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 11

1.
Формирование вихревых лазерных пучков с нулевым орбитальным угловым моментом и ненулевым топологическим зарядом

В.П. АКСЕНОВ1, В.В. ДУДОРОВ1, В.В. КОЛОСОВ1,2, Г.А. ФИЛИМОНОВ1
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
avp@iao.ru
2Томский научный центр СО РАН, 634021, г. Томск, пр. Академический,10/4
kvv@iao.ru
Ключевые слова: вихревой пучок, массив когерентных излучателей, орбитальный угловой момент, топологический заряд, vortex beam, coherent beam array, orbital angular momentum, topological charge
Страницы: 905-909
Подраздел: РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛН

Аннотация >>
Исследована структура интерференционного поля, являющегося результатом сложения волновых полей субпучков, апертуры которых размещены на сторонах правильных шестиугольников. Поле на каждой субапертуре представляет собой усеченный гауссов пучок с постоянным фазовым сдвигом между соседними субапертурами, таким образом, что при обходе по периметру шестиугольника полный фазовый набег становится кратным 2p. Установлено, что полный орбитальный момент синтезированного пучка равен нулю. В центральной части пучка существует область, в пределах которой интеграл от плотности орбитального углового момента дает значение, равное единице, а циркуляция от градиента фазы по границе этой области дает единичный топологический заряд.

DOI: 10.15372/AOO20171101
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
Локализованные световые структуры с высокой интенсивностью при множественной филаментации фемтосекундного импульса титан-сапфирового лазера на воздушной трассе

Д.В. АПЕКСИМОВ1, А.А. ЗЕМЛЯНОВ1, А.Н. ИГЛАКОВА1, А.М. КАБАНОВ1, О.И. КУЧИНСКАЯ1,2, Г.Г. МАТВИЕНКО1,2, В.К. ОШЛАКОВ1, А.В. ПЕТРОВ1, Е.Б. СОКОЛОВА1
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
apeximov@iao.ru
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
olesyatsu14@mail.ru
Ключевые слова: лазерное излучение, фемтосекундный импульс, самофокусировка, филаментация, постфиламентационный световой канал, воздух, laser radiation, femtosecond pulse, self-focusing, filamentation, postfilament light channels, air
Страницы: 910-914
Подраздел: РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛН

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментальных исследований поперечной структуры лазерного пучка после области множественной филаментации. Кольцевая структура излучения в поперечном сечении пучка формируется вокруг отдельных филаментов внутри этой области, на удалении порядка десятка метров от нее начинает формироваться общая кольцевая структура, окружающая постфиламентационные каналы (ПФК). Показано, что спектры ПФК, колец и пучка существенно отличаются. Уширение спектра колец ассиметрично относительно несущей длины волны и направлено в основном в коротковолновую область спектра. Спектр ПФК обладает значительным и более симметричным уширением и охватывает диапазон длин волн 630-1000 нм.

DOI: 10.15372/AOO20171102
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
Моделирование переноса солнечного излучения в облачной атмосфере методом Монте-Карло с использованием графического процессора и технологии NVIDIA CUDA

Т.В. РУССКОВА
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
btv@iao.ru
Ключевые слова: метод Монте-Карло, потоки солнечной радиации, параллельные вычисления, GPU, технология CUDA, ускорение вычислений, Monte Carlo method, solar radiation fluxes, parallel computing, GPU, CUDA technology, computation speedup
Страницы: 915-926
Подраздел: РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛН

Аннотация >>
Обсуждаются вопросы о повышении эффективности численного моделирования распространения солнечного излучения в атмосфере Земли методом Монте-Карло путем перехода от последовательных вычислений к параллельным. Представлен новый параллельный алгоритм метода, ориентированный на вычислительную систему с графическим процессором, поддерживающим технологию NVIDIA CUDA. Эффективность распараллеливания проанализирована на примере расчета потоков нисходящей и восходящей солнечной радиации как в вертикально однородной, так и неоднородной моделях атмосферы. Представлены результаты апробации алгоритма в различных атмосферных условиях, в том числе в условиях однослойной и многослойной сплошной облачности, с учетом и без учета селективного молекулярного поглощения. Анализируются результаты тестирования кода на видеокартах с разной вычислительной мощностью. Показано, что перенос вычислений с традиционных ПК на архитектуру графических процессоров дает более чем стократный прирост производительности и в полной мере раскрывает возможности используемой технологии.

