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

2016 год, номер 4

1.
Вклад атмосферной турбулентности в искажения лазерных пучков, вызываемые ударной волной, формирующейся при сверхзвуковом обтекании турели

В.А. БАНАХ, А.А. СУХАРЕВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
banakh@iao.ru
Ключевые слова: ударная волна, турель, средняя интенсивность, турбулентность, дисперсия флуктуаций интенсивности, shock wave, turret, mean intensity, turbulence, variance of intensity fluctuations
Страницы: 257-262
Подраздел: СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Представлены результаты анализа средней интенсивности, флуктуаций интенсивности и регулярных и случайных смещений оптических пучков, распространяющихся через ударную волну, образующуюся при сверхзвуковом обтекании потоком воздуха турели, в турбулентной атмосфере. Показано, что с усилением оптической турбулентности влияние ударной волны, образующейся при сверхзвуковом обтекании турели, настолько сильно, что даже при наихудших условиях по турбулентности воздействие ударной волны на пучок остается преобладающим.

DOI: 10.15372/AOO20160401
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
Диагностика короткоживущих аэрозольных скоплений при помощи самолетных лидаров

А.С. ГУРВИЧ, В.А. КУЛИКОВ
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, 119017, г. Москва, Пыжевский пер., 3
gurvich@ifaran.ru
Ключевые слова: самолетный лидар, аэрозоль, airborne lidar, aerosol
Страницы: 263-267
Подраздел: СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Рассмотрена диагностика аэрозольных скоплений по лидарным измерениям с борта самолета при зондировании вперед по курсу полета. На численных моделях продемонстрирована возможность наблюдения временной эволюции короткоживущих (от нескольких до десятков секунд) аэрозольных скоплений с горизонтальными размерами от сотен метров до нескольких километров. Показано, что, в отличие от наблюдений с неподвижным зондирующим лазерным пучком, анализ эволюции скоплений на основе таких измерений возможен без привлечения дополнительных гипотез о пространственно-временной структуре скопления.

DOI: 10.15372/AOO20160402
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
Суперстатистика мерцаний оптических пучков на термически неравновесных трассах

Т.И. АРСЕНЬЯН1, О.М. ВОХНИК1, А.М. ЗОТОВ1, А.Г. КОМАРОВ2, А.В. НЕСТЕРОВ2, Н.А. СУХАРЕВА1
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119991, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 2
arsenyan@mail.ru
2Московский научно-исследовательский институт радиосвязи, 109029, г. Москва, Нижегородская ул., 32
ag_komarov@mail.ru
Ключевые слова: открытый оптический канал, статистика Тсаллиса, турбулентность, суперстатистика, индекс мерцаний, open optical channel, Tsallis statistics, turbulence, superstatistics, index of scintillations
Страницы: 268-275
Подраздел: СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Представлены методы анализа вариации интенсивности зондирующего оптического пучка на выходе нестационарной неравновесной трассы. Использован аппарат суперстатистики и неэкстенсивной статистической механики. На основе зависимости первых и вторых моментов экспериментально регистрируемых функций распределения интенсивности мерцаний в субапертурах профиля выходного пучка предложены модели неравновесных течений, высказаны гипотезы о распределении температур и фазовых состояний аэродинамических потоков на трассе.

DOI: 10.15372/AOO20160403
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
Модовая конвертация структурно-устойчивых векторных пучков в открытых оптических каналах

Т.И. АРСЕНЬЯН, Е.А. БАБАНИН, О.М. ВОХНИК, А.М. ЗОТОВ, А.Ф. МАРДАНОВ, Н.А. СУХАРЕВА
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119991, г. Москва, Ленинские горы, 1, стр. 2
arsenyan@mail.ru
Ключевые слова: структурно-устойчивые пучки, модовый конвертер, пучки Айнса-Гаусса, открытый оптический канал, structurally stable beams, mode converters, Ince-Gaussian beams, free space optical channel
Страницы: 276-284
Подраздел: СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Экспериментально исследованы процессы перестройки пространственного распределения интенсивности суперпозиции структурно-устойчивых пучков с осевой симметрией при распространении в открытых оптических каналах передачи данных. Обсуждаются инварианты преобразования структуры пучка как носителя пространственного кода. Выполнены оценки корреляционных и дисперсионных параметров случайного процесса модуляции оптической плотности, указано на возможность кратного различия этих характеристик вдоль различных направлений, перпендикулярных оси пучка.

DOI: 10.15372/AOO20160404
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
Оценивание интегральной скорости ветра и турбулентности в атмосфере по искажениям видеоизображений естественно освещенных объектов

А.Л. АФАНАСЬЕВ, В.А. БАНАХ, А.П. РОСТОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
afanasiev@iao.ru
Ключевые слова: скорость ветра, турбулентность, видеоизображение, пространственно-временная корреляция, wind velocity, turbulence, optical imaging, spatio-temporal correlation
Страницы: 285-293
Подраздел: СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Представлены одновременные оценки среднего поперечного ветра и интенсивности атмосферной турбулентности классическим методом лазерного просвечивания и пассивным оптическим методом из анализа излучения, рассеянного на природных или искусственных топографических объектах в условиях естественного дневного освещения. Метод пассивного зондирования не требует искусственного светового источника и заключается в формировании некогерентных изображений топографических объектов, наблюдаемых при солнечном освещении, и анализе искажений, наведенных турбулентностью между объектом и плоскостью наблюдения. В атмосферном эксперименте на одной и той же измерительной трассе выполнено сравнение оценок интегральных значений среднего поперечного ветра и структурной характеристики показателя преломления воздуха обоими методами. Проведено сопоставление с лидарными данными. Оптические измерения интегральных характеристик сопровождались независимыми локальными акустическими измерениями с использованием ультразвукового термоанемометра.

DOI: 10.15372/AOO20160405
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
Оценка средней скорости ветра из корреляции смещений центров тяжести изображений некогерентных источников в турбулентной атмосфере

Д.А. МАРАКАСОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
mda@iao.ru
Ключевые слова: некогерентный источник, изображение, интегральная скорость ветра, взаимная корреляционная функция, турбулентность, incoherent source, image, integral wind velocity, mutual correlation function, turbulence
Страницы: 294-299
Подраздел: СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Проводится анализ возможностей оценки вектора поперечной скорости ветра из временной статистики интегральных характеристик изображения некогерентных источников - принимаемой мощности и смещения центра тяжести изображения. Для режима слабых флуктуаций получены выражения для взаимных корреляционных функций смещений центров тяжести пары некогерентных источников, регистрируемых парой разнесенных приемников. Установлено, что максимум корреляционной функции смещен из начала координат, причем величина смещения определяется скоростью ветра на трассе. Показано, что положение максимума и форма корреляционных функций позволяют оценить усредненный вдоль трассы вектор поперечной скорости ветра. Сформулированы условия регистрации, достаточные для выполнения оценки среднего ветра.

DOI: 10.15372/AOO20160406
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
Пространственные масштабы когерентности бездифракционных пучков в турбулентной атмосфере

И.П. ЛУКИН
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
lukin_ip@iao.ru
Ключевые слова: бесселев пучок, оптическое излучение, атмосферная турбулентность, функция взаимной когерентности второго порядка, когерентность, Bessel beam, optical radiation, atmospheric turbulence, second-order mutual coherence function, coherence
Страницы: 300-310
Подраздел: СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Исследуются когерентные свойства бездифракционных оптических пучков, распространяющихся в турбулентной атмосфере. Анализ задачи основывается на решении уравнения для функции взаимной когерентности второго порядка поля оптического излучения. Изучается поведение степени когерентности бездифракционных (косинусного и фундаментального бесселева) оптических пучков в зависимости от параметров пучков и характеристик турбулентной атмосферы. Оказалось, что фундаментальным свойством бездифракционных пучков является осциллирующий характер степени когерентности этих пучков, который проявляется при низких уровнях флуктуаций в турбулентной атмосфере. При высоких уровнях флуктуаций в турбулентной атмосфере степень когерентности бездифракционного косинусного пучка становится ближе к аналогичной характеристике плоской волны, а бездифракционного фундаментального бесселева пучка - к сферической. Анализ двух пространственных масштабов степени когерентности оптических пучков показал, что интегральный масштаб степени когерентности для бездифракционных пучков является более репрезентативной характеристикой, чем радиус когерентности. Интегральный масштаб степени когерентности бездифракционных пучков практически однозначно связан с условиями распространения оптического излучения в турбулентной атмосфере.

DOI: 10.15372/AOO20160407
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
Дифракция короткоимпульсного лагерр-гауссова пучка

В.А. БАНАХ, Л.О. ГЕРАСИМОВА
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
banakh@iao.ru
Ключевые слова: лагерр-гауссов пучок, импульсное излучение, параболическое волновое уравнение, Laguerre-Gaussian beam, short pulse, parabolic wave equation
Страницы: 311-316
Подраздел: СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
На основе численного решения параболического волнового уравнения для комплексной спектральной амплитуды поля волны проведено исследование распространения короткоимпульсных вихревых оптических пучков в однородной среде на примере лагерр-гауссова пучка фемтосекундной длительности. Показано, что с уменьшением длительности импульса дифракционное расплывание лагерр-гауссовых пучков уменьшается по сравнению с пучками непрерывного излучения.

DOI: 10.15372/AOO20160408
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
Оценка изменения эффективного радиуса методом линий тока для осесимметричных лазерных пучков в турбулентной атмосфере

Д.А. МАРАКАСОВ, Д.С. РЫЧКОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
mda@iao.ru
Ключевые слова: турбулентность, эффективный радиус, линии тока, взаимная функция когерентности, turbulence, effective beam width, streamlines, mutual coherence function
Страницы: 317-322
Подраздел: СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Представлены результаты исследования влияния начального распределения поля лазерного пучка на изменение его эффективного радиуса при распространении в турбулентной атмосфере. Исследования проведены с помощью метода линий тока среднего вектора Пойнтинга для осесимметричных световых пучков. Изучена зависимость эффективного радиуса пучка в приемной плоскости от формы начального распределения интенсивности и наличия фазовой дислокации в начальном поле. Показано, что возможно подобрать такие значения параметров кольцевых и вихревых пучков, что величина их эффективного радиуса в плоскости приема будет меньше, чем для гауссова пучка с тем же значением начального эффективного радиуса, при распространении лазерного излучения в турбулентной атмосфере.

DOI: 10.15372/AOO20160409
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
Оптико-микрофизические и физико-химические характеристики дымов горения сибирских биомасс: эксперименты в аэрозольной камере

