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 8

1.
Вариации микрофизических параметров аэрозоля приземного слоя атмосферы в переходной зоне «материк–океан»

К.А. ШМИРКО1, А.Н. ПАВЛОВ1, С.Ю. СТОЛЯРЧУК1, О.А. БУКИН2, А.А. БОБРИКОВ2, В.В. ПОЛЬКИН3, S.A. NGUEN4
1Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, 690041, г. Владивосток, ул. Радио, 5, Россия
kshmirko@gmail.com
2Морской государственный университет им. Адмирала Г.И. Невельского, 690059, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а, Россия
o_bukin@mail.ru
3Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1, Россия
victor@iao.ru
4Institute of Geophysics (IGP), A8, 18 Hoang Quoc Viet, Cau Giay, Hanoi, Vietnam
nxuananh05@gmail.com
Ключевые слова: атмосферный аэрозоль, переходная зона «материк–океан», Приморье
Страницы: 619-627
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
Приводятся результаты исследований вариаций микрофизических характеристик атмосферного аэрозоля в приземном слое в переходной зоне «материк–океан». Анализируются данные измерений, проводившихся за период с 01.08.2010 по 31.12.2012 г. на лидарной станции ИАПУ ДВО РАН (г. Владивосток). Получены характерные для исследуемого региона значения массовой концентрации субмикронного аэрозоля, сажи и функции распределения частиц по размерам. В зимнее время, характеризуемое северными ветрами и относительной влажностью порядка (50 ± 20)%, доминирующим является сухой, континентальный аэрозоль, а счетная концентрация Na имеет повышенные значения с максимумами в интервале от 100 до 120 см–3. Летом, когда господствуют южные ветры, а влажность достигает примерно 98%, преобладает морской аэрозоль, а Na принимает значения в диапазоне от (5 ± 5) в июне 2011 г. до (44 ± 20) см–3 в июле 2011 г. Суточный ход массовой и числовой концентрации наиболее явно выраженную периодичность имеет зимой. Модальный радиус частиц субмикронной фракции принимает значения от 0,275 мкм (в летний период) до 0,375 мкм (в зимний период), мода грубодисперсной фракций – 1,05 и 2,5 мкм соответственно. Сезонный и суточный ход массовой концентрации сажи MBC наиболее стабилен, а диапазон значений варьируется от (0,5 ± 0,5) (начало лета) до (3,0 ± 2,0) мкг/м 3 (январь–февраль). Установлено, что суточные вариации MBC в Сибирском регионе (г. Томск) и переходной зоне «материк–океан» (г. Владивосток) имеют схожую форму, однако во втором случае размах вариации MBC больше и максимален в зимний период.


2.
Результаты сравнительных исследований оптических, микрофизических характеристик и химического состава аэрозоля над акваторией Каспийского моря в 29-м и 41-м рейсах НИС «Рифт»

В.В. ПОЛЬКИН1, Д.М. КАБАНОВ1, С.М. САКЕРИН1, Л.П. ГОЛОБОКОВА2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
victor@iao.ru
2Лимнологический институт СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3
lg@lin.irk.ru
Ключевые слова: приводный аэрозоль, аэрозольная оптическая толща, счетная и массовая концентрации частиц, поглощающий аэрозоль – «сажа», химический ионный состав
Страницы: 628-635
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
Проводится сравнительный анализ характеристик атмосферного аэрозоля, полученных в Каспийском море на НИС «Рифт» в ноябре 2008 г. и в октябре 2012 г. в приводном слое и во всей толще атмосферы. Исследовались аэрозольная оптическая толща в области спектра 0,3–2,14 мкм и общее влагосодержание атмосферы; счетная концентрация частиц и распределение частиц по размерам в диапазоне 0,3–20 мкм по диаметру; массовая концентрация субмикронного аэрозоля и массовая концентрация поглощающего аэрозоля – «сажи»; химический ионный состав растворимой части аэрозоля и газовых примесей – Cl, SO42–, NO3, РО43–, F, HCO3, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+, H+, HCl, HNO3, SO2, NH3.


3.
Прикладные аспекты экологии при эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники

В.А. АРХИПОВ1,2, И.К. ЖАРОВА1, Е.А. КОЗЛОВ1, А.С. ТКАЧЕНКО3
1НИИ прикладной математики и механики Томского государственного университета, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
zharova@niipmm.tsu.ru
2Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН, 659322, г. Бийск, ул. Социалистическая, 1
3Томский государственный педагогический университет, 634041, г. Томск, ул. Киевская, 60
atka@sibmail.com
Ключевые слова: экология, атмосфера, ракеты-носители, авиационное топливо, токсичные компоненты
Страницы: 636-641
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
Обсуждаются экологические проблемы эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники. Представлены результаты математического моделирования термогазодинамических процессов в жидкокапельных средах, загрязняющих атмосферу при падении отработанных ступеней ракет-носителей и при аварийном сбросе авиационного топлива.