DOI: 10.15372/AOO20171103
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
Влияние поляризации излучения на восстановление коэффициента отражения земной поверхности по спутниковым данным в видимом диапазоне длин волн

А.В. ЗИМОВАЯ1, М.В. ТАРАСЕНКОВ1,2, В.В. БЕЛОВ1,2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
avk@iao.ru
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
tmv@iao.ru
Ключевые слова: перенос оптического излучения в атмосфере, атмосферная коррекция спутниковых изображений, поляризация света, метод Монте-Карло, optical radiation transfer in the atmosphere, atmospheric correction of satellite images, light polarization, Monte Carlo method
Страницы: 927-932
Подраздел: РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛН

Аннотация >>
Рассматривается вопрос об учете влияния поляризации при атмосферной коррекции спутниковых изображений земной поверхности в видимом диапазоне длин волн. Разработан комплекс программ для расчета компонент излучения, формирующих спутниковые изображения, с учетом и без учета поляризации в приближении однородной поверхности. Получены условия, при которых пренебрежение поляризационными свойствами излучения может приводить к существенным погрешностям при восстановлении коэффициентов отражения слабоотражающих поверхностей.

DOI: 10.15372/AOO20171104
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
Эффективные атом-атомные потенциалы для систем H2O-He и H2O-Ar

В.И. СТАРИКОВ1,2, Т.М. ПЕТРОВА3, А.М. СОЛОДОВ3, А.А. СОЛОДОВ3, В.М. ДЕЙЧУЛИ3,4
1Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40
vstarikov@yandex.ru
2Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30
3Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
tanja@iao.ru
4Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
dvm91@yandex.ru
Ключевые слова: атом-атомный потенциал, HO-He, HO-Ar, уширение линий, atom-atom potential, collisional broadening
Страницы: 933-940
Подраздел: СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Атом-атомный потенциал взаимодействия для системы H2O-A предложен в форме, которая зависит от нормальных координат q молекулы H2O. Вычислены колебательные и вращательные поправки в эффективный атом-атомный потенциал для систем H2O-He и H2O-Ar, проанализировано их влияние на вычисляемые коэффициенты уширения γ для линий поглощения различных колебательных полос молекулы H2O в случае уширения последних гелием и аргоном. Показано, что возбуждение валентных мод колебаний в H2O ведет к увеличению коэффициентов γ в случае уширения как гелием, так и аргоном. Учет вращательных поправок приводит к изменению γ до 15% при уширении гелием для переходов с вращательным квантовым числом Ka = 9 у нижнего состояния в переходе. В случае уширения аргоном изменение γ для таких переходов составляет 4%.

DOI: 10.15372/AOO20171105
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
Вариации остаточного СО2 и давления в древесине корней хвойных деревьев

Б.Г. АГЕЕВ1, А.Н. ГРУЗДЕВ2, Ю.Н. ПОНОМАРЕВ1, В.А. САПОЖНИКОВА1
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1, Россия
ageev@asd.iao.ru
2Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, 119017, г. Москва, Пыжевский пер., 3
a.n.gruzdev@mail.ru
Ключевые слова: CO, общее давление, древесные корни, цикличность, total pressure, woody roots, cyclicity
Страницы: 941-947
Подраздел: СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
В продолжение работ по определению циклического выделения СО2 стволами деревьев было проведено исследование газовых проб, извлеченных под вакуумом из древесины колец крупных корней кедра и сосны. Использовался лазерный оптико-акустический газоанализ, позволивший создать хронологии СО2 и полного давления газовых образцов в кольцах. Спектральный и кросс-спектральный анализ исследуемых хронологий выявил циклический характер этих вариаций. Такое поведение общего давления и содержания СО2 в крупных корнях может говорить о возможной циклической диффузии СО2 из них в почву, а затем и в атмосферу, что может рассматриваться как новая характеристика дыхания автотрофов. Сделана попытка проанализировать результаты некоторых прежних работ по близкой тематике с позиции циклического поступления СО2 от корневой системы.

DOI: 10.15372/AOO20171106
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
Обобщение результатов измерений аэрозольной оптической толщины атмосферы на арх. Шпицберген в 2011-2016 гг

С.М. САКЕРИН1, Д.М. КАБАНОВ1, В.Ф. РАДИОНОВ2, Д.Г. ЧЕРНОВ1, Ю.С. ТУРЧИНОВИЧ1, К.Е. ЛУБО-ЛЕСНИЧЕНКО2, А.Н. ПРАХОВ2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
sms@iao.ru
2Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, 199397, г. Санкт-Петербург, ул. Беринга, 38
vradion@aari.ru
Ключевые слова: аэрозольная оптическая толщина, Шпицберген, aerosol optical depth, Spitsbergen
Страницы: 948-955
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
Обсуждаются результаты спектральных измерений аэрозольной оптической толщины (АОТ) атмосферы, выполненных в теплые периоды 2011-2016 гг. в арктическом поселке Баренцбург (арх. Шпицберген). Приводятся статистические характеристики сезонной и межгодовой изменчивости АОТ атмосферы в диапазоне спектра 0,34-2,14 мкм. Среднее значение АОТ (0,5 мкм) за шестилетний период наблюдений составило 0,086, в том числе мелкодисперсная компонента АОТ - 0,062, грубодисперсная - 0,024. Показано, что сезонная изменчивость лучше всего проявилась в уменьшении модальных (наиболее вероятных) значений мелкодисперсной компоненты АОТ от 0,055 весной до 0,025 осенью. По сравнению с предшествующим периодом (до 2011 г.) отмечено сближение средних значений АОТ весной и летом, обусловленное уменьшением содержания мелкодисперсного аэрозоля весной и ростом - летом. Наиболее вероятной причиной летнего роста АОТ являются эпизодические выносы дымового аэрозоля из бореальных зон Евразии и Северной Америки.

DOI: 10.15372/AOO20171107
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
Элементный состав приземного аэрозоля у северо-западного побережья Кандалакшского залива Белого моря

Д.П. СТАРОДЫМОВА1, А.А. ВИНОГРАДОВА2, В.П. ШЕВЧЕНКО1, Е.В. ЗАХАРОВА1, В.В. СИВОНЕН3, В.П. СИВОНЕН3
1Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, 117997, г. Москва, Нахимовский пр., 36
d.smokie@gmail.com
2Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, 119017, г. Москва, Пыжевский пер., 3
anvinograd@yandex.ru
3Беломорская биологическая станция им. Н.А. Перцова, 184042, Мурманская обл., Кандалакшский р-н, пос. Приморский, Главпочтамт, а/я 20
sivonen2010@gmail.com
Ключевые слова: Белое море, аэрозоли, РМ, тяжелые металлы, атмосферный перенос, фоновые районы, обратные траектории, White Sea, aerosols, heavy metals, atmospheric transport, background regions, backward trajectories
Страницы: 956-961
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
Пробы аэрозолей РМ2,5 (44 фильтра), отобранные в 2013-2014 гг. на побережье Белого моря, были проанализированы на содержание микроэлементов. Все время пробоотбора было разделено на условные сезоны: один снежный, когда влияние терригенной пыли минимизировано, и два бесснежных, когда выражено влияние как антропогенных, так и терригенных источников. Для бесснежных сезонов характерен наибольший разброс концентраций элементов. Снежный сезон отличается от бесснежных преобладанием переноса с западных направлений. Анализ направлений переноса воздушных масс и аэрозольных примесей к пункту наблюдений позволил выделить несколько групп микроэлементов: естественного (La, Nd, Sr, Ga) и преимущественно антропогенного происхождения (V, Ni, Cu и Pb, Bi, Cd).

DOI: 10.15372/AOO20171108
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
Сибирская дымная мгла над европейской территорией России в июле 2016 г. Загрязнение атмосферы и радиационные эффекты

Е.Г. СЕМУТНИКОВА, Г.И. ГОРЧАКОВ, С.А. СИТНОВ, В.М. КОПЕЙКИН, А.В. КАРПОВ, И.А. ГОРЧАКОВА, Т.Я. ПОНОМАРЕВА, А.А. ИСАКОВ, Р.А. ГУЩИН, О.И. ДАЦЕНКО, Г.А. КУРБАТОВ, Г.А. КУЗНЕЦОВ
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, 119017, г. Москва, Пыжевский пер., 3
egsemutnikova@mail.ru
Ключевые слова: крупномасштабная дымная мгла, дальний перенос, дымовой аэрозоль, массовая концентрация аэрозоля, дефицит угарного газа, аэрозольный радиационный форсинг, MODIS, AERONET, large-scale smoke haze, long-range transport, smoke aerosol, aerosol mass concentration, carbon monoxide deficiency, aerosol radiative forcing
Страницы: 962-970
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
Охарактеризовано крупномасштабное задымление европейской территории России (ЕТР) и прилегающих областей в июле 2016 г., обусловленное дальним переносом из охваченных лесными пожарами регионов Сибири, что подтверждается результатами расчетов обратных десятисуточных траекторий воздушных масс в города ЕТР от Архангельска до Ростова-на-Дону. Площадь задымления ЕТР с превышением АОТ 0,3 (при среднем значении 0,43 и максимальном 2,5) 25.07.2016 г. достигала 5 млн км2, а суммарная масса дыма составляла ~ 1,2 млн т. Показано, что в Московском регионе в период с 24 по 27.07.2016 г. массовые среднесуточные концентрации аэрозоля с размерами частиц меньше 2,5 мкм превышали соответствующую предельно допустимую концентрацию. Оценено влияние местных источников на аэрозольное и газовое загрязнение атмосферного воздуха. Обнаружен дефицит угарного газа в дымной мгле 2016 г. по сравнению с задымлением 2010 г. Показано, что термическая и ветровая стратификация в пограничном слое атмосферы заметно влияла на уровень загрязнения в задымленной городской атмосфере. Получены оценки радиационных эффектов дымового аэрозоля. Средний аэрозольный радиационный форсинг на верхней и нижней границах задымленной атмосферы ЕТР 25.07.2016 г. составлял -29 и -53 Вт/м2, а экстремальный достигал -112 и -215 Вт/м2 соответственно.

DOI: 10.15372/AOO20171109
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
Зависимость образования озона в приземном слое от температуры воздуха

Б.Д. БЕЛАН, Д.Е. САВКИН, Г.Н. ТОЛМАЧЕВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
bbd@iao.ru
Ключевые слова: атмосфера, воздух, зависимость, озон, приземный слой, температура, atmosphere, air, dependence, ozone, surface air layer, temperature
Страницы: 971-979
Подраздел: АТМОСФЕРНАЯ РАДИАЦИЯ, ОПТИЧЕСКАЯ ПОГОДА И КЛИМАТ

Аннотация >>
По данным измерений в фоновом районе исследуется зависимость скорости образования в атмосфере озона от температуры воздуха. Для установления вида этой зависимости применяется метод, основанный на сопоставлении изменения концентрации озона при прохождении через пункт измерений волн тепла и холода. Такой подход позволил впервые получить не качественную, а количественную зависимость. Ее коэффициенты определяются как температурой воздуха, так и начальной концентрацией озона. Так, в минимуме приземной концентрации озона в многолетнем ходе (1999 г.) при температуре 30 °С изменению ее на 1 °С соответствует прирост концентрации 5 мкг/м3. В максимуме концентрации (2001 г.) при той же температуре прирост составляет почти 25 мкг/м3 на 1 °С. Для промежуточных периодов (1997 и 2010 гг.) эта величина имеет значение порядка 14 мкг/м3 на 1 °С. Анализ показывает, что квадратичный характер данной зависимости обусловлен нелинейным ростом констант реакций и квадратичным ростом выделения углеводородов растительностью при увеличении температуры воздуха.

DOI: 10.15372/AOO20171110
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
Исследование механизмов формирования подповерхностного максимума температуры в Канадском бассейне Северного Ледовитого океана

Д.Ф. ЯКШИНА1,2, Е.Н. ГОЛУБЕВА1,2
1Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 6
iakshina.dina@gmail.com
2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2
elen@ommfao.sscc.ru
Ключевые слова: вертикальная структура вод, изменение климата, морской лед, Северный Ледовитый океан, численное моделирование, проникающая радиация, ocean water stratification, climate-change, sea ice, Arctic Ocean, numerical modeling, penetrative radiation
Страницы: 980-985
Подраздел: АТМОСФЕРНАЯ РАДИАЦИЯ, ОПТИЧЕСКАЯ ПОГОДА И КЛИМАТ

Аннотация >>
Изучаются возможные причины формирования подповерхностного максимума температуры в покрытых льдом водах Северного Ледовитого океана. Численные эксперименты, проведенные на основе трехмерной модели океана и морского льда, показывают, что при учете проникающей радиации формирование подповерхностного максимума температуры происходит в летний период при сокращении толщины льда до 2 м; его постепенное разрушение происходит в течение осеннего сезона за счет процесса интенсивного вертикального перемешивания. Оценивается влияние учета проникающей коротковолновой радиации на толщину ледового покрова.

DOI: 10.15372/AOO20171111
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
Атмосферная эмиссия [OI] 557,7 нм в периоды экстремальных событий Эль-Ниньо/Ла-Ниньо в 23-м и 24-м солнечных циклах

А.В. МИХАЛЕВ
Институт солнечно-земной физики СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 126а, а/я 291
mikhalev@iszf.irk.ru
Ключевые слова: излучение верхней атмосферы, эмиссия 557, 7 нм, Эль-Ниньо/Ла-Нинья, airglow, 557.7 nm emission, El Nino/La Nina
Страницы: 986-989
Подраздел: АТМОСФЕРНАЯ РАДИАЦИЯ, ОПТИЧЕСКАЯ ПОГОДА И КЛИМАТ

Аннотация >>
Анализируются вариации излучения верхней атмосферы Земли в линии атомарного кислорода 557,7 нм и индекса ONI явления Эль-Ниньо-Южное Колебание (ЭНЮК) в 1997-2017 гг. Выявлена корреляция между этими величинами. Во время продолжительного эпизода Ла-Нинья 1991-2001 гг. отмечалась депрессия эмиссии 557,7 нм, а во время экстремального эпизода Эль-Ниньо 2015-2016 гг. - ее усиление. Рассматриваются возможные механизмы влияния события ЭНЮК на излучение верхней атмосферы Земли. Сделан предварительный вывод, что многолетние и межгодовые вариации интенсивности эмиссии 557,7 нм могут являться следствием совместного влияния солнечной активности и изменений в глобальной циркуляции атмосферы.

DOI: 10.15372/AOO20171112
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
Развитие элементной базы для создания системы адаптивной оптики на солнечном телескопе

Н.Н. БОТЫГИНА, О.Н. ЕМАЛЕЕВ, П.А. КОНЯЕВ, Е.А. КОПЫЛОВ, В.П. ЛУКИН
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1, Россия
bnn@iao.ru
Ключевые слова: турбулентность, искажения фазы, датчик волнового фронта, модовый анализ, изображение Солнца, turbulence, phase distortions, wavefront sensor, mode analysis, Sun image
Страницы: 990-997
Подраздел: АДАПТИВНАЯ И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

Аннотация >>
Аберрации волнового фронта на входной апертуре Большого солнечного вакуумного телескопа измерялись датчиком волнового фронта адаптивной оптической системы, который работал по солнечному пятну. Для вычисления смещения изображения использовался корреляционный алгоритм с квадратичной интерполяцией положения максимума корреляционной функции. Качество астрономического видения, характеризующееся радиусом Фрида, оценивалось из тех же экспериментальных данных, что и статистические характеристики флуктуаций коэффициентов разложения аберраций волнового фронта по полиномам Цернике. Результаты получены для радиуса Фрида, равного 51,6 мм. Рассчитывались средние значения и среднеквадратические отклонения коэффициентов разложения аберраций волнового фронта. Использовалась выборка длительностью 43 с; частота взятия отсчетов - 70 Гц. Из анализа приведенных спектров следует, что для обеспечения эффективной коррекции формируемых изображений необходимо компенсировать аберрации волнового фронта в полосе частот от 0 до 20 Гц.

DOI: 10.15372/AOO20171113
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину