Главная – Журналы – Поиск по журналам

Предложен оригинальный метод решения обратной задачи гиперспектрального спутникового зондирования атмосферы для восстановления вертикального профиля отношения концентраций HDO/H₂O в атмосфере с одновременным обращением спектров теплового и ближнего ИК-диапазонов. Проведен вычислительный эксперимент по восстановлению вертикального профиля относительного содержания изотополога HDO в атмосферном водяном паре с использованием модельных спектров высокого разрешения с параметрами спутникового ИК-Фурье-спектрометра TANSO-FTS/GOSAT-2. Решение обратной задачи выполнено методом оптимального оценивания с учетом одновременного обращения спектров теплового и ближнего ИК-диапазонов. В качестве априорного статистического ансамбля вертикальных профилей концентрации изотопологов водяного пара использовались выходные данные изотопической версии модели общей циркуляции атмосферы ECHAM6-wiso.

Проведен анализ потенциальной информативности и вертикального разрешения наземного спектроскопического ИК-метода определения профилей СО₂ на примере измерений солнечного излучения Фурье-спектрометром Bruker 125 HR на ст. St. Petersburg. На основе методических исследований различных спектральных окон и областей показано, что этим методом возможно определять 3-4 независимых параметра вертикальной структуры СО₂. Измерения в линиях сильного и среднего поглощения дают максимальную информацию о содержании СО₂ в нижней и средней тропосфере с вертикальным разрешением 3-5 км. Линии слабого поглощения обеспечивают информацию о содержании СО₂ в стратосфере с вертикальным разрешением 10-25 км.

Выполнен анализ погодичных распределений СО₂ в газовых пробах, извлеченных под вакуумом из древесины годичных колец спилов ряда хвойных деревьев. Результаты указывают на то, что выделение СО₂ лесными сообществами в атмосферу может варьироваться с периодом ~4 года. Выделены две группы деревьев, в каждой из которых четырехлетние вариации СО₂ приблизительно синхронны, а вариации в разных группах противоположны по фазе. Вариации с периодами ~2 и ~4 года выявлены в рядах содержания СО₂ в атмосферном воздухе.

Проведен анализ экспериментальных данных для коэффициентов поглощения линий основной изотопической модификации молекулы ³²S¹⁶O₂. Предложена методика оценки этого параметра для спектроскопических баз данных, основанная на известных методах математической статистики. Проведен анализ литературных источников, выявлены малодостоверные данные, проведен регрессионный анализ, предложена и проанализирована модель для оценок параметра самоуширения. Сделаны оценки применимости предложенных моделей.

Метод оценивания скорости диссипации турбулентной энергии из измерений конически сканирующим импульсным когерентным доплеровским лидаром (ИКДЛ), обобщенный на случай произвольных значений отношения средней скорости ветра к линейной скорости сканирования, апробирован на исходных данных атмосферных экспериментов, в которых были задействованы ИКДЛ Stream Line и акустический анемометр. Сравнительный анализ результатов измерения лидаром и акустическим анемометром показал, что усовершенствованный метод, в котором, в отличие от применяемого ранее подхода, учитывается ветровой перенос турбулентных неоднородностей, позволяет получать несмещенные оценки скорости диссипации при любом отношении средней скорости ветра к линейной скорости сканирования.

По результатам измерений индикатрис рассеяния света рассчитаны размеры органических частиц взвешенного в воде вещества. Получена их связь с размерами клеток фитопланктона, определенными биологическим методом в пробах воды. Исследована связь размеров органических частиц взвешенного вещества с трофностью вод. Установлено, что средние размеры органических частиц возрастают при понижении трофности вод. С учетом связи средних размеров органических частиц взвешенного в воде вещества со средними размерами клеток фитопланктона сделан вывод об увеличении размеров клеток в водах низкой трофности.

Обсуждаются результаты двухчастотного зондирования атмосферы на лидарной станции Камчатки (52°58¢17¢¢ с.ш., 158°15¢07¢¢ в.д.), которые регистрировались в области высот 25-600 км. Исследуется возможность проявления резонансного рассеяния в формировании мнимых аэрозольных образований в средней атмосфере. Приводятся примеры, в которых повышенное рассеяние на длинах волн 532,08 и 561,106 нм в области средней атмосферы следует объяснять резонансным рассеянием на возбужденных ионах атомарного кислорода и азота. Такие ионы могут появляются в результате ионизации атмосферы релятивистскими электронами.

Приведены результаты эксперимента по исследованию распределения интенсивности рассеянного излучения на приемопередающей апертуре турбулентного лидара. Зондирование производилось по горизонтальной трассе в условиях умеренной турбулентности узким лазерным пучком, расположенным в центре приемной апертуры, радиус которой можно было изменять. При увеличении размера приемной апертуры относительный вклад в эхосигнал за счет турбулентности уменьшался. Было получено, что эффект УОР локализован в центре приемной апертуры: максимум пика рассеянного излучения располагается на оси зондирующего пучка, а его размер примерно равен размеру пучка; на периферии при удалении от оси пучка средняя интенсивность рассеянного излучения медленно понижается до фонового значения. Полученный результат может быть использован на практике для оптимального выбора параметров приемопередатчика при создании турбулентного лидара.

Вторая часть статьи посвящена анализу взаимосвязи высот области интенсивного турбулентного обмена и соответствующих им градиентов температуры в пограничном слое атмосферы с приземными значениями скорости ветра и вертикального турбулентного потока тепла. Рассматриваются только случаи инверсий температуры зимой (январь - февраль 2020 г.). Вводится разделение инверсий на два типа (приземные и приподнятые) и четыре формы; для них получена статистика высоты области турбулентного теплообмена. По итогам анализа сделан вывод, что в условиях температурных инверсий отсутствует прямая (хорошо выраженная) связь между высотой слоя интенсивного турбулентного теплообмена и приземными значениями скорости ветра и турбулентного потока тепла.

Рассмотрена необходимость внедрения принципов "зеленой" экономики в недропользовании как одной из важнейших отраслей хозяйства России, оказывающей наибольшее воздействие на качество природной среды. Приведены основные виды воздействия добычи и первичной переработки полезных ископаемых на состояние геологической среды, поверхностный рельеф и почвенный покров, а также формы влияния на здоровье человека при различных стадиях производственного процесса. Отмечается долговременность негативного воздействия последствий добычи полезных ископаемых при высокой стоимости рекультивационных и реабилитационных работ. Основные задачи по внедрению "зеленых" подходов в недропользовании включают: совершенствование нормативно-правовой базы недропользования в отношении экологических аспектов добычи и переработки сырья, формирование государственных органов управления геологической отраслью и инновационным развитием экономики страны, расширение сферы применения финансовых механизмов для технологического обновления производства, открытие для общественности всей экологически значимой информации компаний-недропользователей.