms, computer simulations, random media, atmospheric turbulence, adaptive optics
Страницы: 948-951

Аннотация >>
Предложена модификация спектрально-фазового метода для компьютерного моделирования изменяющихся во времени случайных процессов и полей. В алгоритме используется модель авторегрессии со скользящим средним, описываемая дискретным разностным уравнением. Реализация алгоритма отличается простотой и эффективностью при моделировании динамических задач атмосферной и адаптивной оптики.


5.
Сезонные особенности проявления различных типов гигрограмм коэффициента рассеяния

С.А. Терпугова, Т.А. Докукина, Е.П. Яушева, М.В. Панченко
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
swet@iao.ru
Ключевые слова: аэрозоль, конденсационная активность, гигрограмма, aerosol, condensation activity, hygrogram
Страницы: 952-957

Аннотация >>
Рассматриваются результаты 12-летних исследований зависимости аэрозольного коэффициента рассеяния от относительной влажности воздуха при ее контролируемом изменении (гигрограмм). Выявлено, что не всегда эта функция может быть представлена в однопараметрическом виде во всем диапазоне изменения относительной влажности. Иногда при некотором ее значении наблюдается ярко выраженный фазовый переход. Анализируется частота появления гигрограмм с фазовым переходом в различные сезоны и в разных воздушных массах. Определены вещества, присутствие которых в аэрозольных частицах может обусловливать наличие фазового перехода.


6.
Пространственно-временная изменчивость аэрозольной оптической толщи атмосферы на территории Поволжья, Урала и Западной Сибири

С.М. Сакерин1, С.Ю. Андреев1, Т.В. Бедарева1, Д.М. Кабанов1, В.А. Поддубный2, А.П. Лужецкая2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
sms@iao.ru
2Институт промышленной экологии УрО РАН, 620219, г. Екатеринбург, ГСП-594, ул. С. Ковалевской, 20а
Basil@ecko.uran.ru
Ключевые слова: спутниковый мониторинг, аэрозольная оптическая толща, пространственное распределение, годовой ход, satellite monitoring, aerosol optical depth, spatial distribution, annual behavior
Страницы: 958-962

Аннотация >>
Рассматриваются особенности пространственного распределения и сезонной изменчивости аэрозольной оптической толщи (АОТ) атмосферы в области спектра 0,55 мкм на территории Поволжья, Урала и Западной Сибири по многолетним данным спутниковых наблюдений (MODIS/TERRA и AQUA). Проводится сопоставление спутниковых значений АОТ для отдельных районов Среднего Урала с результатами наблюдений AERONET в районе Коуровской астрономической обсерватории. Показано, что с апреля по декабрь годовой ход АОТ во всех районах одинаков: максимумы замутнения – весной и летом (август), минимумы – в июне и осенью. В среднем более высокие значения АОТ наблюдаются на юге Западной Сибири и Поволжья, а минимальные – на Северном Урале. Отмечается высокая взаимосвязь вариаций месячных значений АОТ в отдельных районах.


7.
Годовой ход микрофизических характеристик аэрозоля на станции Восток в 2009 и 2011 гг

В.В. Полькин, В.В. Полькин, М.В. Панченко
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
victor@iao.ru
Ключевые слова: концентрация аэрозоля, концентрация сажи, распределение частиц по размерам, aerosol concentration, black carbon concentration, particle size distribution
Страницы: 963-967

Аннотация >>
В апреле–декабре 2009 и январе–декабре 2011 гг. на Российской внутриконтинентальной станции Восток в рамках 54-й и 56-й Российских антарктических экспедиций с помощью аэрозольного комплекса, в состав которого входили модифицированный нефелометр ФАН, фотоэлектрический счетчик частиц АЗ-10 и аэталометр, разработанный в Институте оптики атмосферы СО РАН, проводились измерения микрофизических характеристик атмосферного аэрозоля. С периодичностью 1–2 ч определялись счетная и массовая концентрации аэрозоля, дисперсный состав (гранулометрия) в диапазоне диаметров частиц d = 0,3 ¸ 10 мкм и массовая концентрация микрокристаллического углерода. Анализируется временная изменчивость измеренных аэрозольных параметров. Сезонная зависимость аэрозольных параметров в годовом ходе проявляется в максимальных значениях параметров для ноября–апреля и минимальных для июня–августа. Показано, что сезонные различия в дисперсном составе антарктического аэрозоля проявляются главным образом в субмикронном диапазоне размеров. Проводится сравнение полученных результатов с данными других исследователей для высокоширотных районов Антарктиды.


