Л.Н. СИНИЦА1, Н.М. ЕМЕЛЬЯНОВ1, А.А. ЛУГОВСКОЙ1, А.П. ЩЕРБАКОВ1, В.В. АННЕНКОВ2 1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН Томск, Россия, Томск, Россия sln@iao.ru 2Лимнологический институт СО РАН Иркутск, Россия, Иркутск, Россия annenkov@lin.irk.ru
Ключевые слова: нанопоры, водяной пар, спектр поглощения, регрессионный анализ
Страницы: 483-487
Разработан метод определения диаметра наноразмерных пор. Он заключается в заполнении вещества жидкой водой, регистрации спектров поглощения вещества с водой, составлении базы спектроскопических данных, характеризующих вещество с различными размерами пор, и восстановлении диаметра пор вещества с помощью алгоритма, в основе которого лежит метод регрессионного анализа. Метод апробирован на образцах кремнезема различной пористости.
Разработан простой вариант теории уширения, позволяющий численно и аналитически рассчитывать параметры столкновительного уширения, сдвига и сужения спектральных линий на основе потенциалов межмолекулярного взаимодействия типа Леннарда-Джонса: получены выражения для действительных и мнимых частей частот ухода и прихода интеграла столкновений, а также ширины линии. Основные упрощения заключаются в модели невырожденных состояний и одного возмущающего уровня. Приближение эйконала позволило выразить рассматриваемые константы через S -матрицы рассеяния исходя из более общих выражений через амплитуды рассеяния. Определены зависимости рассматриваемых параметров от скорости активных молекул и температуры газа.
В.К. ОШЛАКОВ, Г.Г. МАТВИЕНКО, П.А. БАБУШКИН
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия ovk@iao.ru.
Ключевые слова: фемтосекундный импульс, дисперсия, показатель преломления, нелинейный фокус, пары воды
Страницы: 502-506
Предложена модель зависимости показателя преломления двухкомпонентной среды распространения лазерного импульса на примере смеси сухого воздуха и водяного пара. Ее параметры связаны с физическими характеристиками лазерного импульса и среды распространения. Для типичных значений объемной доли водяного пара в атмосфере приведены результаты расчетов показателя преломления и связанных с ним характеристик фемтосекундного лазерного импульса: дисперсионной длины, нелинейных коэффициентов, критической мощности, нелинейного фокуса.
Представлены результаты численного моделирования бинарных фазовых зонных пластинок (ФЗП) Френеля мезоволнового размера и с большим апертурным углом (NA ~ 1) с целью выявления основных закономерностей формирования пространственной ближнепольной структуры, а также оптимизации параметров ФЗП для получения максимально интенсивных фокусов. Показано, что размерные параметры фокальной области ФЗП оказываются чувствительными как к глубине травления зон, так и к типу конструктивного дизайна пластинки. Увеличение числа зон пластинки приводит к формированию локальных внешних фокусов с большей интенсивностью.
С.М. САКЕРИН1, Д.М. КАБАНОВ1, Д.А. КАЛАШНИКОВА2, И.А. КРУГЛИНСКИЙ1, В.И. МАКАРОВ3, А.Н. НОВИГАТСКИЙ4, В.В. ПОЛЬКИН1, С.А. ПОПОВА3, А.О. ПОЧУФАРОВ1, Г.В. СИМОНОВА2, Ю.С. ТУРЧИНОВИЧ1, В.П. ШЕВЧЕНКО4 1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия sms@iao.ru 2Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Томск, Россия terrezaprk@mail.ru 3Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского, Новосибирск, Россия makarov@kinetics.nsc.ru 4Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия novigatsky@ocean.ru
Ключевые слова: атмосфера над океаном, аэрозоль, сажа, элементный и органический углерод, элементный и изотопный состав
Страницы: 515-523
Обсуждаются физико-химические характеристики аэрозоля над морями Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана, измеренные в 80-м и двух предшествующих (67-й и 71-й) рейсах НИС «Академик Мстислав Келдыш». Показано, что значения большинства характеристик аэрозоля (концентрации аэрозоля, сажи, элементного и органического углерода, элементный состав) в атмосфере Балтийского и Северного морей выше в сравнении с Норвежским и Баренцевым морями. В изотопном составе углерода в аэрозольных пробах преобладали легкие изотопы, что указывает на преимущественное влияние сгорания нефтепродуктов и природного газа.
О.Е. БАЖЕНОВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия boe@iao.ru
Ключевые слова: общее содержание озона, концентрация озона, озоновая аномалия, спутник Aura
Страницы: 524-529
Зимой-весной 2019-2020 гг. наблюдалась самая значительная озоновая аномалия в Арктике за всю историю наблюдений. Она была обусловлена необычайно сильным и продолжительным полярным вихрем, повлекшим беспрецедентное химическое разрушение озона. Анализ данных Aura OMI/MLS показал, что общее содержание озона неуклонно сокращалось и составило 230 е.Д. 18 марта в пункте Алерт, 222 е.Д. 18 марта в Эврике, 229 е.Д. 20 марта в Туле и 226 е.Д. 18 марта в Резольют. Минимальная температура была на 9-10% ниже нормы с декабря по апрель в стратосфере над Томском и Арктикой. Концентрация озона уменьшалась до 4 и 6% от многолетней средней на высоте 20 км 27 марта в пункте Эврика и на высоте 19 км 16 апреля в пункте Ню-Олесунн соответственно. Такое явление вписывается в контекст климатических изменений, ведущих к охлаждению стратосферы. До тех пор, пока уровень озоноразрушающих веществ в стратосфере Арктики не снизится до значений, ожидаемых от реализации Монреальского протокола, будет сохраняться опасность повторения подобных явлений в будущем. Исключительная изоляция вихря в 2020 г. значительно уменьшила его влияние на средние широты.
Разработана численная модель восстановления характеристик активной фазы подъема дымового шлейфа по данным наблюдений. Базовыми условиями в модели оценивания являются решения уравнений гидротермодинамики атмосферы. С использованием спутниковой информации проведено численное восстановление изменения температуры и скорости подъема газовоздушной смеси от высотной трубы Гусиноозерской ГРЭС (Забайкалье). Показана эффективность использования предложенного подхода в зимние месяцы, для которых характерны большие объемы выбросов дымовых смесей и за счет снежного покрова обеспечивается высокая контрастность теней шлейфов на земную поверхность.
Проанализирована зависимость результатов калибровки оптического осадкомера от размеров используемых эталонных объектов. Предложены пути оптимизации процедуры калибровки, среди которых: уменьшение количества калибровочных зон; применение калибровочных коэффициентов вместо поправочных параметров; введение дополнительной калибровки шарами диаметром 1 мм; использование для частиц размером менее 2 мм коэффициентов, зависящих от величины измеренного диаметра. Сделан вывод об эффективности использования предложенной процедуры для калибровки оптико-электронных приборов, предназначенных для определения размеров малых частиц, например измерителя параметров метелей.
Проведено моделирование процесса обработки пачечного сигнала в лазерном дальномере, измеряющем высоту орбиты космических аппаратов импульсным методом на дальностях 180 ¸ 370 км при работе фотодетектора в режиме интеграции заряда с учетом мощности фона солнечной радиации. При этом дальномер излучает пачку (пять) импульсов длительностью 10 нс с интервалом между ними 250 мкс. Цифровая обработка принимаемых эхо-сигналов основана на методе синхронного последетекторного сложения амплитуд всех импульсов пачки. При моделировании обработки такого сигнала использовался строб дальности 180 ¸ 367,5 км. Представлено описание программы и ее интерфейса для моделирования, которые формируют нормальный гауссовский шум со средним значением и дисперсией, зависящими от среднего значения мощности фона. Определены вероятности ложной тревоги и правильного обнаружения сигнала с учетом порогового числа фотоэлектронов для различного числа сигнальных фотоэлектронов в одном импульсе пачки. Исследованы ошибки измерения дальности во всем диапазоне строба.
Проведено численное исследование влияния быстродействия адаптивной оптической системы с датчиком волнового фронта Шэка-Гартмана на эффективность коррекции динамических фазовых искажений лазерного пучка, вызванных атмосферной турбулентностью. Предложена удобная с практической точки зрения оценка ширины полосы частот существенных турбулентных искажений с помощью датчика Шэка-Гартмана.