О.Б. ПОПОВИЧЕВА1, В.С. КОЗЛОВ2, Р.Ф. РАХИМОВ2, В.П. ШМАРГУНОВ2, Е.Д. КИРЕЕВА1, Н.М. ПЕРСИАНЦЕВА1, М.А. ТИМОФЕЕВ1, G. ENGLING3, K. ELEPHTERIADIS4, L. DIAPOULI4, М.В. ПАНЧЕНКО2, R. ZIMMERMANN5,6,7, J. SCHNELLE-KREIS6,7
1НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, 119415, г. Москва, Ленинские Горы, 1, Россия
olga.popovicheva@gmail.com
2Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1, Россия
vkozlov@iao.ru
3National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan
guenter@gate.sinica.edu.tw
4Institute of Nuclear and Radiological Science & Technology, 15341 Ag. Paraskevi, Attiki, Greece
elefther@ipta.demokritos.gr
5Joint Mass Spectrometry Center, 85764 Neuherberg, Ingolstaedter Landstr. 1, Germany
ralf.zimmermann@uni-rostock.de
6Institute of Chemistry University of Rostock, Dr.-Lorenz-Weg 1, 18059 Rostock, Germany
juergen.schnelle@helmholtz-muenchen.de
7Helmholtz Virtual Institute of Complex Molecular Systems in Environmental Health, Germany
Ключевые слова: тление, открытое горение, смешанное горение, сибирские биомассы, Большая аэрозольная камера, дымы, характеристики дымовых частиц, smoldering, open burning, mixing burning, Siberian biomasses, Large Aerosol Chamber, smokes, smoke particle’s characteristics
Страницы: 323-331
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
В Большой аэрозольной камере ИОА СО РАН проведен цикл экспериментов по изучению влияния режимов сгорания типичных сибирских биомасс на оптико-микрофизические и физико-химические свойства дымовых аэрозолей. Комплексный анализ данных продемонстрировал определяющее воздействие температурного режима сгорания биомассы сосны сибирской и хвойного лесного опада на формирование и временную динамику всех характеристик дымов. Из поляризационных спектронефелометрических исследований светорассеяния определены распределения по размерам и показатели поглощения частиц в диапазонах микро-, среднедисперсной и крупной фракций частиц и показано, что в дымах тления все частицы являются слабопоглощающими, однако смешанные дымы содержат сильнопоглощающую микродисперсную компоненту частиц, обусловленную генерацией сажи в режиме открытого горения. Исследованы микроструктурные характеристики аэрозолей, на основе анализа морфологии и элементного состава группы сажи и органических частиц определены как микромаркеры эмиссий в режимах открытого горения и тления. Содержание органического и элементного углерода, природа и концентрация химических соединений и водорастворимой фракции ионов проявляют сильную зависимость от режима сгорания. Ангидрид сахаров (левоглюкозан) определен в дымах тления как стабильный молекулярный маркер горения сибирской сосны. Среди химических соединений идентифицирован ряд специфичных маркеров горения хвойной древесины. При старении дымов происходят конденсация органических и неорганических соединений, трансформация химии поверхности и формирование группы частиц, богатых калием, демонстрирующие комплексность и изменчивость химического состава и микроструктуры аэрозольных загрязнений атмосферы во время лесных пожаров Сибири.

DOI: 10.15372/AOO20160410
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
Особенности безрезонаторной генерации в растворах Р6Ж с наночастицами без плазмонного резонанса

В.А. ДОНЧЕНКО1, А.А. ЗЕМЛЯНОВ1, М.М. ЗИНОВЬЕВ2, Н.С. ПАНАМАРЕВ2, А.В. ТРИФОНОВА2, В.А. ХАРЕНКОВ1
1Сибирский физико-технический институт им. акад. В.Д. Кузнецова, 634050, г. Томск, пл. Новособорная, 1
don@spti.tsu.ru
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
muxa9229@gmail.com
Ключевые слова: активная среда, наночастицы, коллоидные растворы, безрезонаторная генерация, плазмонный резонанс, active medium, nanoparticles, colloidal solutions, lasing, plasmon resonance
Страницы: 332-337
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
Экспериментально исследованы пороговые характеристики безрезонаторной лазерной генерации в слое коллоидного раствора (толщиной 20 мкм) красителя родамин 6Ж с плазмонно-резонансными наночастицами Au и неплазмонно-резонансными наночастицами Pt при возбуждении излучением на длине волны 532 нм. Рассчитаны спектральные зависимости сечений рассеяния и поглощения наночастиц золота и платины в рамках теории Ми. Экспериментально установлено, что при добавлении наночастиц в активную среду пороги генерации снижаются на два порядка. Показано, что величины порогов генерации при использовании наночастиц золота в 1,5-2 раза меньше, чем при добавлении наночастиц платины такой же концентрации.

