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

2017 год, номер 5

1.
Влияние эффекта вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна на угловую расходимость лазерного пучка в воздухе

А.Д. БУЛЫГИН1, А.А. ЗЕМЛЯНОВ1, А.Б. ИГНАТЬЕВ2, В.В. МОРОЗОВ2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
b.a.d@iao.ru
2НПО «Алмаз» им. акад. А.А. Расплетина, 125190, г. Москва, Ленинградский пр., 80, корп. 16
info@raspletin.com
Ключевые слова: рассеяние Мандельштама-Бриллюэна, нелинейное парабалическое уравнение, Brillouin-Mandelstam scattering, nonlinear parabolic equation
Страницы: 365-370
Подраздел: РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛН

Аннотация >>
Сформулировано квазистационарное приближение для задачи вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ) в воздухе как многомодовой акустической среде. В этом приближении реализовано численное решение уравнения для огибающей комплексной амплитуды светового поля. На основании проведенной серии численных экспериментов установлено, что при распространении в воздухе мощного лазерного излучения с длиной волны λ = 1,315 мкм эффект ВРМБ способен привести, при достаточной мощности, к ощутимому увеличению угловой расходимости лазерных пучков.

DOI: 10.15372/AOO20170501
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
Моделирование процесса передачи информации по атмосферным каналам распространения рассеянного лазерного излучения

М.В. ТАРАСЕНКОВ1, В.В. БЕЛОВ1,2, Е.С. ПОЗНАХАРЕВ1,2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
tmv@iao.ru
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
belov@iao.ru
Ключевые слова: атмосфера, рассеянное лазерное излучение, бистатическая оптическая связь, видимый, УФ- и ближний ИК-диапазоны длин волн, предельные базовые расстояния, предельная частота передачи импульсов, atmosphere, scattered laser radiation, bistatic optical communication, visible, UV and near-IR wavelength regions, limiting base distances, limiting pulse repetition frequency
Страницы: 371-376
Подраздел: РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛН

Аннотация >>
Рассматриваются результаты моделирования импульсной реакции канала атмосферной оптической связи на рассеянном излучении для длин волн 0,3; 0,5 и 0,9 мкм. Проведенный анализ показывает, что на базовых расстояниях 2-3 км и менее между источником и приемной системой максимальная мощность принимаемого информационного сигнала достигается при λ = 0,3 мкм, на больших базовых расстояниях и при низкой мутности атмосферы - при λ = 0,5 мкм. Наибольшая максимальная мощность наблюдается при λ = 0,5 мкм при высокой мутности атмосферы и базовых расстояниях 3-10 км. Однако если базовые расстояния больше 10 км, максимум мощности информационного сигнала достигается при λ = 0,9 мкм. Для частного примера лазерного источника и приемной системы, используя результаты расчетов импульсной реакции атмосферного канала связи при λ = 0,5 мкм, оценены предельное базовое расстояние между источником и приемником и предельная частота импульсов, которая не фильтруется каналом связи.

DOI: 10.15372/AOO20170502
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
Параметризация среднего косинуса индикатрисы рассеяния света атмосферным аэрозолем

М.А. СВИРИДЕНКОВ1, Е.Ф. МИХАЙЛОВ2, Е.Ю. НЕБОСЬКО2
1Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, 119017, г. Москва, пер. Пыжевский, 3
sviridenkov@ifaran.ru
2Санкт-Петербургский государственный университет, 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9
eugene.mikhailov@spbu.ru
Ключевые слова: аэрозоль, рассеяние, поглощение, индикатриса рассеяния, средний косинус, интегрирующий нефелометр, aerosol, scattering, absorption, phase function, asymmetry factor, integrating nephelometer
Страницы: 377-382
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
Анализируются возможности оценки среднего косинуса индикатрисы рассеяния света атмосферным аэрозолем по данным спектральных измерений ослабления и рассеяния света. Предложена эмпирическая формула, параметризующая средний косинус как функцию показателя Ангстрема и комплексного показателя преломления. Рассмотрено несколько подходов к определению среднего косинуса по данным интегрирующих нефелометров. Получено аналитическое выражение, связывающее средний косинус с измеряемым нефелометром отношением световых потоков, рассеянных в переднюю и заднюю полусферы. Рассчитаны значения среднего косинуса на трех длинах волн по данным натурных измерений в пригороде Санкт-Петербурга в 2015 г.

DOI: 10.15372/AOO20170503
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
Особенности поглощения света ансамблем микрокапсул

Ю.Э. ГЕЙНЦ, Е.К. ПАНИНА, А.А. ЗЕМЛЯНОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
ygeints@iao.ru
Ключевые слова: микрокапсулы, ансамбль частиц, поглощение оптического излучения, microcapsules, ensemble of particles, absorption of optical radiation
Страницы: 383-387
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
Теоретически исследованы особенности рассеяния и поглощения лазерного излучения ансамблем из двух идентичных микрокапсул, каждая из которых представляет собой двуслойную сферическую микронную частицу, состоящую из водного ядра и поглощающей излучение полимерной оболочки. Методом численной электродинамики показано, что внутренняя структура частиц, а также их взаимное расположение влияют на характер пространственного распределения и амплитудные характеристики поглощенной мощности. Установлено, что наиболее высокие значения плотности поглощенной мощности в модельных микрокапсулах реализуются, когда частицы смещены друг относительно друга на расстояние порядка их диаметра (сильно поглощающие частицы) либо если частицы находятся в геометрической тени друг друга (слабое поглощение).

DOI: 10.15372/AOO20170504
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
Оценки вклада гнуса в ослабление оптического излучения для фоновых условий лета Западной Сибири

Н.Н. ЩЕЛКАНОВ, В.Н. УЖЕГОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
snn@iao.ru
Ключевые слова: атмосфера, коэффициент ослабления, гнус, лето, Западная Сибирь, atmosphere, extinction coefficient, midges, summer, Western Siberia
Страницы: 388-392
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
Получены первые оценки вклада гнуса в ослабление оптического излучения для фоновых условий лета Западной Сибири. Коэффициент ослабления излучения гнусом, рассчитанный на основе экспериментальных данных, на длине волны 1,06 мкм изменялся от 0 до 0,14 км-1. Оценка среднего значения коэффициента ослабления излучения гнусом в видимой и инфракрасной областях спектра составила ~ 0,07 км-1. Показано, что относительный вклад гнуса в коэффициент ослабления оптического излучения в области спектра 0,5-16 мкм является существенным и в среднем варьируется от 26 до 63%.

DOI: 10.15372/AOO20170505
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
Влияние атмосферного блокирования в Западной Сибири на изменение концентрации метана в летний период

П.Н. АНТОХИН1, О.Ю. АНТОХИНА1, М.Ю. АРШИНОВ1, Б.Д. БЕЛАН1, Д.К. ДАВЫДОВ1, Т.К. СКЛЯДНЕВА1, А.В. ФОФОНОВ1, M. SASAKAWA2, T. MACHIDA2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1, Россия
apn@iao.ru
2National Institute for Environmental Studies, 16-2 Onogawa, 305-8506, Tsukuba, Japan
Sasakawa.motoki@nies.go.jp
Ключевые слова: климат, метан, парниковые газы, концентрация, атмосферное блокирование, аномалии приземной температуры воздуха, природные пожары, атмосферные осадки, сlimate, methane, greenhouse gases, concentration, atmospheric blocking, surface air temperature anomalies, natural fires, precipitation
Страницы: 393-403
Подраздел: ОПТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И БАЗЫ ДАННЫХ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Аннотация >>
На основе данных сети мониторинга парниковых газов JR-STATION, аномалий приземной температуры (AT) и критериев блокирования, предложенных Tibaldi S. и Molteni F. (TM), исследованы изменения концентрации метана в периоды атмосферного блокирования над Западной Сибирью. Проанализированы летние сезоны с 1 июня по 31 августа с 2005 по 2013 г. Каталог блокирований, полученный в работе, содержит 13 событий, отобранных на основании анализа изменчивости критерия TM, а также продолжительных АТ, рассчитанных на основании данных реанализа ECMWF Era-Interim. Для выделенных событий исследовались наличие очагов природных пожаров и предшествующие блокингу аномалии осадков. Все события разделены на две группы по пространственному охвату (граничные блокинги, захватывающие только часть Западной Сибири, и секторные, полностью охватывающие территорию Западной Сибири) и три группы по времени стационирования (5-6, 7-9 и >10 дней). Выяснено, что практически все события блокирования влияют на повышение концентрации метана, независимо от времени стационирования и пространственного охвата, но степень влияния зависит от характера блокинга и сопутствующих ему условий. Это позволило выделить четыре основные группы, характеризующие связь «блокинг - концентрация метана»: «масштабный-длительный блокинг / обширные пожары» (максимально влияние блокирований), «масштабный-длительный блокинг / аномальные осадки до блокинга / локальные пожары» (вторая по степени влияния), «короткий блокинг / без доп. условий» (третья), «секторный-длительный блокинг / локальные пожары» (минимальное влияние).

DOI: 10.15372/AOO20170506
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
Влияние сильных извержений тропических вулканов на климат внетропических широт

В.В. ЗУЕВ1,2, В.Н. КРУПЧАТНИКОВ1,3, И.В. БОРОВКО3,4
1Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, г. Томск, пр. Академический, 10/3
vvzuev@imces.ru
2Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30
3Сибирский региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт, 630090, г. Новосибирск, ул. Советская, 30
vkrupchatnikov@yandex.ru
4Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 6
irina.borovko@yandex.ru
Ключевые слова: вулканическое извержение, аэрозоль, стратосфера, температура, циркуляция, изменение климата, volcanic eruption, aerosol, stratosphere, temperature, circulation, climate change
Страницы: 404-408
Подраздел: ОПТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И БАЗЫ ДАННЫХ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Аннотация >>
После мощных извержений тропических вулканов в стратосфере наблюдается значительное повышение температур относительно многолетних норм. Наблюдаемые температурные аномалии объясняются поглощением вулканогенным аэрозолем коротковолновой радиации Солнца и длинноволновой восходящей радиации Земли. С помощью спектральной модели общей циркуляции промежуточной сложности проанализирован отклик циркуляции атмосферы на изменения коэффициентов пропускания коротковолновой радиации в стратосфере в условиях вулканических выбросов углеродных аэрозолей, поглощающих радиацию. Результаты моделирования демонстрируют существенные различия между реакцией в Северном и Южном полушариях. Показано, что приземные температурные аномалии в южных полярных регионах могут наблюдаться в течение 10 лет после тропических извержений.

DOI: 10.15372/AOO20170507
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
Связь широтной динамики влагосодержания атмосферы с квазидвухлетними колебаниями зонального ветра в экваториальной стратосфере и солнечной активностью над северо-востоком Евразии за период 1979-2015 гг.

М.С. ВАСИЛЬЕВ, С.В. НИКОЛАШКИН
Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН, 677980, г. Якутск, пр. Ленина, 31
m.s.vasiliev@ikfia.ysn.ru
Ключевые слова: влагосодержание атмосферы, солнечный фотометр, солнечная активность, квазидвухлетние колебания, тропосфера, стратосфера, реанализ, moisture content of the atmosphere, sun-sky photometer, solar activity, quasi-biennial oscillation, troposphere, stratosphere, reanalysis
Страницы: 409-413
Подраздел: ОПТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И БАЗЫ ДАННЫХ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Аннотация >>
Проведен анализ связи широтной динамики влагосодержания атмосферы (W) с квазидвухлетними колебаниями (КДК) зонального ветра в экваториальной стратосфере и солнечной активностью над северо-востоком Евразии за период 1979-2015 гг. Использованы данные солнечных фотометров сети AERONET (ст. Якутск, ст. Томск, ст. Иркутск и ст. Даланзадгад) и ERA-Interim реанализа, который основан на регулярных метеорологических наблюдениях, аэрологической и спутниковой информации. Обнаружена достоверно значимая корреляционная связь среднегодовых значений W и КДК при его восточной фазе. В то же время в вариациях W в зависимости от географической широты наблюдается проявление фундаментальных циклов солнечной активности (Швабе, Хейла и Брюкнера).

DOI: 10.15372/AOO20170508
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
Влияние компонентов природной воды на спектральный показатель ослабления света (на примере водоемов Алтайского края)

О.Б. АКУЛОВА1, В.И. БУКАТЫЙ1, И.А. СУТОРИХИН1,2
1Институт водных и экологических проблем СО РАН, 656038, г. Барнаул, ул. Молодежная, 1
akulova8282@mail.ru
2Алтайский государственный университет, 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 90
sia@iwep.ru
Ключевые слова: озера, показатель ослабления света, природная вода, взвесь, желтое вещество, хлорофилл, lakes, light attenuation coefficient, natural water, suspension, yellow substance, chlorophyll
Страницы: 414-419
Подраздел: ОПТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И БАЗЫ ДАННЫХ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Аннотация >>
На основе данных натурных исследований, проведенных в период 2014-2016 гг. на водоемах Алтайского края - оз. Лапа, Красиловское и Большое Островное, разработана полуэмпирическая модель для описания спектрального вклада основных компонентов природной воды, включая чистую воду, хлорофилл, желтое вещество, органо-минеральную взвесь, в спектральный показатель ослабления света на трех длинах волн - 430, 550 и 670 нм. Дана оценка прогнозных возможностей разработанной модели интегрального спектрального показателя ослабления света в многокомпонентной водной среде для решения задач комплексного водно-экологического мониторинга и рационального водопользования.

DOI: 10.15372/AOO20170509
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
Методы лазерной спектроскопии в задачах разработки элементов лазерной сенсорики подводной робототехники

О.А. БУКИН1, А.Ю. МАЙОР2, Д.Ю. ПРОЩЕНКО1, И.О. БУКИН1, В.В. БОЛОТОВ1, А.А. ЧЕХЛЕНОК1, С.А. МУН1
1Морской государственный университет им. адмирала Г.И. Невельского, 690059, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а
o_bukin@mail.ru
2Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, 690041, г. Владивосток, ул. Радио, 5
mayor@iacp.dvo.ru
Ключевые слова: лазерная спектроскопия, лазерная сенсорика, лазерная индуцированная флуоресценция, лазерная искровая спектроскопия, хлорофилл А, флуориметр, ТНПА, laser spectroscopy, laser sensing, laser induced fluorescence, laser induced breakdown spectroscopy, chlorophyll A, fluorometer, ROV
Страницы: 420-425
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Анализируются возможности лазерных технологий для разработки сенсорных элементов подводных роботов и последние разработки в области подводной робототехники, в которых методы лазерной спектроскопии применяются для мониторинга подводных сред. Представлен погружной модуль лазерного спектрометра, предназначенного для исследования спектров комбинационного рассеяния и лазерной индуцированной флуоресценции (ЛИФ). Спектрометр разрабатывался как элемент сенсорики необитаемого телеуправляемого подводного аппарата, обеспечивающий возможности дистанционного обнаружения и измерения концентрации органических веществ, находящихся в морской воде и подводных объектах в различных формах. Описаны результаты натурных испытаний погружаемого спектрометра ЛИФ в различных морских акваториях, включая Арктику.

DOI: 10.15372/AOO20170510
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
Основные источники погрешностей измерения слабого неселективного поглощения ИК-излучения водяным паром на Фурье-спектрометре с длинной оптической трассой

Ю.Н. ПОНОМАРЕВ, И.В. ПТАШНИК, А.А. СОЛОДОВ, А.М. СОЛОДОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
yupon@iao.ru
Ключевые слова: континуальное поглощение, водяной пар, погрешность измерения, continuum absorption, water vapour, measurement error
Страницы: 426-430
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Анализируются основные источники погрешностей измерения континуального поглощения водяным паром излучения ближнего ИК-диапазона на спектрометрическом комплексе ИОА СО РАН. Проведены оценки совокупности инструментальных и методических погрешностей, включая погрешность определения базовой линии, и возможного влияния наноразмерных комплексов молекул водяного пара.

DOI: 10.15372/AOO20170511
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
Модернизация комплекса на основе Фурье-спектрометра и 30-метровой оптической кюветы для измерения слабого селективного и неселективного поглощений

А.М. СОЛОДОВ1, А.А. СОЛОДОВ1, В.М. ДЕЙЧУЛИ1,2, А.Н. КУРЯК1, К.Ю. ОСИПОВ1, Т.М. ПЕТРОВА1, Ю.Н. ПОНОМАРЕВ1, И.В. ПТАШНИК1
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
solodov@iao.ru
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
dvm91@yandex.ru
Ключевые слова: Фурье-спектрометр, многоходовая кювета, спектр поглощения, Fourier spectrometer, multiple-pass cell, absorption spectrum
Страницы: 431-434
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Приведено краткое описание работ по модернизации экспериментального комплекса на основе Фурье-спектрометра Bruker IFS-125 и 30-метровой многоходовой кюветы. Модернизация включает в себя оснащение кюветы системой автоматической перестройки числа проходов луча без ее разгерметизации, а также обеспечивает работу кюветы при повышенных температурах.

DOI: 10.15372/AOO20170512
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
Система сбора и подготовки проб выдыхаемого воздуха для медицинского лазерного оптико-акустического газоанализатора

И.В. ШЕРСТОВ1, Р.В. ПУСТОВАЛОВА1, К.Г. ЗЕНОВ2
1Институт лазерной физики СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. Академика М.А. Лаврентьева, 13/3
sherstov@ngs.ru
2OOO «Специальные технологии», 630060, г. Новосибирск, ул. Зеленая Горка, 1/3
zkg@ngs.ru
Ключевые слова: лазерный оптико-акустический газоанализатор, пробоподготовка, осушение пробы выдоха пациентов, laser photoacoustic analyzer, sample preparation, drying of patient’s exhalation sample
Страницы: 435-441
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Разработана и испытана система сбора и подготовки выдыхаемого воздуха для медицинского лазерного оптико-акустического газоанализатора. Проведено сравнительное исследование различных типов осушителей воздуха. Предложено производить осушение проб воздуха непосредственно в пробоотборном пакете путем вымораживания влаги в морозильной камере, после чего переносить осушенную пробу в газоанализатор с помощью шприца. Экспериментально показано, что при выдержке пробоотборного пакета с воздухом в течение 10 мин при температуре -18 oС содержание паров воды в пробе снизилось в ~20 раз. Разработана схема газового тракта медицинского лазерного газоанализатора, которая позволяет производить стерилизацию внутренних поверхностей тракта с помощью озона.

DOI: 10.15372/AOO20170513
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
Учет зависимости границ диапазонов размеров частиц от комплексного показателя преломления материала частиц в фотоэлектрических счетчиках

В.В. ПОЛЬКИН
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
victor@iao.ru
Ключевые слова: аэрозоль, фотоэлектрические счетчики, комплексный показатель преломления, aerosol, photoelectric counters, complex refractive index
Страницы: 442-446
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
На основании общего выражения для расчета отклика R фотоэлектрических счетчиков на аэрозольные частицы приводится формула для серийно выпускаемых счетчиков, с конкретной геометрией и спектральными характеристиками источника и приемника излучения. Для корректировки границ диапазонов размеров частиц у счетчиков получены таблицы с использованием теории Ми. Обращается внимание на разницу между комплексным показателем преломления калибровочных и исследуемых частиц, игнорирование которой может приводить к значительным ошибкам в определении размеров частиц. Акцентируется необходимость учета зависимости комплексного показателя преломления частиц от относительной влажности воздуха для разных диапазонов размеров частиц.

DOI: 10.15372/AOO20170514
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину