Главная – Журналы – Поиск по журналам

Озон - одна из самых токсичных примесей в тропосфере. Поэтому в большинстве стран он относится к основным загрязнителям и ведется постоянный мониторинг его концентрации. Настоящая работа представляет собой обзор непрерывных измерений содержания озона в тропосфере на территории России за весь 2021 г., осуществлявшихся по инициативе научных и образовательных организаций в разных регионах страны на 17 станциях. Результаты мониторинга показали, что в течение значительной части года среднесуточная концентрация озона превышала уровень ПДК_с.с во всех пунктах проведения наблюдений, на ряде станций в два и даже три раза. На шести станциях зафиксирована концентрация выше максимальной разовой ПДК_м.р. Такое поведение концентрации озона требует более полного анализа состава и концентрации озонообразующих веществ и разработки мероприятий по уменьшению их эмиссии в атмосферу.

Проведен глобальный анализ географических особенностей вертикальных профилей удельной влажности воздуха и концентраций диоксида серы и сульфатных аэрозолей по данным реанализа CAMS, а также высоты планетарного пограничного слоя (ППС) по данным реанализа ERA5 для 2003-2020 гг. В качестве характеристики указанных профилей использовался вертикальный масштаб H_Y , т.е. высота, на которой концентрация вещества Y уменьшается в е раз. Максимумы высоты верхней границы ППС отмечены в регионах преобладающей циклонической циркуляции - в шторм-треках и в регионах муссонной циркуляции летом. Для вертикального масштаба профиля удельной влажности выявлены минимумы в регионах субтропических круговоротов с преобладающим крупномасштабным опусканием воздушных масс. Вертикальный масштаб профиля концентрации SO₂ характеризуется пространственными минимумами, связанными с окислением диоксида серы. Для определен пространственный минимум над океаном вблизи Юго-Восточной Азии. Выявлены статистически значимая отрицательная корреляция между толщиной ППС и вертикальным масштабом профиля удельной влажности во влажных регионах тропиков, а также положительная корреляция между вертикальными масштабами профилей концентраций диоксида серы и сульфатов, наиболее значимо проявляющаяся в регионах с сильным загрязнением нижней тропосферы этими веществами.

Оптический резонанс внутреннего поля диэлектрической микрочастицы возникает при настройке частоты падающей световой волны на частоту одной из собственных мод частицы и приводит к резкому подъему интенсивности и локализации поля вблизи поверхности с образованием кольцевых периодических структур в форме стоячих волн, так называемых мод «шепчущей галереи» (МШГ). В работе теоретически рассмотрен случай помещения микросферы вблизи гибкой отражающей мембраны, которая выполняет функцию датчика внешнего давления. При этом за счет отражения от зеркальной мембраны происходит двойное возбуждение МШГ сферы прямым и отраженным назад излучением, которое затем интерферирует в объеме микрочастицы. Оптическая интенсивность результирующего поля МШГ несет информацию о положении гибкой нагруженной мембраны, что позволило нам разработать физический концепт нового миниатюрного полностью оптического датчика давления. Показано, что чувствительность такого датчика зависит от добротности возбуждающихся резонансных мод, геометрических и механических параметров гибкой мембраны. Важные преимущества предлагаемого датчика - миниатюрность дизайна (размеры датчика определяются диаметром гибкой мембраны), а также бесконтактный тип размещения сенсора давления.

Мелкодисперсные и наноразмерные частицы как природного, так и антропогенного происхождения могут присутствовать в атмосферном воздухе и оказывать влияние на окружающую среду и здоровье человека. В настоящей работе исследовано ингаляционное воздействие нанопорошками феррита кобальта CoFe₂O₄, магнетита Fe₃O₄ и диоксида олова SnO₂ на содержание углекислого газа в пробах воздуха из носа лабораторных животных. Концентрация СО₂ была определена по спектрам поглощения проб воздуха, зарегистрированным с помощью лазерного оптико-акустического газоанализатора. Установлено, что ингаляция наночастицами магнетита приводит к снижению концентрации углекислого газа в пробах выдыхаемого воздуха лабораторных животных, что может свидетельствовать о негативном влиянии такого воздействия.

Проведена оценка влияния примесных газов (бензола и толуола) на результаты измерений содержания ртути в природном газе с помощью анализаторов, использующих в качестве источника излучения ртутные капиллярные лампы (РКЛ) в продольном и поперечном эффектах Зеемана. Показано, что в поперечном эффекте Зеемана, когда излучается триплет p- s⁺- и s^--компонент, влияние примесных газов на результаты измерения концентрации ртути в природном газе уменьшается в несколько раз. Экспериментально определена минимально допустимая концентрация бензола и толуола (до 10 мг/м³) в природном газе, не влияющая на измерение концентрации ртути при использовании анализатора с РКЛ, наполненной ртутью с естественным изотопным составом в поперечном эффекте Зеемана.

Рассмотрены основные особенности построения многомасштабных математических моделей геосреды на примере двухмасштабной модели. На первом масштабном уровне среда предполагается линейно упругой, на втором - учитываются пластические деформации и внутреннее трение. Показано, что в первом приближении, когда градиенты напряжений на микроуровне считаются постоянными, принятая модель переходит в упругопластическую, учитывающую локальные изгибы структурных элементов геосреды. Решение задачи о распространении плоских поперечных волн показывает, что волны обладают дисперсией и их скорость с увеличением пластических деформаций уменьшается.

На основе метода дискретных элементов разработана методика численных испытаний образцов сыпучих материалов при неравнокомпонентном сжатии по различным программам нагружения. Предложен алгоритм формирования начальных упаковок частиц. Проведена серия численных расчетов при различных способах нагружения в условиях подавления дилатансии и с учетом дилатансионного изменения объема. Получены зависимости макрохарактеристик напряженно-деформированного состояния образцов в зависимости от микросвойств дискретных частиц. Показано, что превышение критической деформации сдвига приводит к неустойчивому поведению, сопровождающемуся локализацией деформаций и появлению ниспадающей ветви на диаграмме нагружения. Указаны области возможного применения разработанного способа численного моделирования локализации сдвигов.

Предложен экологичный метод дистанционной оценки продуктивности углеводородного коллектора с использованием записей естественного сейсмического фона Земли. Количественная оценка проводится с помощью термодинамического индикатора состояния горных пород, разработанного на базе энтропии Климонтовича. Последняя является корректной мерой степени неравновесности состояния для открытых систем и может быть измерена по степени хаотичности/упорядоченности колебаний, генерируемых системой. Выявлена линейная зависимость значений термодинамического индикатора от суммарной толщины продуктивных слоев в скважинах. Сильный техногенный и естественный шум может искажать результат дистанционной оценки. Разработан новый алгоритм, устойчивый к появлению высокоамплитудной помехи. Термодинамический индикатор обеспечивает возможность построения карт продуктивности на месторождениях углеводородов и выбор наиболее перспективных точек для бурения скважин.

Работа посвящена построению математической модели упругопластического деформирования геоматериалов с учетом микроструктуры и фазовых превращений. Микроструктура определяется на основе калибровочной теории дефектов, фазовые превращения - согласно теории Гинцбурга - Ландау. В рамках расширенного представления лагранжиана с применением вариационного принципа Гамильтона получено уравнение движения геосред с эффектом диссипации энергии. Рассмотрены все возможные частные случаи изложенного подхода.

С целью изучения механизма разрушения и характеристик акустической эмиссии выполнены одноосные нагрузочные испытания угольно-породных образцов с тремя соотношениями угля к породе. Исследованы зависимости изменения напряжения во времени, а также активности акустической эмиссии и ее энергетической оценки, определены значения прочности на сжатие и модуля упругости составных образцов. Проанализированы характеристики разрушения, деформации и акустической эмиссии составного тела.