DOI: 10.15372/AOO20160411
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
Измерение поглощения в закиси азота и метане на длинах волн излучения обертонного CO-лазера с использованием топографической мишени и приемного телескопа

А.А. ИОНИН1, Л.Ю. КАЛЬНИЦКИЙ2, И.О. КИНЯЕВСКИЙ1, Ю.М. КЛИМАЧЕВ1, А.Ю. КОЗЛОВ1, А.А. КОТКОВ1, Г.Г. МАТВИЕНКО3,4, О.А. РОМАНОВСКИЙ3,4, С.В. ЯКОВЛЕВ3,4
1Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, 119991, г. Москва, Ленинский пр., 53
aion@sci.lebedev.ru
2Московский физико-технический институт, 141700, г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., 9
leoni.yurevic@gmail.com
3Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
mgg@iao.ru
4Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
roa@iao.ru
Ключевые слова: обертонный CO-лазер, газовый анализ, атмосфера, дифференциальное поглощение, first-overtone CO laser, gas analysis, atmosphere, differential absorption
Страницы: 338-342
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Проведены лабораторные эксперименты с обертонным СО-лазером по моделированию лидарной системы. Реализована трассовая схема зондирования газовых компонент атмосферы - закиси азота и метана - на линиях излучения импульсного обертонного CO-лазера с использованием топографической мишени и приемного телескопа. Представлены результаты измерения поглощения излучения обертонного CO-лазера, действующего на 20 выбранных линиях зондирования, в смесях с исследуемыми газами при различных конфигурациях схемы проведения экспериментов.

DOI: 10.15372/AOO20160412
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
Метод восстановления среднемесячных значений прозрачности воды на примере северо-западной части Черного моря

А.С. ЛУБКОВ1, Е.Н. ВОСКРЕСЕНСКАЯ1, А.С. КУКУШКИН2
1Институт природно-технических систем РАН, 299011, г. Севастополь, ул. Ленина, 28
andrey-ls2015@yandex.ru
2Морской гидрофизический институт РАН, 299011, г. Севастополь, ул. Капитанская, 2
kukushkinas@mail.ru
Ключевые слова: прозрачность, нейронные сети, речной сток, гидрометеорологические условия, Черное море, transparency, neural network, runoff, hydrometeorological conditions, Black Sea
Страницы: 343-350
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
С целью восстановления данных наблюдений гидрофизических параметров предложена модель на основе нейронной сети с учителем. В качестве входных сигналов модели взяты индексы глобальных климатических колебаний в системе океан - атмосфера. Описан процесс обучения и адаптации модели, позволяющий найти наиболее точное решение задачи моделирования. Сопоставление среднемесячных значений объема стока Дуная, воспроизведенных с помощью модели, с данными наблюдений показало их хорошее согласие. Восстановлены пропущенные в различные годы данные наблюдений по прозрачности (глубине видимости белого диска). Отмечена близость абсолютных величин восстановленных и измеренных значений глубины видимости белого диска. Выявлены некоторые особенности межгодовых изменений восстановленных значений прозрачности, обусловленные климатическими факторами в период 1950-1962 гг. и влиянием изменений содержания хлорофилла а в период 1998-2010 гг.

DOI: 10.15372/AOO20160413
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
Дозиметрия лазерной визуальной системы посадки

Г.А. КАЛОШИН1, С.А. ШИШКИН1, В.И. АНИСИМОВ2, В.В. ЖУКОВ2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
gkaloshin@iao.ru
2Научно-исследовательский институт «Экран», 443022, г. Самара, пр. Кирова, 24
mail@niiekran.ru
Ключевые слова: лазерно-опасная зона, лазерная система посадки, аэрозольное ослабление, программный пакет, laser-dangerous zone, laser landing system, aerosol extinction, software package
Страницы: 351-356
Подраздел: ИСТОЧНИКИ И ПРИЕМНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Обсуждаются методические вопросы и теоретические результаты по определению границ лазерно-опасных зон (ЛОЗ) при воздействии на глаза прямого и рассеянного излучения, создаваемого лазерной системой посадки (ЛСП). Рассматриваются алгоритмы расчета ЛОЗ при наблюдении ЛСП в реальных условиях эксплуатации. Приведены результаты расчета ЛОЗ одиночного и группы лазерных источников для различных метеоусловий. Представлена компьютерная программа для проведения расчетов по дозиметрии лазерного излучения при работе системы посадки в реальных условиях применения.

DOI: 10.15372/AOO20160414
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину