Главная – Журналы – Поиск по журналам

Для детектирования экотоксикантов в атмосфере методами абсорбционной спектроскопии необходимо знание их спектроскопических параметров. В настоящей статье приведены новые экспериментальные данные о линиях поглощения изотополога CH³⁵Cl₃ хлороформа в газовой фазе, измеренные с помощью спектрометра высокого разрешения в диапазоне длин волн 2 мм. После предварительных измерений в поддиапазоне 118,6-118,9 ГГц, их сравнения с литературными данными и подтверждения возможности достоверного выявления в спектре линий поглощения были обнаружены и идентифицированы новые линии поглощения в спектральных поддиапазонах 131-132, 137-139, 150-152 и 156-158 ГГц в основном состоянии и нескольких возбужденных колебательных состояниях. Полученные данные сопоставлены с теоретическими оценками центральных частот линий поглощения вращательного спектра. Идентифицированные линии поглощения хлороформа могут быть использованы для контроля его содержания в атмосфере.

Большое количество трития, радиоактивного изотопа водорода, поступает в окружающую среду из техногенных источников, включая аварии на атомных электростанциях и испытания ядерного оружия. Тритий является опасным для всего живого веществом, поэтому необходим контроль его содержания в воде и воздухе. Разработан трассовый метод мониторинга тритиевых изотопологов воды (HTO и T₂O) с использованием инфракрасной (ИК) спектроскопии высокого разрешения. Основная цель работы заключается в оценке чувствительности ИК-спектроскопии для детектирования малых концентраций HTO и T₂O в испарениях воды, что критично в оперативном мониторинге радиоактивного загрязнения. Методом line-by-line проведено моделирование пропускания тритиевых изотопологов водяного пара при различных концентрациях. В работе использованы спектроскопические данные из теоретических расчетов и экспериментальных измерений, включая параметры линий поглощения из базы spectra.iao.ru и HITRAN. С помощью авторской методики уточнены параметры уширения линий HTO и T₂O. Основные результаты работы: улучшение параметров уширения линий HTO и T₂O, повысившее точность моделирования; выявление оптимальных спектральных интервалов для детектирования HTO (1227-1236, 2219-2226 см^-1), а также интервалов для T₂O (930-990, 1092-1100 см^-1), расположенных в области атмосферного окна прозрачности 8-12 мкм; установление порога обнаружения тритиевых изотопологов 0,01-0,05% от содержания основного изотополога H₂¹⁶O. Полученные результаты открывают возможности для создания систем мониторинга трития в реальном времени с целью оценки экологических и радиационных рисков. Перспективными направлениями дальнейших исследований являются адаптация метода для полевых условий, учет влияния атмосферных помех и интеграция спектроскопических данных в климатические модели. Работа вносит вклад в развитие методов экологического контроля и радиационной безопасности.

При изучении распространения оптического излучения в атмосфере важным фактором является учет его возможных искажений за счет турбулентности полей температуры и ветра. Рассмотрена зависимость структурной характеристики показателя преломления оптических волн в приземном слое атмосферы от градиентов температуры и скорости ветра, а также от турбулентных потоков тепла и скорости трения (динамической скорости). Использовались экспериментальные данные, полученные в 2024 г. на Базовом экспериментальном комплексе Института оптики атмосферы СО РАН (г. Томск) с помощью ультразвукового анемометра-термометра (ультразвуковой метеостанции) и метеорологического температурного профилемера. Выделены определенные закономерности во взаимосвязях структурной характеристики с рассмотренными метеорологическими параметрами. Отмечена возможность реализации «больших» значений структурной характеристики в условиях температурных инверсий. Полученные результаты могут быть полезны при решении задач оптики атмосферы, включая распространение лазерного излучения.

Эффективное использование высотных труб для отвода продуктов сжигания углеводородного топлива на тепловых станциях позволяет существенно снижать уровни загрязнения атмосферного воздуха. Предложена модель оценки скоростей подъема и потоков плавучести дымовых выбросов от труб ТЭЦ на основе соотношений подобия и размерностей, гидродинамических моделей, спутниковой информации. Апробация модели проведена с использованием зимнего спутникового снимка дымовых шлейфов и их теней на земной поверхности применительно к высотным трубам Гусиноозёрской ГРЭС. Поля ветра и температуры атмосферного воздуха рассчитывались с помощью мезомасштабной модели WRF, адаптированной к Байкальской природной территории. Результаты проведенных исследований позволяют в условиях весьма ограниченной входной информации определять характеристики активной стадии подъема дымовых шлейфов и на основе оценок потоков плавучести контролировать режимы выбросов примесей от труб промышленных предприятий.

Снежный покров, будучи накопителем пылевых выпадений, дает объективную информацию об уровне загрязнения городской среды, поэтому точная оценка его загрязнения и соответствующее зонирование города очень важны. В настоящей статье представлены результаты исследований пространственного распределения пылевой нагрузки на снежный покров территории г. Красноярска по данным 2018 г. По нормативным градациям уровень пылевого загрязнения снегового покрова в отдельных районах города варьируется от низкого до высокого. Сравнение пылевой нагрузки за зимний период 2018 г. с ранее проведенным исследованием показывает, что в настоящее время пылевая нагрузка снизилась в среднем в 1,3 раза. Установлено, что ореолы с максимальными значениями пылевого загрязнения приходятся на северо-восточную часть города в пределах Северной промышленной зоны Советского района и Восточной промышленной зоны Ленинского района. В 2018 г. Красноярск характеризовался низким уровнем загрязнения снежного покрова.

Важной задачей современной атмосферной оптики является точное описание взаимодействия света с частицами льда перистых облаков, что необходимо для интерпретации данных дистанционного зондирования, особенно при использовании поляризационных лидаров. В настоящей статье представлен уникальный банк данных (БД) матриц обратного рассеяния света для всех типичных форм кристаллов льда перистых облаков, включая агрегат из восьми гексагональных столбиков - модель, которая часто используется в исследованиях. Рассмотрен случай хаотической ориентации частицы в пространстве. Решение получено для диапазона размеров частиц от 10 до 1000 мкм для трех наиболее часто используемых длин волн излучения лидаров: 0,355; 0,532 и 1,064 мкм. Такой БД крайне важен для разработки алгоритмов интерпретации результатов лазерного поляризационного зондирования перистых облаков с использованием как наземных, так и космических лидаров. Он находится в открытом доступе в простом текстовом формате.

Рассматриваются способы повышения помехоустойчивости метода лазерной фрагментации/лазерно-индуцированной флуоресценции (ЛФ/ЛИФ) при дистанционном обнаружении поверхностных следов органофосфатов. Экспериментально показана возможность индуцирования антистоксовой флуоресценции PO-фрагментов (молекул оксида фосфора) органофосфатов из первого возбужденного колебательного состояния X ²Π ( v'' = 1) в электронно-возбужденное состояние A ²Σ⁺ ( v' = 0) лазерным излучением на длинах волн 253,891; 254,021; 255,337 и 255,484 нм вблизи кантов ветвей ( Q ₁₁ + P ₂₁), P ₁₁, ( P ₂₂ + Q ₁₂) и P ₁₂ соответственно. На примере капельно-жидких следов триэтилфосфата на бумажной поверхности определено, что при возбуждении линий ветви P ₁₂, образующих кант, обеспечивается наибольшая помехозащищенность ЛФ/ЛИФ-метода. Полученные результаты могут быть использованы при выборе оптимального способа возбуждения флуоресценции PO-фрагментов при реализации ЛФ/ЛИФ-метода дистанционного обнаружения следов органофосфатов.

Использование вихревого лазерного излучения может значительно увеличить информационную емкость каналов передачи данных в открытых системах оптической связи. Однако атмосферная турбулентность накладывает существенные ограничения на применение таких систем. В настоящей работе представлены результаты экспериментов по исследованию влияния различных условий атмосферной турбулентности на характеристики вихревого лазерного излучения. Вихревые поля формировались с помощью фазового модулятора света; начальные распределения интенсивности вихревых пучков представляли собой наборы концентрических колец. Увеличение топологического заряда приводило к увеличению числа таких колец и уменьшению их толщин. На атмосферной трассе длиной 500 м установлено, что, несмотря на одинаковые начальные размеры пучков, с ростом топологического заряда дифракционный размер пучка в конце трассы распространения возрастает, что, в свою очередь, приводит к снижению случайного блуждания энергетического центра тяжести пучка. По мере увеличения топологического заряда относительное турбулентное уширение также снижается, а уровень мерцаний увеличивается. Зависимости между топологическим зарядом пучка и радиусом пространственной корреляции турбулентных флуктуаций интенсивности обнаружено не было. Полученные экспериментальные результаты дополняют сведения об особенностях распространения вихревого лазерного излучения в турбулентной атмосфере и могут применяться при проектировании открытых систем оптической связи.

Представлены результаты анализа элементов тензора анизотропии ветровой турбулентности в приземном слое атмосферы, вычисленных с использованием экспериментальных данных в разных пунктах наблюдения. Рассмотрены их статистика, сезонный и суточный ход, зависимости от температурной и ветровой стратификации в приземном слое. Отмечена высокая степень стабильности среднегодовых значений элементов, несмотря на их существенную изменчивость за короткое время. Анализ влияния температурной и ветровой стратификации приземного слоя на элементы тензора анизотропии показал, что в наибольшей степени стратификация влияет на диагональные элементы тензора. Полученные результаты могут быть использованы при решении задач, связанных с динамическими процессами в приземном слое атмосферы и распространением оптического излучения.

Переносимый из пустынь атмосферный аэрозоль - важный фактор в океанологии, влияющий на продуктивность экосистем, глобальные биохимические циклы и климат. Исследованы основные оптические характеристики аэрозоля над Черным морем, полученные на основе результатов измерений с борта НИС «Профессор Водяницкий» (130-й и 134-й рейс) в марте - апреле 2024 и 2025 гг. Проанализированы натурные, спутниковые и модельные данные для дней с интенсивным пылевым переносом со стороны пустыни Сахара. Показано, что в момент регистрации пылевого аэрозоля над исследуемым регионом концентрации взвешенных частиц по измерениям детектора Espada М3 превышали фоновые значения более чем в три раза. Для дней с переносом пыли фотометрические данные отличались более чем в 2,5 раза от фоновых значений для региона Черного моря. Представленные результаты дополняют массив оптических характеристик атмосферы над береговой зоной и акваторией Черного моря и будут полезны при проверке точности стандартных алгоритмов атмосферной коррекции спутниковых данных.