8.
Характеристики структуры и динамики ППС в переходной зоне «материк–океан». Часть II. Летний период

А.Н. Павлов, К.А. Шмирко, С.Ю. Столярчук
Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН, 690041, г. Владивосток, ул. Радио, 5
anpavlov@iacp.dvo.ru
Ключевые слова: лидарное зондирование атмосферы, планетарный пограничный слой, переходная зона «материк–океан», lidar sounding of the atmosphere, planetary boundary layer, transitional ocean–continent zone
Страницы: 968-975

Аннотация >>
Приведены результаты исследования структуры и динамики планетарного пограничного слоя (ППС) атмосферы летом в переходной зоне «материк–океан», восстановленных по результатам лидарного зондирования атмосферы. Установлены характерные параметры ППС и механизмы, формирующие его структуру и динамику. На примере нескольких летних дней иллюстрируются характерные особенности структуры и динамики ППС данного региона. Даются значения средней высоты основного ППС, верхней границы конвективного слоя и средней высоты стабильного слоя в летние месяцы, а также значения высоты проявления бризовой циркуляции. Приводится обоснование наблюдаемых особенностей.


9.
Исследование изменчивости вертикальной структуры фонового аэрозоля в стратосфере над Томском на основе лидарных наблюдений в 2010–2011 гг

В.Н. Маричев1,2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
marichev@iao.ru
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
Ключевые слова: лидар, аэрозоль, стратосфера, аэрозольные слои, lidar, aerosol, stratosphere, aerosol layers
Страницы: 976-984

Аннотация >>
Анализируются экспериментальные данные по изменчивости вертикально-временной структуры аэрозоля, полученные на лидарном комплексе малой станции высотного зондирования атмосферы ИОА СО РАН за период 2010–2011 гг. Характерной особенностью указанного периода было практическое отсутствие вулканической активности с выбросами в стратосферу. Поэтому возникла возможность для изучения поведения вертикальной структуры фонового аэрозоля в стратосфере помесячно за отдельные ночи в течение двух лет. По результатам анализа выявлены отличия вертикальной стратификации аэрозоля между 2010 и 2011 г. Для 2010 г. максимальное аэрозольное наполнение отмечалось в январе до высот 30 км, с февраля начиналось его убывание до практического исчезновения в марте–августе, а с сентября происходил устойчивый рост. В 2011 г. наблюдалось более интенсивное и продолжительное аэрозольное наполнение стратосферы. Так, высота протяженности аэрозольной компоненты в январе–марте достигала 40 км, отсутствие аэрозоля в стратосфере ограничилось тремя месяцами (май–июль).


10.
Флуктуации интенсивности лазерного пучка, распространяющегося через сверхзвуковую затопленную струю

Д.А. Маракасов, В.М. Сазанович, А.А. Сухарев, Р.Ш. Цвык
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
mda@iao.ru
Ключевые слова: сверхзвуковая струя, флуктуации, спектры, лазерный пучок, supersonic jet, fluctuations, the spectra, laser beam
Страницы: 985-992

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментальных исследований флуктуаций интенсивности лазерного пучка, распространяющегося через сверхзвуковую затопленную струю. Лазерный пучок проходил поперек струи на различных расстояниях от сопла Витошинского. Эксперимент проводился при давлениях в камере Эйфеля от 1,7 до 7 при двух режимах истечения струи: с использованием шевронов на выходном сопле (насадка) и без шевронов. Определены зависимости дисперсии и спектров флуктуаций от давления и расстояния от сопла. Оценивается внутренний оптический масштаб турбулентности.


11.
Трактовка дифракции света на щели на основе экспериментальных данных

Ю.И. Терентьев
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
bee@iao.ru
Ключевые слова: отклонение, световые лучи, зона отклонения, область края экрана, deflection, light beams, deflection zone, area of screen’s edge
Страницы: 993-998

Аннотация >>
На основании ранее экспериментально установленных фактов существования отклонения световых лучей в области у края экрана и определяющей его закономерности, образования дифракционных полос от щели вследствие интерференции лучей, распространяющихся из областей у противоположных краев щели, получена формула для интенсивности света в max, аналогичная формулам строгой теории и теории Кирхгофа.


12.
Влияние локальных полей вблизи агломерированных наночастиц на эффективность суперлюминесценции в растворах органического красителя

В.А. Донченко, А.А. Землянов, Н.С. Кривошеев, В.А. Харенков
Сибирский физико-технический институт им. Кузнецова при Томском государственном университете, 634050, г. Томск, пл. Новособорная, 1
don@spti.tsu.ru
Ключевые слова: агломераты, генерация, локальные поля, суперлюминесценция, agglomerates, lasing, local fields, superluminescence
Страницы: 999-1002

Аннотация >>
Показано, что наличие нерезонансных оптических полей повышенной интенсивности вблизи поверхности агломератов наночастиц приводит к понижению энергетических порогов суперлюминесценции красителя и повышению eе эффективности. Экспериментально исследовалась суперлюминесценция в тонком слое лазерного красителя R6G с наночастицами Ag, Аl без проявления в среде random laser и эффекта плазмонного резонанса.


13.
Исследование возможности масштабирования CuBr-лазеров с емкостной накачкой

Ф.А. Губарев1,2, Д.В. Шиянов1,2, В.Б. Суханов1,2, Г.С. Евтушенко2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
gubarevfa@tpu.ru
2Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30
qel@asd.iao.ru
Ключевые слова: лазер на парах бромида меди, лазер на парах металлов, емкостный разряд, накачка, активная добавка, copper bromide laser, metal vapor laser, capacitive discharge, excitation, active additive
Страницы: 1003-1006

Аннотация >>
Представлены результаты исследования энергетических характеристик CuBr-лазера среднего активного объема, возбуждаемого продольным емкостным разрядом. Исследованы зависимости мощности генерации от различных эксплуатационных параметров, в том числе от величины эквивалентной емкости электродов. Получена максимальная на сегодня средняя мощность генерации CuBr-лазера с накачкой продольным емкостным разрядом 12 Вт при кпд ~0,5%. Результаты получены при суммарной расчетной емкости электродов с каждой стороны от активной области 1190 пФ.


14.
Вариации и тренды содержания СО 2 и Н 2О в кольцах спилов хвойных деревьев

Б.Г. Агеев1, А.Н. Груздев2, Г.В. Матяшенко3, Д.А. Савчук4, В.А. Сапожникова1, Ю.Н. Пономарев1
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
sapo@asd.iao.ru
2Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, 119017, г. Москва, пер. Пыжевский, 3
3Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а
4Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634021, г. Томск, пр. Академический, 10/3
savchuk@imces.ru
Ключевые слова: СО , цикличность, годичные кольца, лазерный фотоакустический газоанализ, климатический отклик, СО , cyclicity, tree rings, laser photoacoustic gas analysis, climatic response
Страницы: 1007-1013

Аннотация >>
Приводятся данные об изменении содержания СО 2 и Н 2О в годичных кольцах спилов хвойных деревьев из районов с различными климатическими условиями, проводится сравнение этих данных с шириной годичного кольца, делаются выводы относительно климатического отклика в погодичных распределениях СО 2 и Н 2О. Выдвигается гипотеза, что появление долгопериодных циклов в распределениях СО 2 по годичным кольцам является реакцией деревьев на изменение условий окружающей среды.


15.
Влияние света, трансформированного фотолюминесцентными пленками, на деструктивную активность микроорганизмов нефтезагрязненных почв

Л.К. Алтунина, Л.И. Сваровская, Д.А. Филатов
Институт химии нефти СО РАН, 634021, г. Томск, пр. Академический, 4
alk@ipc.tsc.ru
Ключевые слова: фотолюминесцентные полимерные пленки, нефтезагрязненная почва, углеводородокисляющие микроорганизмы, оксигеназная активность, биодеструкция углеводородов нефти, photoluminescent polymer films, oil-contaminated soils, hydrocarbon-oxidizing microorganisms, oxygenase activity, biodegradation of petroleum hydrocarbons
Страницы: 1014-1018

Аннотация >>
Изучено стимулирующее влияние солнечного света, трансформированного фотолюминесцентными полимерными пленками, на динамику численности и ферментативную активность микроорганизмов нефтезагрязненных почв. Биодеструкция углеводородов нефти на опытных участках почвы за 60 сут составила 60–70% от исходного загрязнения, с применением обычной полиэтиленовой пленки – 26%. Анализ остаточных углеводородов, экстрагированных из опытных образцов загрязненной почвы, методом ИК-спектроскопии показал появление дополнительных полос поглощения в области 3350, 1600 и 1710 см –1, что указывает на образование продуктов метаболизма при ферментативном окислении нефти. Хроматографический анализ подтвердил интенсивность окислительных процессов в нефтезагрязненной почве с применением фотолюминесцентных пленок.