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

2019 год, номер 5

1.
Моделирование самофокусировки фемтосекундных лазерных импульсов при нормальной дисперсии в воздухе методом дифракционно-лучевых трубок

Ю.Э. ГЕЙНЦ, А.А. ЗЕМЛЯНОВ, О.В. МИНИНА
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
ygeints@iao.ru
Ключевые слова: фемтосекундные лазерные импульсы, самофокусировка, филаментация, дифракционно-лучевая трубка, нормальная дисперсия, femtosecond laser pulses, self-focusing, filamentation, diffraction-beam tube, normal dispersion
Страницы: 337-345

Аннотация >>
На основе численного моделирования и качественного анализа изучено влияние дисперсии групповой скорости импульса на формирование световых структур при самофокусировке и филаментации излучения титан-сапфирового лазера фемтосекундной длительности в воздухе. С использованием результатов численных решений нелинейного уравнения Шредингера в керровско-плазменной диссипативной дисперсионной среде и метода дифракционно-лучевых трубок определены основные закономерности характеристик филаментации фемтосекундных лазерных импульсов в воздухе при различных длительностях импульса, начальных радиусах пучков, пиковых мощностях излучения. Обнаружено проявление дисперсии, когда дисперсионная длина не является наименьшим масштабом процесса. Показано, что при возрастании дисперсионных искажений импульса происходит увеличение относительной (нормированной на длину Рэлея) координаты начала филаментации. Также происходит сокращение длины филаментационного канала. С увеличением радиуса лазерного пучка для более коротких импульсов (десятки фемтосекунд) наблюдается срыв филаментации. Для этого класса импульсов происходит увеличение размера энергетически пополняющей дифракционно-лучевой трубки, а также возрастает угловая расходимость постфиламентационных световых каналов.

DOI: 10.15372/AOO20190501
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
Изменчивость содержания диоксида серы в атмосфере над Казахстаном по данным наземных наблюдений и спутникового зондирования

А.Х. АХМЕДЖАНОВ, Н.Д. АХМЕТОВ, Т.К. КАРАДАНОВ
АО «Национальный центр космических исследований и технологий» АК МОАП РК, 50010, г. Алматы, ул. Шевченко 15, Казахстан
model_lab@mail.ru
Ключевые слова: концентрация, малые газы, диоксид серы, атмосфера, спутник, зондирование, concentration, greenhouse gases, sulfur dioxide, atmosphere, satellite, remote sensing
Страницы: 399-403

Аннотация >>
На основе данных измерительной сети наземных наблюдений в городах Казахстана проведен статистический анализ приземной концентрации диоксида серы (SO2); его максимальные концентрации наблюдаются в таких крупных промышленных городах, как Алматы, Усть-Каменогорск, Риддер, Темиртау и Талды-Курган. Проведен анализ содержания SO2 в атмосферном столбе над территорией Казахстана на основе спутниковых данных, обработанных системой реанализа MERRA-2. Определены внутригодовые изменения содержания SO2 в атмосферном столбе над территорией Казахстана за последние 10 лет. Анализ многолетних изменений содержания SO2 показал тенденцию к его уменьшению.

DOI: 10.15372/AOO20190510
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
Многокаскадная система коррекции изображения для Большого солнечного вакуумного телескопа

В.П. ЛУКИН1, Н.Н. БОТЫГИНА1, Л.В. АНТОШКИН1, А.Г. БОРЗИЛОВ1, О.Н. ЕМАЛЕЕВ1, П.А. КОНЯЕВ1, П.Г. КОВАДЛО2, Д.Ю. КОЛОБОВ2, А.А. СЕЛИН1, Е.Л. СОИН1, А.Ю. ШИХОВЦЕВ2, С.А. ЧУПРАКОВ2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
lukin@iao.ru
2Институт солнечно-земной физики СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 126а
kovadlo2006@yandex.ru
Ключевые слова: астрономический телескоп, изображение, турбулентность, датчик волнового фронта, адаптивная коррекция, astronomical telescope, image, turbulence, wavefront sensor, adaptive correction
Страницы: 404-413

Аннотация >>
В 2017 г. на Большом солнечном вакуумном телескопе (БСВТ) Института солнечно-земной физики СО РАН была создана элементная база для отработки методов регистрации и коррекции искажений оптического излучения, прошедшего слой турбулентной атмосферы. Установлена трехкаскадная система коррекции изображений на БСВТ. Усовершенствовано программное обеспечение, которое осуществляет статистический анализ качества формируемого изображения в БСВТ и объединяет работу датчика волнового фронта, анализатора качества изображения и астрономического прибора - фильтрографа.

