Главная – Журналы – Оптика атмосферы и океана 2018 номер 8

В пределах ИК-полос поглощения Н₂О и СО₂ величина континуального поглощения зависит от принятой границы локального вклада линий. Для полос 4,3; 2,7; 1,4; 1,2 мкм СО₂, а также для вращательной полосы и полос 1400-1900, 3500-3900 и 5200-5500 см^-1 Н₂О наблюдается корреляция максимальной границы локального вклада линий с формой контура линии на больших смещенных частотах. Континуальное поглощение может быть определено однозначно при измерениях в крыльях полос, если считать, что в крыльях полос оно является чисто континуальным. В пределах полос континуальное поглощение определяется неоднозначно и зависит от величины границы локального вклада линий.

Обнаружено, что коэффициент отражения (R) многослойных диэлектрических зеркал сильно зависит от влажности среды. Этот эффект может приводить как к увеличению, так и к уменьшению R, который определяется изменением показателей преломления (при заполнении водяным паром) слоев материалов, применяемых для образования многослойного зеркала. Увеличение R может достигать 0,9% в среде с влажностью, близкой к точке росы. Рассмотрены изменения коэффициента в средах, содержащих различные изотопы водяного пара H₂¹⁶O, H₂¹⁸O и D₂O. Исследованы зеркала CRDS-спектрометра с R = 0,9999, для которых оценена верхняя граница изменения коэффициента отражения от влажности воздуха.

Представлены экспериментальные данные о вариациях коэффициента усиления лидарного сигнала, возникающего в турбулентной атмосфере, при изменениях структурной постоянной турбулентных флуктуаций показателя преломления воздуха. Установлено, что по мере увеличения структурной постоянной коэффициент усиления сначала возрастает, достигая максимума, затем, с переходом в режим сильной оптической турбулентности на трассе зондирования, уменьшается. Максимальное значение коэффициента усиления, достижимое на заданном расстоянии, зависит от интенсивности оптической турбулентности в момент измерений. Временной ход коэффициента усиления обратного рассеяния хорошо согласуется с временными изменениями структурной постоянной флуктуаций показателя преломления воздуха, определяемой из независимых измерений.

Представлены результаты измерений характеристик астроклимата в Специальной астрофизической обсерватории (САО) РАН (Северный Кавказ) в 2012 и 2016 гг. Экспериментальные результаты получены из долговременных рядов наблюдений дневного и ночного астроклимата в САО. Установлено присутствие над территорией САО неколмогоровской когерентной турбулентности, в которой улучшается качество изображений телескопов. Выяснено влияние типа подстилающей поверхности и направления скорости ветра на режим возникновения когерентной турбулентности. Установлено, что причинами ее появления являются горный рельеф и неравномерность нагрева подстилающей поверхности. Экспериментально исследовано распределение скоростей движений воздуха в объеме подкупольного пространства Большого телескопа азимутального (БТА). Проведено численное моделирование движений воздушных масс в подкупольном пространстве БТА для анализа влияния температурного режима и формы конструкций. Решения краевой задачи подтверждают наличие экспериментально зарегистрированной вихревой структуры с вертикальной осью вращения. Причинами ее возникновения являются температурные градиенты подкупольных поверхностей.

С помощью измерительного комплекса, разработанного для спектрометрических исследований атмосферных антропогенных выбросов, исследуются оптические характеристики антропогенных золей. Полученные спектральные зависимости эффективных сечений поглощения, рассеяния, ослабления излучения использованы для восстановления микроструктуры антропогенных золей. Выявлено влияние относительной влажности среды распространения излучения на оптические характеристики ее дисперсной фазы. Анализируются атмосферные выбросы продуктов сгорания древесины, промышленной энергетики, аэроносителей, продукты температурного разложения асбоцементных плит при их прокаливании.

Приводятся параметры индикатрис рассеяния света, измеренных на крупномасштабном полигоне в северной части тропической зоны Атлантического океана. Рассматривается связь параметров индикатрис с динамикой вод. Приведены индикатрисы, измеренные в водах основных течений и в районах подъема и опускания вод. Представлены предельные значения параметров индикатрис, наблюдавшиеся в водах полигона. Найдена связь коэффициента асимметрии индикатрис с показателем рассеяния света. В апвеллинге параметры данной связи отличаются от таковой для остальных вод полигона. Установлена связь показателя рассеяния с показателем ослабления света.

Обсуждаются результаты сравнения средних физико-химических характеристик аэрозоля в соседних районах: в арктическом пос. Баренцбург (арх. Шпицберген) и над Баренцевым морем. Отмечено небольшое превышение (менее 0,02) аэрозольной оптической толщи атмосферы в островном районе относительно морского. Более значительно различаются микрофизические характеристики аэрозоля в приземном слое: концентрации сажи выше в Баренцбурге (в 4 раза), а концентрации частиц - над морем (в 2,4 раза). Абсолютные концентрации ионов в атмосфере Баренцбурга кратно меньше, чем над морем. Однако по относительному содержанию в обоих районах преобладают ионы Na⁺, Cl^- и NH₄⁺, SO₄^2-, что свидетельствует о равнозначности вклада континентальных и морских источников.

Приводятся результаты создания и использования геоинформационной системы (ГИС) долгосрочного мониторинга хозяйственного освоения территории на примере бассейна оз. Байкал. Представлена функциональная структура ГИС, состоящей из измерительной, информационной, технологической и аналитической подсистем. Даны результаты анализа ретроспективных карт как основных документов для долгосрочной метрической оценки динамики природопользования. Описана методика геометрической коррекции ретроспективных карт на современной топографической основе. Разработана методика создания и использования картографических информационных ресурсов для мониторинга природопользования. Представлен практический пример результата мониторинга в виде карты динамики пашни в XX в.

Исследована пространственно-временная изменчивость тепловых потоков на границе океан-атмосфера в районе Баренцева моря за 1976-2014 гг. Также рассчитаны сезонные изменения площади льда в арктическом секторе Сибири. Сокращение морского льда в последние десятилетия согласуется с ростом температуры поверхности океана, в отличие от которой потоки скрытого и явного тепла уменьшаются, причем в наибольшей степени это выражено в январе. Интенсивные изменения теплообмена на границе океан-атмосфера отмечаются в последние несколько лет. В начале XXI в. адвекция тепла из района Баренцева моря в среднем за зимний сезон осуществляется в основном в восточном направлении, а его приток в Западную Сибирь - через ее северную границу и составляет ~ 1%. При этом роль адвекции в изменении температуры и влажности воздуха в регионе значимо возросла в последние годы. Предполагается, что наиболее важное значение в зимнем похолодании в начале XXI в. в Западной Сибири имеет в первую очередь уменьшение переноса тепла и влаги с южного направления. Влияние же Баренцева моря на изменения потоков тепла проявляется опосредованно через изменения процессов крупномасштабной циркуляции на сопредельных с регионом территориях как следствие усиленного теплообмена за счет увеличения площади открытой воды.

Одна из крупнейших озоновых аномалий над Антарктидой наблюдалась в октябре-ноябре 2015 г. Увеличение озоновой дыры связывалось с извержением чилийского вулкана Кальбуко в апреле 2015 г. с максимальной высотой выброса продуктов 17 км. C помощью реанализа ERA-Interim и траекторной модели NOAA HYSPLIT оценивается возможность проникновения вулканогенного аэрозоля в область полярного вихря. Показано, что вулканогенный аэрозоль не мог способствовать усилению реакций разрушения озона, поскольку находился за пределами устойчивого полярного вихря.

По данным измерений озона в районе г. Томска в 1990-2017 гг. исследуется связь снежного покрова и приземной концентрации озона. Выделено четыре типа сезонного хода озона. К первому относится рост концентрации, который заканчивается весенним максимумом. Он наблюдается в 53,9% случаев. Второй характеризуется медленным ростом и всплеском концентрации после схода снега (19,2%). Третий отличается нейтральным ходом при снеге и резким всплеском концентрации после его схода (15,4%). К четвертому типу отнесен нейтральный ход без весеннего максимума (11,5%). Таким образом, в конце снежного периода весенний максимум концентрации наблюдается в 88,5% случаев. Различия в сезонных ходах в разные годы объясняется температурной зависимостью фотохимической генерации озона в атмосфере.

По данным самолетного зондирования, выполненного над югом Западной Сибири, рассматривается многолетняя изменчивость концентрации углекислого газа на разных высотах в летний период. Данные мониторинга показывают, что на высоте 7,0 км летние значения концентрации углекислого газа над югом Западной Сибири росли с темпом 1,90 млн^-1/год. В пограничном слое увеличения содержания CO₂ в летний период с 1997 по 2004 г. почти не происходило (0,32 млн^-1/год). Начиная с 2005 по 2017 г. включительно темп прироста резко возрос и составил 2,55 млн^-1/год. Проведенный анализ возможных причин такого многолетнего хода показал, что он не связан с сокращением площади лесных массивов, лесными пожарами или болезнью деревьев. Также нельзя утверждать, что сток диоксида углерода был обусловлен воздействием климатических параметров на лесную растительность. Возможно, накопление углекислого газа в атмосфере к 2004 г. привело к тому, что сибирские леса уже не справляются с поглощением такого его количества.