4.
Экспериментальные и численные исследования длительного загрязнения снегового покрова ураном и торием в окрестностях теплоэлектростанции (на примере Томской ГРЭС-2)

А.В. ТАЛОВСКАЯ1, В.Ф. РАПУТА2, Е.А. ФИЛИМОНЕНКО1, Е.Г. ЯЗИКОВ1
1Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30
talovskaj@yandex.ru
2Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 6
raputa@sscc.ru
Ключевые слова: пылевые атмосферные выпадения, теплоэлектростанция, снег, уран, торий, математическое моделирование, монодисперсная модель
Страницы: 642-646
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
Обсуждаются результаты полевых, химико-аналитических исследований и численного анализа процессов оседания пылеаэрозолей в зоне интенсивного воздействия выбросов Томской ГРЭС-2 в зимние периоды с 2009 по 2012 г. В рамках модели реконструкции поля выпадений монодисперсной примеси от точечного источника проведена интерпретация данных наблюдений содержания в снеге твердого осадка, урана, тория в направлении маршрута отбора проб. Показано, что наиболее значительные выпадения этих примесей происходят в ближней окрестности высотных труб станции в составе крупных фракций частиц.


5.
Численное моделирование самофокусировки и филаментации трубчатых лазерных пучков в воздухе

Ю.Э. ГЕЙНЦ, А.А. ЗЕМЛЯНОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
ygeints@iao.ru
Ключевые слова: самофокусировка, филаментация, ультракороткое лазерное излучение, профилированные пучки
Страницы: 647-653
Подраздел: НЕЛИНЕЙНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В АТМОСФЕРЕ И ОКЕАНЕ

Аннотация >>
Рассмотрена проблема нелинейного распространения в воздухе мощных фемтосекундных лазерных импульсов ближнего ИК-диапазона. На основе численного решения параксиального уравнения для огибающей поля оптической волны теоретически исследованы закономерности самофокусировки и филаментации трубчатых световых пучков, имеющих кольцеобразный поперечный профиль интенсивности, при широком варьировании их начальной угловой расходимости. Установлено, что участок филаментации таких пучков в сравнении с филаментацией гауссовского пучка равной мощности удален по трассе и характеризуется значительно большей протяженностью и плотностью свободных электронов лазерной плазмы. Путем изменения начальной угловой расходимости или ширины кольцевой области начального распределения интенсивности пучка возможно эффективно управлять положением и длиной световых филаментов по трассе распространения.


6.
Нелинейный показатель преломления атмосферных газов, индуцированный вынужденным комбинационным рассеянием фемтосекундного импульса на вращательных переходах молекул

Ю.Н. ПОНОМАРЕВ, С.Р. УОГИНТАС
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
yupon@iao.ru
Ключевые слова: фемтосекундные импульсы, нерезонансное взаимодействие, молекулы
Страницы: 654-658
Подраздел: НЕЛИНЕЙНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В АТМОСФЕРЕ И ОКЕАНЕ

Аннотация >>
В рамках формализма матрицы плотности получены выражения для нестационарной диэлектрической восприимчивости третьего порядка и соответствующего ей показателя преломления, связанных с вынужденным комбинационным рассеянием нерезонансного фемтосекундного импульса на вращательных переходах молекул. В явном виде показаны анизотропия и временная инерционность отклика ядерной подсистемы молекулы на поле импульса. Вычисленные средние значения показателя преломления n2 для молекулярных азота (2 × 10–19 см2/Вт) и кислорода (4 × 10–19 см2/Вт) согласуются с имеющимися в литературе данными.


7.
Пространственно-временная изменчивость суммарной солнечной радиации на территории Западной Сибири

М.Ю. АРШИНОВ1, Б.Д. БЕЛАН1, Д.К. ДАВЫДОВ1, Т.К. СКЛЯДНЕВА1, А.В. ФОФОНОВ1, T. MACHIDA2, M. SASAKAWA2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
michael@iao.ru
2Национальный институт исследования окружающей среды, г. Цукуба, Япония
Ключевые слова: солнечная радиация, мониторинг, Западная Сибирь
Страницы: 659-664
Подраздел: АТМОСФЕРНАЯ РАДИАЦИЯ, ОПТИЧЕСКАЯ ПОГОДА И КЛИМАТ

Аннотация >>
Представлены результаты анализа пространственно-временной изменчивости суммарной солнечной радиации на территории Западной Сибири. Показано, что на юге и юго-востоке Западной Сибири отмечена тенденция отрицательного тренда приходящей солнечной радиации. На юге Западной Сибири максимальное поступление суммарной радиации зарегистрировано в июне–июле в зависимости от года измерений, а на севере – в июле. Минимальные вариации месячных сумм суммарной радиации наблюдаются в летний период (2–15%).


8.
Суточная динамика вертикального распределения озона в пограничном слое атмосферы в районе Томска

П.Н. АНТОХИН, В.Г. АРШИНОВА, М.Ю. АРШИНОВ, Б.Д. БЕЛАН, С.Б. БЕЛАН, Д.К. ДАВЫДОВ, А.В. КОЗЛОВ, О.А. КРАСНОВ, О.В. ПРАСЛОВА, Т.М. РАССКАЗЧИКОВА, Д.Е. САВКИН, Г.Н. ТОЛМАЧЕВ, А.В. ФОФОНОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
apn@iao.ru
Ключевые слова: атмосфера, воздух, вертикальное распределение, газы, пограничный слой
Страницы: 665-672
Подраздел: АТМОСФЕРНАЯ РАДИАЦИЯ, ОПТИЧЕСКАЯ ПОГОДА И КЛИМАТ

Аннотация >>
По результатам самолетного зондирования рассматривается динамика вертикального распределения озона в пограничном слое атмосферы. Измерения производились с борта самолета Ан-2. В течение 2011–2012 гг. в характерные сезоны года (зима, весна, лето) проведено 6 самолетных зондирований вертикального распределения озона в пограничном слое атмосфере над постом Березоречка Томской области. Показано, что в период активной фотохимической генерации озона в пограничном слое атмосферы наблюдается заметный суточный ход, который определяется его образованием in situ. При этом в период активного турбулентного обмена в верхней части пограничного слоя наблюдаются нисходящий поток за счет вовлечения озона из свободной атмосферы, в нижней его части – выраженный восходящий поток, который обусловлен генерацией озона из газов-предшественников.


9.
Сравнительный анализ панхроматического и многоспектрального режимов обнаружения пространственных объектов

А.В. АНИЩЕНКО, С.М. ОГРЕБ, П.М. ЮХНО
Федеральное автономное учреждение «Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю», 394020, г. Воронеж, ул. 9 января, 280a
saas54@mail.ru
Ключевые слова: обнаружитель, панхроматический, многоспектральный, функционал правдоподобия, решающее правило, синтез
Страницы: 673-678
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
На основе статистического синтеза оптимального обнаружителя пространственных объектов для панхроматического и многоспектрального режимов определены условия, при которых один из этих режимов обеспечивает более высокую вероятность обнаружения пространственных объектов по сравнению с другим.


10.
Метод измерения характеристик турбулентности по наблюдениям дрожания астрономических изображений на борту самолета. Часть 1. Основные эргодические теоремы

В.В. НОСОВ, В.П. ЛУКИН
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
nosov@iao.ru
Ключевые слова: статистические характеристики, случайные функции, осреднение, эргодическая теорема
Страницы: 679-691
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Исследованы аспекты построения статистических характеристик случайных функций для дискретно-непрерывного осреднения, соответствующего конечному времени отклика измерителя. При таком осреднении, обычно реализующемся на практике, любая дискретная последовательность эмпирических значений случайной функции является частично осредненной по некоторому интервалу изменения аргумента. Получены оценки скорости сходимости дисперсии отклонения среднего по времени от среднего по ансамблю (обобщения эргодической теоремы Тейлора), обеспечивающие сходимость по вероятности. Показано, что скорость сходимости зависит от интегральных масштабов корреляции случайной функции, которые определяются типом осреднения, фактически различаясь для непрерывного, дискретного и дискретно-непрерывного осреднения. Установлены связи между масштабами. Получено уравнение, связывающее корреляционные функции неосредненного и частично осредненного случайного процессов. Установлено, что функцию корреляции неосредненного процесса можно удовлетворительно восстанавливать из частично осредненных данных, даже при больших интервалах частичного осреднения.


11.
Методика предварительной оценки точности метеоданных MODIS при атмосферной коррекции спутниковых ИК-измерений

М.В. ЭНГЕЛЬ1, С.В. АФОНИН1, В.В. БЕЛОВ1,2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
angel@iao.ru
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
belov@iao.ru
Ключевые слова: спутниковые ИК-измерения, атмосферная коррекция, спутниковые метеоданные, оценка точности метеоданных
Страницы: 692-694
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
На основе результатов численного моделирования и обработки реальных спутниковых данных предложена методика автоматической оценки качества метеоданных MODIS, используемых при атмосферной коррекции спутниковых ИК-измерений температуры земной поверхности.


12.
Измерительно-вычислительный комплекс для мониторинга и прогноза метеорологической ситуации в аэропорту

В.В. ЗУЕВ1, А.П. ШЕЛЕХОВ1, Е.А. ШЕЛЕХОВА1, А.В. СТАРЧЕНКО1,2, А.А. БАРТ2, Н.Н. БОГОСЛОВСКИЙ2, С.А. ПРОХАНОВ2, Л.И. КИЖНЕР2
1Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, г. Томск, пр. Академический, 10/3
vvzuev@imces.ru
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
starchenko@iao.ru
Ключевые слова: измерительно-вычислительный комплекс, мониторинг атмосферного пограничного слоя, мезомасштабные метеорологические модели
Страницы: 695-700
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Описан измерительно-вычислительный комплекс для мониторинга и прогноза метеорологической ситуации в аэропорту, в состав которого входят метеорологический температурный профилемер MTP-5PЕ, универсальная метеостанция Vaisala WXT520, основной и дистанционный терминалы для управления комплексом, сетевое хранилище данных, две метеорологические модели высокого разрешения, сервер и кластер Томского государственного университета СКИФ Cyberia. Представлены результаты мониторинга и прогноза температурного профиля атмосферы и приземных значений скорости и направления ветра, давления, влажности и температуры для прошедшей зимы, когда в аэропорту Богашево, г. Томск, отмечались различные экстремальные погодные явления. Показано, что измеренные и рассчитанные вертикальные профили температуры в нижней части атмосферного пограничного слоя имеют высокий уровень количественного и качественного совпадения результатов.


13.
Лидарные измерения плотности воздуха в средней атмосфере. Часть 2. Моделирование потенциальных возможностей зондирования в УФ-области спектра

В.Н. МАРИЧЕВ1,2, Д.А. БОЧКОВСКИЙ1,2
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
moto@iao.ru
Ключевые слова: плотность воздуха, средняя атмосфера, лидар
Страницы: 701-704
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Выполнен анализ оценки погрешностей лидарных измерений плотности средней атмосферы. Рассматривался установленный на МКС лидар. В качестве передатчика лидара был взят твердотельный Nd:YAG-лазер с излучением на 3-й и 4-й гармониках с длинами волн 355 и 266 нм. Расчеты проведены для лидара с умеренными параметрами: энергия импульса 0,4 Дж (355 нм) и 0,2 Дж (266 нм), частота посылок 20 Гц, время накопления 60 с, радиус приемных зеркал 0,3 и 0,5 м, поле зрения приемного телескопа 1 и 0,1 мрад, полоса пропускания светофильтров 0,5, 1 и 10 нм, пространственное разрешение 1 км. Результаты анализа показали, что излучением на длине волны 355 нм в зависимости от параметров лидара на уровне 10%-й погрешности измерений можно охватить диапазон высот в среднем от 75 км в ночное время и от 55 в дневное до 10 км (ниже расчеты не проводились). При работе с излучением на 266 нм на уровне 10%-й погрешности удается продвинуться до границы верхней мезосферы 90 км и проникнуть в глубь атмосферы до высоты 38 км. Таким образом, использование двух гармоник позволит освоить диапазон высот измерений плотности воздуха с борта МКС с 90 км до тропосферы.


14.
Оптико-акустические измерения поглощения УФ (266 нм) лазерных импульсов в смесях водяного пара с азотом

А.Н. КУРЯК, М.М. МАКОГОН, Ю.Н. ПОНОМАРЕВ, Б.А. ТИХОМИРОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634021, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
alex@asd.iao.ru
Ключевые слова: поглощение водяного пара, УФ-диапазон, лазер, оптико-акустический метод
Страницы: 705-708
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Представлены результаты оптико-акустических измерений поглощения лазерных импульсов с длиной волны 266 нм (четвертая гармоника YAG-лазера) водяным паром в смесях с азотом в зависимости от интенсивности излучения (0,5–10 МВт × см–2) и парциального давления H2O (0–10 мбар). Установлено, что линейное в указанном диапазоне интенсивностей поглощение увеличивается с ростом парциального давления H2O в области 0–5 мбар и почти не изменяется в области 5–10 мбар, превышая поглощение в чистом азоте всего лишь в 2 раза.