DOI: 10.15372/AOO20190511
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
Начальная стадия формирования диффузных струй при импульсном разряде в неоднородном электрическом поле

В.С. КУЗНЕЦОВ1, В.Ф. ТАРАСЕНКО1,2, В.А. ПАНАРИН1, В.С. СКАКУН1, Э.А. СОСНИН1,2, Е.Х. БАКШТ1
1Институт сильноточной электроники СО РАН, 634055, г. Томск, пр. Академический, 2/3
robert_smith_93@mail.ru
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
VFT@loi.hcei.tsc.ru
Ключевые слова: апокампический разряд, коронный разряд, шаровые и цилиндрические стримеры, микросекундные импульсы напряжения, положительная полярность, apokampic discharge, corona discharge, spherical and cylindrical streamers, microsecond voltage pulses, positive polarity
Страницы: 414-418

Аннотация >>
Проведено лабораторное моделирование условий возникновения голубых «струй» в атмосфере Земли. Для этого в воздухе исследовано формирование плазменных образований и диффузных «струй» при коронном и апокампическом разрядах. Показано, что «струи» формируются за счет стримерного пробоя, а их цвет зависит от давления воздуха. При давлении 30-120 торр в неоднородном электрическом поле зарегистрированы стримеры, стартующие от высоковольтного электрода и различных частей импульсно-периодического разряда. Установлено, что в начальной стадии пробоя между основными электродами апокампического разряда на высоковольтном электроде формируется корона шаровой формы, с которой при увеличении напряжения стартуют цилиндрические стримеры. Приведены данные о размерах стримерной головки и скоростях распространения стримера в коронном и апокампическом разрядах.

DOI: 10.15372/AOO20190512
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
Анализ экспериментальных частот переходов молекулы 16OH в состоянии X2П с помощью принципа Ритца

О.Н. СУЛАКШИНА, Ю.Г. БОРКОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
son@iao.ru
Ключевые слова: экспериментальные частоты переходов, молекула OH, состояние ХP, принцип Ритца, measured transition frequencies, OH molecule, ground electronic state, Ritz principle
Страницы: 346-357

Аннотация >>
Выполнен критический анализ доступных экспериментальных данных для частот вращательных и колебательно-вращательных переходов молекулы OH в основном электронном состоянии Х2Π с помощью комбинационного принципа Ритца. Частоты переходов, взвешенные в соответствии с экспериментальными погрешностями, были обработаны программным кодом РИТЦ. Анализ безразмерных взвешенных отклонений позволил исключить «плохие частоты» из рассмотрения и провести обработку со стандартным отклонением 1,8. В результате был получен набор из 1056 экспериментальных РИТЦ-уровней энергии с соответствующей погрешностью для каждого уровня. Проведено сравнение найденных эмпирических РИТЦ-уровней энергий с рассчитанными уровнями, приведенными в базе спектроскопической информации HITRAN.

DOI: 10.15372/AOO20190502
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
Коэффициенты уширения и сдвига линий поглощения молекулы воды в области 8650-9020 см-

В.М. ДЕЙЧУЛИ1,2, Т.М. ПЕТРОВА3, Ю.Н. ПОНОМАРЕВ3, А.М. СОЛОДОВ3, А.А. СОЛОДОВ3
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
dvm91@yandex.ru
2Национальный исследовательский Томский государственный университет
3Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
tanja@iao.ru
Ключевые слова: коэффициенты уширения и сдвига, Фурье-спектрометр, водяной пар, broadening and shift coefficients, Fourier spectrometer, water vapor
Страницы: 358-364

Аннотация >>
Проведено сравнение коэффициентов уширения и сдвига центров линий поглощения молекулы H2O со следующими буферными газами: Ar, He, H2 и N2. Данные о коэффициентах уширения и сдвига линий получены из анализа спектров поглощения, зарегистрированных с помощью Фурье-спектрометра в спектральном диапазоне 8650-9020 см-1 со спектральным разрешением 0,01 см-1. С помощью двух моделей формы контура (контур Фойгта и контур Фойгта, зависящий от скорости поглощающей молекулы) были получены параметры линий поглощения молекулы воды. Показано, что применение контура Фойгта, зависящего от скорости, дает лучшее согласие с экспериментальными данными.

DOI: 10.15372/AOO20190503
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
Мониторинг ветровой обстановки и индикация спутных следов в районе взлетно-посадочной полосы аэропорта пассивным оптическим методом

А.Л. АФАНАСЬЕВ, В.А. БАНАХ, Д.А. МАРАКАСОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
afanasiev@iao.ru
Ключевые слова: скорость ветра, турбулентность, спутный след, авиабезопасность, пассивный оптический метод, crosswind, turbulence, aircraft vortex, air transport safety, passive optical monitoring
Страницы: 365-370

Аннотация >>
Проведены измерения скорости ветра и атмосферной турбулентности в районе взлетно-посадочной полосы аэропорта пассивным оптическим методом, основанным на корреляционном анализе турбулентных искажений удаленных объектов наблюдения. Оптическая трасса была организована в районе приземного участка глиссады снижения самолетов вблизи начала взлетно-посадочной полосы. После прохождения воздушного судна над линией визирования измерителя на фоне умеренного бокового ветра устойчиво фиксировались значительные выбросы скорости и усиление турбулентности, обусловленные спутным следом. Полученные результаты свидетельствуют о практической возможности использования данного метода для приборной индикации наличия или отсутствия спутных следов над территорией аэропорта. Такая информация может быть полезной при оценках безопасных интервалов движения в процессе организации взлетов и посадок воздушных судов.

DOI: 10.15372/AOO20190504
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
Усиление средней мощности эхосигнала пространственно ограниченного лазерного пучка в турбулентной атмосфере

В.А. БАНАХ, А.В. ФАЛИЦ, И.В. ЗАЛОЗНАЯ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
banakh@iao.ru
Ключевые слова: усиление обратного рассеяния, турбулентность, пространственно ограниченный пучок, backscatter amplification, turbulence, spatially limited beam
Страницы: 371-375

Аннотация >>
Представлены результаты численного анализа проявления эффекта усиления обратного рассеяния в режиме слабой оптической турбулентности при различных дифракционных размерах передающей апертуры. Показано, что величина и локализация усиления средней мощности обратнорассеянного в турбулентной атмосфере излучения зависят от числа Френеля передающей апертуры. Так как число Френеля изменяется с расстоянием, с которого приходит лидарный сигнал, при расчете из лидарных данных профиля интенсивности оптической турбулентности по значению коэффициента усиления средней мощности рассеянного излучения необходимо учитывать это изменение.

DOI: 10.15372/AOO20190505
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
Определение фазового состояния облачности по данным спутникового радиометра МСУ-МР космического аппарата «Метеор-М» № 2

А.А. ФИЛЕЙ
Дальневосточный центр ФГБУ «НИЦ "Планета"», 680000, г. Хабаровск, ул. Ленина, 18
andreyvm-61@mail.ru
Ключевые слова: МСУ-МР, оптическая толщина, эффективный радиус, фазовое состояние облачности, облачность, MSU-MR, optical depth, effective radius, cloud phase, cloudiness
Страницы: 376-380

Аннотация >>
Представлен алгоритм определения фазового состояния облачности (капельное, кристаллическое и смешанное) по дневным измерениям радиометра МСУ-МР, установленного на борту российского гидрометеорологического спутника «Метеор-М» № 2. Рассмотрены физические принципы определения фазового состояния по коэффициентам спектральной яркости на длинах волн 1,6 и 3,7 мкм и яркостным температурам на длинах волн 11 и 12 мкм. Полученные результаты определения фазового состояния облачности представленного алгоритма сопоставлялись с результатами алгоритмов, разработанных для зарубежных спутниковых радиометров. Точность сопоставления составила свыше 80%. Наибольшие неточности наблюдались для тонкой полупрозрачной облачности из-за дополнительного излучения, идущего от подстилающей поверхности, а также для смешанной облачности в силу специфики алгоритма.

DOI: 10.15372/AOO20190506
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
Оценка влияния поглощения на рассеяние света на атмосферных ледяных частицах для длин волн, характерных для задач лазерного зондирования атмосферы

Д.Н. ТИМОФЕЕВ, А.В. КОНОШОНКИН, Н.В. КУСТОВА, В.А. ШИШКО, А.Г. БОРОВОЙ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
tdn@iao.ru
Ключевые слова: рассеяние света, поглощение, ледяные частицы, геометрическая оптика, перистые облака, light scattering, absorption, ice crystals, geometrical optics, cirrus clouds
Страницы: 381-385

Аннотация >>
Представлены результаты анализа численного расчета матриц рассеяния света для ледяных частиц произвольной формы с учетом поглощения, полученных в рамках приближения геометрической оптики. Проведена оценка влияния поглощения на характеристики обратного рассеяния света для задач лазерного зондирования атмосферы. Результаты показывают, что учет поглощения при смещении длины волны вглубь ИК-диапазона приводит к уменьшению интенсивности рассеянного излучения. Влияние поглощения для длин волн 0,355 и 0,532 мкм не превышает сотых долей процента, для 1,064 мкм - единиц процента, а для ближнего ИК-диапазона может превышать десятки процентов.

DOI: 10.15372/AOO20190507
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
Использование линейных регрессионных соотношений, полученных на основе модельных и экспериментальных данных, для определения водозапаса облаков из наземных микроволновых измерений

Е.Ю. БИРЮКОВ, В.С. КОСЦОВ
Санкт-Петербургский государственный университет, 198504, г. Санкт-Петербург, Петродворец, ул. Ульяновская, 1
st023805@student.spbu.ru
Ключевые слова: водозапас облаков, тропосфера, дистанционное зондирование, микроволновый радиометр, обратные задачи, регрессионное соотношение, cloud liquid water path, troposphere, remote sensing, microwave radiometer, inverse problems, linear regression
Страницы: 386-394

Аннотация >>
Представлены оценки погрешности определения водозапаса облаков методом множественной линейной регрессии (МЛР) при использовании различных регрессионных соотношений, полученных как по модельным расчетам, так и по экспериментальным данным (в качестве эталона были взяты результаты метода, основанного на обращении уравнения переноса излучения). Показано, что при «обучении» метода МЛР по экспериментальным данным и использовании измерений в семи спектральных каналах радиометра случайная составляющая погрешности определения водозапаса равна 0,015-0,017 кг/м2, что в 2 раза меньше, чем при обучении МЛР по результатам модельных расчетов. Систематическая составляющая погрешности при этом не превышает 0,005 кг/м2. Результаты МЛР позволяют надежно идентифицировать периоды ясной погоды по критерию минимума вариаций водозапаса.

DOI: 10.15372/AOO20190508
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
Роль влажности воздуха в изменении приземной концентрации озона

Б.Д. БЕЛАН, Д.Е. САВКИН
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
bbd@iao.ru
Ключевые слова: атмосфера, газ, влажность, воздух, озон, atmosphere, gas, humidity, air, ozone
Страницы: 395-398

Аннотация >>
По данным измерений TOR-станции Института оптики атмосферы СО РАН с 1994 по 2017 г. выполнено исследование зависимости изменения концентрации озона в приземном слое воздуха от величины абсолютной влажности. Выявлена нейтральная зависимость при положительных температурах и неожиданно большая и знакопеременная изменчивость при отрицательных. Абсолютная влажность оказывает отрицательное влияние на образование озона в приземном слое воздуха, приводя к уменьшению его концентрации, при температурах 0…-30 °С. При очень низких температурах (ниже -30 °C) эффект изменяется на положительный с увеличением абсолютной влажности концентрация озона растет.

DOI: 10.15372/AOO20190509
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину