|
|
|
2021 год, номер 11
|
Д.В. АПЕКСИМОВ, П.А. БАБУШКИН, Ю.Э. ГЕЙНЦ, А.А. ЗЕМЛЯНОВ, Г.Г. МАТВИЕНКО, В.К. ОШЛАКОВ, А.В. ПЕТРОВ, Е.Е. ХОРОШАЕВА
"Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
apeximov@iao.ru"
Ключевые слова: ультракороткое лазерное излучение, структурированный свет, эффект Керра, самофокусировка, высокоинтенсивные световые каналы
Страницы: 837-841
Аннотация >>
Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей формирования и распространения на трассе интенсивных световых каналов в условиях структурирования начального профиля пучка мощного фемтосекундного лазерного излучения в виде отдельных субапертур. Структурированное излучение получено путем амплитудной модуляции лазерного пучка с использованием масок. Применение амплитудных масок позволяет получить заданное число высокоинтенсивных световых каналов и осуществить их контролируемое распространение в конкретном нелинейном режиме, преимущественно на коротких (десятки метров) дистанциях в атмосфере.
DOI: 10.15372/AOO20211101
|
|
"Д.В. ИОНОВ1, В.И. ПРИВАЛОВ2"
"1Санкт Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
ionov@troll.phys.spbu.ru
2Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова, Санкт-Петербург, Россия
reshal@peterlink.ru"
Ключевые слова: общее содержание озона, УФОС, DOAS
Страницы: 842-848
Аннотация >>
Рассмотрен первый опыт применение методики дифференциальной спектроскопии DOAS в интерпретации результатов измерений наземного ультрафиолетового озонного спектрометра УФОС для определения общего содержания озона (ОСО). Приведены примеры спектров, зарегистрированных УФОС и аналогичной по характеристикам спектральной аппаратурой в ходе зенитных наблюдений. С использованием DOAS выполнены тестовые расчеты ОСО по результатам измерений УФОС на ст. Воейково в течение нескольких дней. Полученные значения ОСО сопоставлены с данными независимых наземных и спутниковых измерений. Предварительные результаты определения ОСО показывают их систематическое расхождение с независимыми данными, которое может быть устранено при более тщательной адаптации алгоритма DOAS к условиям задачи и характеристикам прибора УФОС.
DOI: 10.15372/AOO20211102
|
|
А.А. МАРИНИНА, Ю.Г. БОРКОВ, Т.М. ПЕТРОВА, А.М. СОЛОДОВ, А.А. СОЛОДОВ, В.И. ПЕРЕВАЛОВ
"Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
lukashevskaya@iao.ru"
Ключевые слова: углекислый газ, изотопические модификации, спектр высокого разрешения, параметры спектральных линий, база данных HITRAN2020
Страницы: 849-855
Аннотация >>
Спектр поглощения естественного образца углекислого газа в диапазоне 4350-4550 см-1 был зарегистрирован с помощью Фурье-спектрометра Bruker IFS 125HR, сопряженного с многоходовой 30-метровой газовой кюветой, оснащенной оптической системой Уайта. Регистрация спектра выполнена с разрешением 0,02 см-1 при температуре 301,7 К, давлении газа 306 мбар и длине оптического пути в 1058 м. Достигнута чувствительность, позволившая зарегистрировать спектральные линии с интенсивностью 10-28 см-1/(мол. × см-2). Измерены центры и интенсивности 453 спектральных линий 17 полос 5 изотопологов углекислого газа: 12C16O2, 13C16O2, 16О12C18O, 16О13C18O и 16О13C17O. Полосы 33303-02201, 41104-02201, 41104-10002 основного изотополога 12C16O2 и полосы 31103-00001 изотопологов 13C16O2 и 16О12C18O зарегистрированы впервые. Проведено сравнение измеренных центров и интенсивностей спектральных линий со значениями, представленными в базе данных HITRAN2020.
DOI: 10.15372/AOO20211103 |
|
А.В. КЛИМКИН, Г.П. КОХАНЕНКО, Т.Е. КУРАЕВА, Ю.Н. ПОНОМАРЕВ, И.В. ПТАШНИК
"Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
anton@iao.ru"
Ключевые слова: спектр обратного рассеяния, атмосферное молекулярное поглощение
Страницы: 856-859
Аннотация >>
Проведен анализ информации о влиянии селективного и неселективного поглощения молекулами атмосферы на характеристики излучения, рассеянного атмосферным аэрозолем при наличии в нем органических соединений. Определены длин волн, на которых сигнал обратного рассеяния превышает уровень суммарного поглощения.
DOI: 10.15372/AOO20211104
|
|
А.Е. ПРОТАСЕВИЧ, А.В. НИКИТИН
"Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН Томск, Россия
a.e.protasevich@iao.ru"
Ключевые слова: линейные молекулы, ацетилен, оператор кинетической энергии, ортогональные координаты, полисферические координаты
Страницы: 860-864
Аннотация >>
Предложена простая и удобная для расчетов форма колебательно-вращательного оператора кинетической энергии для симметричных молекул типа A2B2 в полисферических ортогональных координатах. Особенность предложенного подхода - симметричность оператора кинетической энергии относительно перестановки координат двух групп атомов (AB) и простота применения контракции волновых функций. Сделан вариационный расчет нижних колебательно-вращательных уровней энергии молекулы ацетилена. Проведено сравнение вычисленных в настоящей работе уровней энергии с другими работами.
DOI: 10.15372/AOO20211105
|
|
В.А. ФЕДОРОВ
"Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
fva21@iao.ru"
Ключевые слова: стационарный случайный процесс, степенная структурная функция, спектральная плотность, спектральные вклады
Страницы: 865-873
Аннотация >>
Рассматривается частотное поведение спектральных вкладов начальных, средних и «конечных» участков степенной структурной функции в спектральную плотность стационарного случайного процесса. Показан их осциллирующий знакопеременный частотный характер. При этом с ростом частоты скорость спада модулей указанных вкладов приближается к обратно пропорциональной зависимости. Представлены и проанализированы простые аналитические аппроксимационные соотношения, описывающие частотное поведение всех указанных спектральных вкладов. Они рекомендуются для широкого практического использования. Рассмотрено применение полученных формул для более сложных составных степенных функций.
DOI: 10.15372/AOO20211106
|
|
"П.Н. АНТОХИН1, В.Г. АРШИНОВА1, М.Ю. АРШИНОВ1, Б.Д. БЕЛАН1, С.Б. БЕЛАН1, Л.П. ГОЛОБОКОВА2, Д.К. ДАВЫДОВ1, Г.А. ИВЛЕВ1, А.В. КОЗЛОВ1, А.С. КОЗЛОВ3, В.И. ОТМАХОВ4, Т.М. РАССКАЗЧИКОВА1, Д.В. СИМОНЕНКОВ1, Г.Н. ТОЛМАЧЕВ1, А.В. ФОФОНОВ1"
"1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
apn@iao.ru
2Лимнологический институт СО РАН, Иркутск, Россия
lg@lin.irk.ru
3Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, Новосибирск, Россия
kozlov@kinetics.nsc.ru
4Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
otmahov2004@mail.ru"
Ключевые слова: атмосфера, аэрозоль, воздух, вертикальное распределение, газы, состав, стратосфера, тропосфера
Страницы: 874-881
Аннотация >>
По данным самолетного зондирования исследуется изменение состава воздуха при переходе из тропосферы в стратосферу. Анализируется распределение семи газов, дисперсного и химического состава аэрозоля. Показано, что при пересечении тропопаузы содержание H2О, CO и CH4 резко уменьшается, а О3, NO2 и счетная концентрация аэрозоля, наоборот, увеличиваются. В элементном составе над тропопаузой доминирует Si, в ионном - SO42- В тропосфере же преобладают терригенные элементы Al, Cu, Fe, а среди ионов набор из нескольких соединений, изменяющийся по регионам. Выявлены также заметные различия в дисперсном составе частиц.
DOI: 10.15372/AOO20211107
|
|
П.Н. ЗЕНКОВА, Д.Г. ЧЕРНОВ, В.П. ШМАРГУНОВ, М.В. ПАНЧЕНКО, Б.Д. БЕЛАН
Ключевые слова: аэрозоль, черный углерод, сажа, вертикальное распределение, самолет-лаборатория, Арктика
Страницы: 882-890
Аннотация >>
В сентябре 2020 г. на самолете-лаборатории Ту-134 «Оптик» было проведено широкомасштабное комплексное исследование состава тропосферы над российским сектором Арктики. Исследована пространственно-временная изменчивость концентраций аэрозоля и черного углерода (ВС). По данным зондирования проанализированы общие и отличительные черты пространственной изменчивости вертикальных профилей концентрации аэрозоля и ВС. Получены интегральные концентрации ВС в столбе атмосферы в арктических и субарктических широтах.
DOI: 10.15372/AOO20211108 |
|
И.Н. СМАЛИХО, В.А. БАНАХ, А.А. СУХАРЕВ
"Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
smalikho@iao.ru"
Ключевые слова: когерентный доплеровский лидар, ветер, турбулентность
Страницы: 891-897
Аннотация >>
С использованием нового метода определения параметров ветровой турбулентности из спектров вертикальной компоненты скорости ветра, измеряемой импульсным когерентным доплеровским лидаром (ИКДЛ), в 2020 г. проведен эксперимент на побережье оз. Байкал в рамках исследования турбулентности и внутренних гравитационных волн (ВГВ) в пограничном слое атмосферы (ПСА). В настоящей работе представлены результаты этого эксперимента и проведен анализ спектров и лидарных оценок дисперсии вертикальной скорости ветра и скорости диссипации турбулентной энергии, полученных из измерений ИКДЛ Stream Line при наличии в ПСА низкоуровневого струйного течения и ВГВ.
DOI: 10.15372/AOO20211109
|
|
А.А. ЧЕРЕМИСИН1, В.Н. МАРИЧЕВ2, Д.А. БОЧКОВСКИЙ2, П.В. НОВИКОВ1,3, И.И. РОМАНЧЕНКО1
1Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, Новосибирск, Россия
aacheremisin@gmail.com
2Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
marichev@iao.ru
3Красноярский институт железнодорожного транспорта, Красноярск, Россия
novikov-pv@yandex.ru
Ключевые слова: стратосферный аэрозоль, лидарные наблюдения, дым лесных пожаров, метод траекторий, данные спутниковых наблюдений
Страницы: 898-905
Аннотация >>
Рассматривается вынос в стратосферу аэрозоля горения от пожаров летом 2019 г., когда были зафиксированы многочисленные лесные пожары на территории Сибири, Канады и Аляски. По результатам лидарных наблюдений, проведенных в Томске в августе 2019 г., в нижней стратосфере были обнаружены явно выраженные слои аэрозольного рассеяния. Анализ результатов расчета обратных траекторий движения воздушных масс с привлечением радиометрической информации со спутников о пожарах в Северном полушарии, а также данных космического лидара со спутника CALIPSO позволяет утверждать, что наблюдаемые аэрозольные слои образовались в результате выноса в стратосферу продуктов горения при пожарах в Сибири.
DOI: 10.15372/AOO20211110
|
|
П.А. КОНЯЕВ, В.П. ЛУКИН, В.В. НОСОВ, Е.В. НОСОВ, Е.Л. СОИН, А.В. ТОРГАЕВ
"Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
petrkonyaev@gmail.com"
Ключевые слова: атмосфера, колмогоровская турбулентность, когерентная турбулентность, параметр Фрида, наклон фазового фронта, уравнения Навье-Стокса
Страницы: 906-915
Аннотация >>
Рассмотрены различные способы измерения случайных наклонов волнового фронта. Определены возможности измерений параметра Фрида с использованием дифференциального метода для задач зондирования турбулентности и адаптивной оптики. Выполнены сравнительные измерения уровня турбулентности на горизонтальной трассе двумя оптическими методами: с помощью дифференциального измерителя турбулентности и пассивным методом, основанным на измерении дрожания изображения с использованием высокоскоростной цифровой видеокамеры, которая установлена на малом астрономическом телескопе, и алгоритмов обработки в реальном времени. Обсуждаются возможные различия результатов измерений. На основе численного решения системы уравнений Навье-Стокса получены картины эволюции конвективного движения среды внутри объема в параметрах векторного поля скорости и скалярных полей температуры и давления. Предложены пути развития датчика волнового фронта, способного обеспечить высокоточные фазовые измерения как в колмогоровской, так и в неколмогоровской турбулентности.
DOI: 10.15372/AOO20211111
|
|
М.П. ТЕНТЮКОВ1,2, В.П. ЛЮТОЕВ3, Б.Д. БЕЛАН1, Д.В. СИМОНЕНКОВ1, О.С. ГОЛОВАТАЯ2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
tentukov@yandex.ru
2Сыктывкарский государственный университет им. Питирима Сорокина, Сыктывкар, Россия
oxana_158@mail.ru
3Институт геологии им. Н.П. Юшкина ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия
vlutoev@geo.komisc.ru
Ключевые слова: ультрафиолетовая радиация, метод электронного парамагнитного резонанса, оксид магния, детектор ультрафиолетового излучения, мониторинг, Арктика, снежный покров
Страницы: 916-923
Аннотация >>
Описан новый метод дозиметрии ультрафиолетового излучения, основанный на регистрации фотостимулированного перехода Мn3+ + е– → Мn2+ в ультрадисперсном оксиде магния с кристаллической структурой периклаза. Показана возможность регистрации фотоэффекта с помощью метода электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Предложено построить пассивный интегрирующий детектор ультрафиолета (УФ-детектора) на основе ампул с ультрадисперсным оксидом магния и регистрации после их экспонирования на свету сигнала ЭПР ионов Mn2+. Проведена апробация нового УФ-детектора при сравнительной оценке послойной изменчивости ультрафиолетовой прозрачности снежного покрова. Обсуждается возможность использования порошкового УФ-детектора при пассивном мониторинге поступления УФ-радиации на земную поверхность в рамках исследований устойчивости тундровых экосистем в условиях истощения стратосферного озона в Арктике.
DOI: 10.15372/AOO20211112
|
|
