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

2018 год, номер 9

1.
Когерентность псевдо-бесселевых 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, аксикон, оптическое излучение, атмосферная турбулентность, когерентность, Bessel beam, axicon, optical radiation, atmospheric turbulence, coherence
Страницы: 685-697
Подраздел: ОПТИКА СЛУЧАЙНО-НЕОДНОРОДНЫХ СРЕД

Аннотация >>
Теоретически исследуются когерентные свойства бездифракционных псевдобесселевых оптических пучков, распространяющихся в турбулентной атмосфере. Проводится анализ решения уравнения для поперечной функции взаимной когерентности второго порядка поля оптического излучения, сформулированного на основе параксиального приближения скалярного волнового уравнения. Изучается поведение модуля и фазы комплексной степени когерентности, радиуса когерентности и интегрального масштаба степени когерентности бессель-гауссова оптического пучка и конической оптической волны, получаемой посредством конической фокусировки оптического пучка аксиконом, в зависимости от параметров оптических пучков и характеристик турбулентной атмосферы. Обнаружены значительные качественные и количественные различия между исследуемыми характеристиками когерентности для случаев бессель-гауссова оптического пучка и конической оптической волны. В целом при одинаковых условиях распространения в турбулентной атмосфере коническая оптическая волна обладает более высокой когерентностью, чем бессель-гауссов оптический пучок.

DOI: 10.15372/AOO20180901
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
Оценки влияния турбулентности и регулярной рефракции на характеристики лазерного пучка в пограничном слое атмосферы. Часть 1. Радиус когерентности и турбулентное уширение лазерного пучка

С.Л. ОДИНЦОВ, В.А. ГЛАДКИХ, А.П. КАМАРДИН, В.П. МАМЫШЕВ, И.В. НЕВЗОРОВА
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
odintsov@iao.ru
Ключевые слова: атмосфера, зондирование, когерентность, лазерное излучение, содар, турбулентность, уширение лазерного пучка, atmosphere, sounding, coherence, laser radiation, sodar, turbulence, laser beam broadening
Страницы: 698-705
Подраздел: ОПТИКА СЛУЧАЙНО-НЕОДНОРОДНЫХ СРЕД

Аннотация >>
Приводятся оценки радиуса когерентности и степени уширения лазерного пучка под влиянием турбулентности с использованием результатов дистанционного акустического зондирования пограничного слоя атмосферы содаром «Волна-4М». Рассмотрен средний суточный ход радиуса когерентности в различные сезоны года. Проведены расчеты добавок к эффективному радиусу лазерного пучка за счет турбулентности. Вычислены среднемесячные значения этих добавок. Выявлено заметное превышение возможного уширения лазерного пучка в зимнее время по сравнению с летним периодом.

DOI: 10.15372/AOO20180902
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
Сравнительный анализ ключевых параметров фотонных наноструй от осесимметричных несферических микрочастиц

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: фотонная наноструя, полусфера, аксикон, комбинированные частицы, photonic nanojet, hemisphere, combined particles
Страницы: 706-710
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
Теоретически рассмотрен эффект фотонных наноструй (ФНС), возникающих в ближнем поле рассеяния у поверхности диэлектрических осесимметричных микрочастиц (полусфера, аксикон, комбинированные частицы) при освещении их оптическим излучением. Методом дискретно-дипольной аппроксимации выполнен численный расчет ключевых параметров ФНС (длина, ширина, пиковая интенсивность) и проведен анализ их зависимости от геометрической формы рассеивающих излучение микрочастиц. Показано, что при использовании специального типа комбинированных частиц, состоящих из аксикона и полусферы, могут быть реализованы локализованные световые потоки с пиковой интенсивностью, значительно превышающей соответствующие значения для частиц простых форм (полусфера, аксикон).

DOI: 10.15372/AOO20180903
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
Объемная доля заполнения плазмой области множественной филаментации, формирующейся в воздухе фемтосекундным излучением на длинах волн 800 и 248 нм

А.А. ЗЕМЛЯНОВ, А.Д. БУЛЫГИН
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
zaa@iao.ru
Ключевые слова: множественная филаментация, фемтосекундная лазерная плазма, перколяция, multiple filamentation, femtosecond laser plasma, percolation
Страницы: 711-715
Подраздел: ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ

Аннотация >>
На основании численного решения нестационарного нелинейного уравнения Шредингера исследовалась мера заполнения плазменными образованиями области множественной филаментации, формирующейся при распространении фемтосекундного лазерного излучения в воздухе на длинах волн 800 и 248 нм. Установлено, что для l = 248 нм эта мера может более чем в 2 раза превышать соответствующие значения для l = 800 нм и при этом превышать значение перколяционного порога по уровню плотности плазмы, необходимому для реализации пробоя.

DOI: 10.15372/AOO20180904
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
Лидарные исследования ветровой турбулентности при наличии в атмосфере низкоуровневого струйного течения

И.Н. СМАЛИХО, В.А. БАНАХ, А.В. ФАЛИЦ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
smalikho@iao.ru
Ключевые слова: когерентный доплеровский лидар, ветровая турбулентность, низкоуровневое струйное течение, coherent Doppler lidar, wind turbulence, low-level jet
Страницы: 716-724
Подраздел: ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ АТМОСФЕРЫ, ГИДРОСФЕРЫ И ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

Аннотация >>
Представлены результаты лидарных исследований ветровой турбулентности при наличии низкоуровневого струйного течения (НСТ) в пограничном слое атмосферы. Из измерений лидаром Stream Line на Базовом экспериментальном комплексе Института оптики атмосферы СО РАН (июль 2016 г.) и побережье оз. Байкал (август 2015 г.) получены оценки различных параметров турбулентности внутри НСТ. Установлено, что в центральной части НСТ турбулентность очень слабая. В частности, кинетическая энергия турбулентности не превышает 0,1 (м/с)2. Впервые из лидарных измерений получены количественные оценки скорости диссипации энергии и интегрального масштаба турбулентности внутри струйного течения с относительной погрешностью не более 12%. Характерной для скорости диссипации является величина около 10-5 м23. В лидарном эксперименте на побережье оз. Байкал выявлено превышение на 1-2 порядка скорости диссипации энергии турбулентности в нижней части струйного течения над соответствующей величиной в его верхней части. В центральной части НСТ интегральный масштаб турбулентности в среднем составляет около 100 м, что в 2-3 раза меньше эффективной толщины струйного течения.

DOI: 10.15372/AOO20180905
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
Эффективность метода МФАС для определения вектора скорости ветра из измерений лидаром Windcube 200 s

A. STEPHAN1, N. WILDMANN1, И.Н. СМАЛИХО2
1Institute of Atmospheric Physics of the German Aerospace Center, 82234, Oberpfaffenhofen-Wessling Munchener Strabe 20, Germany
Anton.Stephan@dlr.de
2Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1, Россия
smalikho@iao.ru
Ключевые слова: когерентный доплеровский лидар, скорость и направление ветра, coherent Doppler lidar, velocity and direction of wind
Страницы: 725-733
Подраздел: ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ АТМОСФЕРЫ, ГИДРОСФЕРЫ И ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

Аннотация >>
Впервые применен метод максимума функции аккумулированных спектров (МФАС) для оценивания вектора скорости ветра из измерений микроимпульсным когерентным доплеровским лидаром (МИКДЛ) при коническом сканировании зондирующим пучком. В эксперименте с МИКДЛ Windcube 200s установлено, что использование МФАС позволяет увеличить максимальную высоту восстановления вертикальных профилей скорости и направления ветра в среднем на 30% по сравнению с фильтрованной синусоидальной подгонкой.

DOI: 10.15372/AOO20180906
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
Вариации температурного режима пограничного слоя атмосферы в регионах с различной орографией

В.А. БАНАХ1, А.В. ФАЛИЦ1, А.А. СУХАРЕВ1, Н.П. КРАСНЕНКО2,3, А.С. РАКОВ2,3
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
banakh@iao.ru
2Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, г. Томск, пр. Академический, 10/3
krasnenko@imces.ru
3Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40
dipole@ngs.ru
Ключевые слова: пограничный слой, термическая стратификация, профилемер, градиент температуры, boundary layer, thermal stratification, profiler, temperature gradient
Страницы: 734-742
Подраздел: ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ АТМОСФЕРЫ, ГИДРОСФЕРЫ И ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

Аннотация >>
Представлены результаты сравнительных исследований пространственно-временной изменчивости температуры в пограничном слое атмосферы в г. Томске и в прибрежных зонах озер Байкал и Иссык-Куль. Выполненные с использованием температурного профилемера MTP-5 измерения показывают, что в летнее время режимы термической расслоенности нижнего километрового атмосферного слоя в городских условиях при отсутствии близлежащих крупных водоемов и в горной местности на побережьях крупных водоемов существенно различаются. Определены типы стратификации и параметры пограничного слоя атмосферы в регионах измерений.

DOI: 10.15372/AOO20180907
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
Вклад континуального поглощения водяного пара в радиационный баланс атмосферы при наличии перистых облаков

Т.Ю. ЧЕСНОКОВА1, К.М. ФИРСОВ2, А.А. РАЗМОЛОВ2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
ches@iao.ru
2Волгоградский государственный университет, 400062, г. Волгоград, пр. Университетский, 10
fkm.volsu@mail.ru
Ключевые слова: атмосферный радиационный перенос, континуум водяного пара, перистые облака, atmospheric radiative transfer, water vapor continuum, cirrus clouds
Страницы: 743-751
Подраздел: ОПТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И БАЗЫ ДАННЫХ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Аннотация >>
Проведено моделирование восходящих и нисходящих потоков солнечного и теплового излучения для метеорологических условий, характерных для лета средних широт. Сделаны оценки радиационного баланса атмосферы за счет перистой облачности при ее различной мощности. Определена чувствительность радиационного форсинга к моделям континуального поглощения водяного пара.

DOI: 10.15372/AOO20180908
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
Исследование состава воздуха в различных воздушных массах

О.Ю. АНТОХИНА, П.Н. АНТОХИН, В.Г. АРШИНОВА, М.Ю. АРШИНОВ, Б.Д. БЕЛАН, С.Б. БЕЛАН, Д.К. ДАВЫДОВ, Н.В. ДУДОРОВА, Г.А. ИВЛЕВ, А.В. КОЗЛОВ, Т.М. РАССКАЗЧИКОВА, Д.Е. САВКИН, Д.В. СИМОНЕНКОВ, Т.К. СКЛЯДНЕВА, Г.Н. ТОЛМАЧЕВ, А.В. ФОФОНОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
antokhina@iao.ru
Ключевые слова: атмосфера, аэрозоль, воздушная масса, газ, концентрация, содержание, состав, atmosphere, aerosol, air mass, gas, concentration, contents, structure
Страницы: 752-759
Подраздел: ОПТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И БАЗЫ ДАННЫХ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Аннотация >>
По данным многолетнего мониторинга на TOR-станции рассчитаны средние значения концентрации газовых и аэрозольных компонент в разных воздушных массах в районе г. Томска. Показано, что для СО2 и СН4 характерно уменьшение концентрации от арктической до тропической воздушной массы. Для озона наблюдается обратная картина: наибольшие значения фиксируются в тропической воздушной массе, наименьшие - в арктической. У таких газов, как СО и SO2, характер распределения более сложный.

DOI: 10.15372/AOO20180909
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
Суточный ход коэффициента ослабления оптического излучения гнусом и его зависимость от метеорологических параметров атмосферы для фоновых условий лета Западной Сибири

Н.Н. ЩЕЛКАНОВ
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, суточный ход, лето, метеорологические параметры, Западная Сибирь, atmosphere, extinction coefficient, midges, daily course, summer, meteorological parameters, Western Siberia
Страницы: 760-763
Подраздел: ОПТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И БАЗЫ ДАННЫХ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Аннотация >>
Показано, что суточный ход коэффициента ослабления оптического излучения гнусом имеет ярко выраженный утренний статистически значимый максимум, приходящийся на 09:00. Этот максимум не связан с экстремумами температуры или относительной влажности воздуха. Максимальные значения коэффициента ослабления гнусом наблюдаются при температуре 12-17 °С и относительной влажности воздуха 60-80%. Связь коэффициента ослабления излучения гнусом с температурой и относительной влажностью воздуха является статистически значимой. Коэффициенты наклона прямой в зависимостях ослабления излучения гнусом от температуры и относительной влажности воздуха составляют -0,04 км-1/5 °C и +0,04 км-1/20% соответственно. Обнаружено, что максимальные значения коэффициента ослабления излучения гнусом наблюдаются при направлениях ветра со стороны заболоченных участков леса и скорости ветра 2-4 м/с, а минимальные - со стороны р. Оби и незаболоченного, смешанного и борового лесов при скорости ветра 1-4 м/с.

DOI: 10.15372/AOO20180910
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
Лидарный комплекс для измерения вертикального распределения озона в верхней тропосфере - стратосфере

С.И. ДОЛГИЙ1, А.А. НЕВЗОРОВ1, А.В. НЕВЗОРОВ1, А.П. МАКЕЕВ1, О.А. РОМАНОВСКИЙ1,2, О.В. ХАРЧЕНКО1
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
dolgii@iao.ru
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
roa@iao.ru
Ключевые слова: лидар, лазерное зондирование, озон, lidar, laser sensing, ozone, AURA, MetOp
Страницы: 764-770
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Представлен лидарный комплекс, созданный в Институте оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН в г. Томске, установленный на Сибирской лидарной станции (56,5° с.ш., 85,0° в.д.) для исследования динамики озона в районе тропопаузы и отслеживания глобальных изменений озоносферы. Комплекс позволяет измерять вертикальное распределение озона в верхней тропосфере - стратосфере. При зондировании, осуществляемом по методу дифференциального поглощения и рассеяния, используются пары длин волн 299/341 и 308/353 нм. Достигаемый лидарным комплексом охват высот составляет ~ 5-45 км.

DOI: 10.15372/AOO20180911
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
Экспериментальная оценка частотно-контрастных характеристик активно-импульсных телевизионных систем видения в условиях повышенной мутности аэрозольных сред

В.В. БЕЛОВ1, Ю.В. ГРИДНЕВ1, В.В. КАПУСТИН2, В.С. КОЗЛОВ1, А.Н. КУДРЯВЦЕВ1, М.И. КУРЯЧИЙ2, А.К. МОВЧАН2, Р.Ф. РАХИМОВ1, М.В. ПАНЧЕНКО1, В.П. ШМАРГУНОВ1
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
belov@iao.ru
2Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40
vk@tu.tusur.ru
Ключевые слова: активно-импульсные телевизионные ОЭС, помеха обратного рассеяния, лабораторные эксперименты, качество изображения объектов, частотно-контрастные характеристики, миры, рассеивающие и поглощающие среды, active pulsed TV OES, backscattered noise signal, laboratory experiments, quality of object imaging, frequency-contrast characteristics, miras, scattering and absorbing media
Страницы: 771-775
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Обсуждаются результаты лабораторных экспериментов, направленных на исследование влияния рассеивающих и поглощающих сред на качество изображения объектов, наблюдаемых с помощью активно-импульсных телевизионных оптико-электронных систем (ОЭС). Показано, что исследования качества изображений объектов в активно-импульсных системах видения или их частотно-контрастных характеристик можно осуществлять как на прямых, так и на косвенных их измерениях с использованием Фурье-преобразований изображений тест-объектов или производных от функций, определенных в экспериментах. Экспериментально подтверждено ранее сформулированное теоретически утверждение, что для активно-импульсных ОЭС с селекцией помехи обратного рассеяния качество изображений объектов, экранированных мутными средами, может быть почти на порядок выше, чем при работе ОЭС с лазерной подсветкой и постоянно открытым приемником.

DOI: 10.15372/AOO20180912
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
ИНФОРМАЦИЯ


Страницы: 776

Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину