Главная – Журналы – Поиск по журналам

Теоретически на примере водородоподобного атома исследуется одна из возможных причин нарушения локального термодинамического равновесия в плазме газового разряда. Используя нелинейное уравнение Шредингера, построенное для взаимодействующих с окружающей средой квантовых систем, численными методами промоделировано заселение атомных энергетических уровней. Предполагалось, что атомы испытывают перманентное стохастическое возмущение. Получено, что при высоких температурах распределение вероятности заселения практически совпадает с распределением Больцмана. Однако при относительно низких температурах наблюдается заметное отклонение заселенностей от этого распределения. Поэтому можно полагать, что именно нелинейное взаимодействие атомов с окружающей средой приводит к нарушению локального термодинамического равновесия.

Анализируются возможности определения истинного значения коэффициента рассеяния и восстановления распределения частиц по размерам по данным трехволнового интегрирующего нефелометра. Предложены два подхода к оценке отношения истинного коэффициента рассеяния к измеренному. Приведены результаты сравнения микроструктуры аэрозоля по данным одновременных измерений на интегрирующем нефелометре и нефелометре-поляриметре ФАН, а также сопоставления данных ФАН с измерениями на дифференциальном анализаторе подвижности.

Метод линейных оценок используется для определения интегральных параметров атмосферного аэрозоля, таких как объемная концентрация и эффективный радиус, из спектральных измерений его оптической толщи солнечным радиометром. Для тестирования метода выбирались трехмесячные серии оптических толщ на семи длинах волн для четырех станций, входящих в сеть AERONET и характеризуемых различными типами аэрозоля: городской, продукты горения биомассы, пустынный и морской. Сравнение полученных результатов с результатами стандартного алгоритма AERONET демонстрирует хорошее согласие между этими методами. Вместе с тем метод линейных оценок позволяет получать временные ряды параметров частиц из измерений солнечных радиометров с высоким временным разрешением порядка нескольких минут. Метод может быть использован в инструментах, в которых не предусмотрено угловое сканирование яркости неба, например в сети солнечных фотометров PFR/GAW.

По результатам многолетних измерений в Подмосковье проанализирована связь параметров приземного аэрозоля с направлением прихода воздушных масс. Использованы результаты 2004, 2006, 2007, 2010 и 2011 гг. Данные получены с помощью спектрополяриметра, трехсуточные обратные траектории рассчитывались с помощью стандартной программы NOAA HYSPLIT. Все возможные направления прихода воздушных масс были разбиты на 8 секторов, и принадлежность траектории к данному сектору определялась начальной ее точкой и ее характером. Соответствующие характеристики аэрозоля - массовая концентрация М и параметр Хенела χ - осреднялись по сектору. В распределении траекторий по секторам присутствует ярко выраженный максимум на секторе Балтика-Cеверная Атлантика, массовая концентрация имеет максимум на секторе Украина-Средиземноморье, усредненные величины параметра Хенела не зависят от направления прихода воздушных масс. Осредненное временное распределение траекторий отчетливо показывает наличие для секторов Балтика-Атлантика и Российская Западная Арктика - Полярный Урал периодических максимумов с периодом около 11-12 нед. В остальных секторах распределение реализаций их по времени относительно равномерно.

Исследована корректность оценивания комплексного показателя преломления m = m_R + im_I , и представлены результаты численного моделирования по точности восстановления микрофизических характеристик аэрозоля по лидарным измерениям коэффициентов ослабления (355 и 532 нм) и обратного рассеяния (355, 532 и 1064 нм). Показано, что определение m при наличии погрешностей неоднозначно — набору значений оптических коэффициентов соответствует непрерывная область на плоскости (m_R, m_I ). Точность оценивания характеристик бимодальной функции распределения по размерам U(r) зависит от величины вклада мелких частиц в объемную концентрацию. При совместном оценивании m, U(r) и 10%-х шумах ошибки восстановления Δm_R и Δm_I составляют 3,5 и 80% соответственно. Использование информации о лидарном отношении позволяет почти в 2 раза уменьшить погрешность восстановления альбедо однократного рассеяния.

Рассмотрено распределение тяжелых металлов - наиболее опасных загрязнителей почвы. В пробах пылевого аэрозоля обнаружено увеличение содержания Са, Zn и Sr по сравнению с почвой зоны распространения пылевой мглы. В почве зоны распространения пылевой мглы в 2008-2010 гг. концентрация элементов была понижена для Cr, Rb, Eu, Cs, Co и повышена для Mn, Ba, Ce, La, Yb и Th; содержание элементов имело максимум в 2009 г. Изучена динамика изменения содержания изотопов в составе проб пылевой мглы, собранных в 2007-2010 гг. Распределение изотопов в почве Таджикистана с юга на север имеет неравномерный характер с максимумом в г. Душанбе.

Атлантическое долгопериодное колебание (АДК), связанное с изменением океанического переноса тепла в Северной Атлантике и Атлантическом секторе Арктики, оказывает значительное влияние на климат Северного полушария (СП). С 1970-х по начало 2000-х гг. наблюдался рост индекса АДК, совпадающий с трендом глобального потепления. Для оценки вклада АДК в сезонные изменения температуры в СП проанализированы численные эксперименты с совместной моделью общей циркуляции атмосферы ECHAM5 и термодинамической моделью верхнего перемешанного слоя океана с использованием аномальных потоков океанической конвергенции тепла, связанных с АДК. При этом исследовался относительный вклад аномальных потоков тепла в Атлантике и в Арктике. Показано, что АДК может объяснять около 40% наблюденных температурных изменений в последние 30 лет в зимний и летний сезоны. Вертикальная структура температурных изменений, связанных с АДК, также имеет много общего с эмпирическими оценками, в частности воспроизводит арктическое усиление с максимальными трендами у поверхности в высоких широтах СП. АДК в модели приводит к увеличению вероятности формирования аномально холодных температурных режимов в феврале на территории России, несмотря на рост средней температуры для февраля. Также отмечено увеличение вероятности формирования аномально жарких июлей, в том числе на европейской территории России. Показано, что важный вклад в сезонные изменения вносят аномальные потоки тепла в Арктике, которые обычно не учитываются при моделировании эффекта долгопериодных колебаний в Северной Атлантике. Полученные результаты указывают на важную роль АДК в формировании погодно-климатических аномалий.

Для исследования структуры и динамики полей температуры разного пространственного и временного масштаба был применен метод выделения структур и привлечены средние месячные температуры воздуха 249 станций на территории северной части Евразии за период 1955-2010 гг. Проведена классификация поля средней месячной температуры для каждого календарного месяца, получены структуры (классы). Построены поля средней температуры в годовом ходе. Выделены структуры с большими площадями, внутри которых формируются очаги воздушных масс различного происхождения. Уточнены очаги зарождения воздушных масс, однородные поля температуры и переходные контрастные зоны между ними.