Главная – Журналы – Поиск по журналам

Определение координат и увеличения восстановленного голографического изображения частицы затруднено из-за отсутствия строгой геометрико-оптической модели, описывающей цифровой голографический процесс. Для получения увеличенных изображений в традиционной оптике и микроскопии, как правило, используют объективы. В цифровой голографии такие изображения можно сформировать без механической фокусировки и применения оптических компонентов, например посредством управления расходимостью пучков освещающего излучения. В настоящей работе обсуждаются вопросы, связанные с оптимизацией оптической схемы цифрового голографирования, осуществляющей безлинзовое увеличение восстановленных изображений, обосновывается целесообразность использования аппарата геометрической оптики при проектировании таких цифровых голографических систем, а также описываются их ограничения. Результаты работы могут быть использованы при проектировании и разработке систем цифровой голографической микроскопии, для высокоточного восстановления и анализа голографических изображений частиц.

Основной проблемой в солнечной энергетике является снижение оптических потерь при отражении света от поверхности фотоэлектрических элементов. В настоящей работе представлены результаты численных исследований антиотражающих свойств наноструктурированных покрытий из диоксида кремния (SiO₂), нанесенных на поверхность солнечного элемента. Рассмотрены два типа пористых антиотражающих покрытий: из многослойной сборки наносфер и вертикальных воздушных нанопор, внедренных в сплошной слой диоксида кремния. Проведена оценка эффективности пропускания света в зависимости от толщины и типа антиотражающего покрытия. Установлено, что эффективность преобразования солнечной энергии в электричество может существенно различаться в разных спектральных диапазонах для одного и того же типа антиотражающего покрытия. Показано, что покрытие из вертикальных нанопор в большинстве случаев обеспечивает более эффективное преобразование падающего светового излучения, чем пористый слой, образованным упорядоченной микросборкой наносфер. Полученные результаты имеют важное значение для разработки более эффективных солнечных элементов и могут быть использованы при создании антиотражающих покрытий для повышения общей производительности фотоэлектрических устройств.

Естественное гамма-излучение легко проникает в клетки организма, оказывая разрушительное воздействие на все его структуры и вызывая широкий спектр болезней. Оно играет активную роль в атмосфере, участвуя в электрических процессах и образовании ионов, что сказывается на облакообразовании, режиме осадков, радиационном балансе и т.д. Информации о вертикальном распределении гамма-фона над территорией России крайне мало, поэтому в настоящей работе обобщаются результаты самолетного зондирования за период 2003-2025 гг. На основе многолетних данных был рассчитан среднемноголетний профиль значений гамма-фона над югом Западной Сибири, который показывает нелинейное возрастание с высотой. Среднее значение в приземном слое воздуха составило за этот период 0,11 мкЗв/ч и изменялось в пределах 0,03-0,25 мкЗв/ч. На высоте 10 км средний уровень гамма-фона равнялся 2,35 мкЗв/ч и варьировался в диапазоне 2,18-2,80 мкЗв/ч. Анализ широтного распределения выявил пояс 60-70° с.ш. с повышенным значением гамма-излучения; южнее и севернее гамма-фон был меньше. Также проведенный анализ позволил выявить слабовыраженный годовой ход гамма-фона с максимумом в ноябре и минимумом в августе, который нехарактерен для других атмосферных параметров. Результаты исследования позволяют обосновать выбор метрологических параметров приборов и средств защиты от радиационного излучения и оценить риски возникновения радиационных эффектов.

Стратосферные полярные вихри, формирующиеся над полярными областями поздней осенью, представляют собой крупномасштабные циклональные образования, устойчивость которых в зимне-весенний период определяет масштабы и глубину весеннего разрушения озона. Методом оконтуривания вихрей на основе данных реанализа ERA5 выявлены особенности вертикальной динамики арктического и антарктического полярных вихрей в 2020 г. во время их рекордного усиления, сопровождавшегося формированием наиболее крупных и продолжительных озоновых аномалий в Арктике и Антарктике. Рассмотрена согласованность во временных изменениях динамики вихря на разных стратосферных уровнях. Разрушение полярных вихрей в 2020 г. наблюдалось с конца весны по начало лета и распространялось сверху вниз в течение одного-двух месяцев. В динамике арктического полярного вихря прослеживались три пика активности, распространявшихся из верхней стратосферы в нижнюю в пределах месяца. В динамике антарктического полярного вихря - один пик активности, распространявшийся из верхней стратосферы в нижнюю в течение двух месяцев. В качестве возможной причины рекордного усиления полярных вихрей в 2020 г. предложена аномальная продолжительность западной фазы квазидвухлетней цикличности в средней стратосфере. Полученные результаты могут быть использованы при оценке рисков повышения приземного уровня опасного для биосферы УФ- Б -излучения.

Целью работы является нахождение оптимальной длины волны зондирующего излучения подповерхностного водного слоя из воздушной среды для определения: наименьшего поглощения излучения, минимальной паразитной флуоресценции, минимальной расходимости излучения, минимального рассеяния излучения в толще воды. Данные параметры зависят от типа используемого зондирующего лазера. Объектом исследований являлись образцы воды из Черного моря, взятые в 200 м от берега непосредственно перед проведением исследований, и образцы, хранившиеся год в светозащищенной герметичной таре. Для обоих образцов исследованы: индикатриса рассеяния излучения, спектральные коэффициенты пропускания, расходимость лазерного пучка, распределение по размерам содержащейся в образцах органической взвеси и ее влияние на спектры флуоресценции. Использовались серийные полупроводниковые лазеры с длинами волн 450, 520 и 660 нм. Показано, что оптимальный лазер для подводного зондирования - лазер с длиной волны 450 нм, поскольку такое излучение имеет наименьшее ослабление в толще воды (0,5 дБ/м), наименьшее пятно рассеяния и минимальную флуоресценцию. Частицы органической взвеси в образцах, взятых непосредственно перед исследованиями и хранившихся год, существенно не влияют на гидрооптические характеристики морской воды. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании надводных и подводных систем лазерного зондирования морской поверхности.

Для эффективного мониторинга озона в тропосфере требуются лидарные системы, работа которых зависит от качества используемых диэлектрических зеркал в ультрафиолетовом диапазоне, в котором традиционные покрытия подвержены ускоренной деградации. Для таких систем разработана конструкция диэлектрического зеркала с высоким коэффициентом отражения на длине волны 266 нм; изготовлено многослойное интерференционное покрытие на основе HfO₂ и SiO₂, оптимизированное с помощью экспериментально полученных дисперсионных данных. Исследовано влияние термического отжига на оптические характеристики покрытия, выявлен температурный предел, превышение которого приводит к деградации структуры. Полученные результаты могут использоваться при создании высокоэффективных оптических элементов для ультрафиолетовых лидаров дифференциального поглощения, а также при разработке других лазерных систем, для которых необходимы диэлектрические зеркала в ультрафиолетовом диапазоне.

Древесные насаждения являются важным компонентом городского ландшафта, источником биоразнообразия и ключевым элементом создания комфортной окружающей среды. В условиях города деревья подвергаются большому спектру стрессовых факторов, негативно влияющих на их жизненное состояние и внешний вид. Для своевременной оценки состояния насаждений и ухода необходимо регулярно проводить наблюдения. Особенно это актуально для арктических городов, где ассортимент древесных насаждений меньше, а их состояние хуже. Совмещение визуального и инструментального обследования дерева повышает точность оценок, позволяет выявить объем древесины различной степени деструкции, оценить аварийность и принять обоснованное решение о назначении поддерживающих мероприятий или удалении. В 2024 г. оценили состояние древесных насаждений в парке Академгородка г. Апатиты Мурманской области на примере пихты сибирской ( Abies sibirica Ledeb.). Были определены категории состояния деревьев с помощью визуальной и инструментальной методик с применением прибора Resistograph модель R650-EA. Рекомендованы оздоровительные мероприятия.

Изменения климата в последние десятилетия оказывают заметное влияние на экосистемы по всему миру, в частности происходят заметные трансформации в древостоях верхней границы леса (ВГЛ). Исследования показывают, что повышение среднегодовых температур и изменение режима осадков ведут к сдвигам границ растительных зон и изменению высотного положения верхней границы распространения древесной растительности. В статье впервые представлен анализ динамики древостоев на ВГЛ в пределах лесного заказника «Енганэпэ» на западном макросклоне Полярного Урала. Показана изменчивость средних морфометрических показателей древостоев в зависимости от высоты над уровнем моря. Несмотря на то, что отдельные деревья ели сибирской ( Picea obovata Ledeb.) в пределах исследованного экотона появились в начале XIX в., наибольшие изменения в густоте древостоев произошли в 30-60-е годы XX в. Густота древостоев с начала XX в. увеличилась в 12 раз на пределе распространения отдельных деревьев в тундре и до 35-30 раз в редколесьях и густом ельнике. Динамика исследованных древостоев демонстрирует локальные отличия от показанных ранее изменений ВГЛ в Субарктике.

Проведены исследования выборок деревьев сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.), ели сибирской ( Picea obovata Ledeb.) и е. голубой ( P. pungens Engelm.) в парках г. Красноярска для отбора наиболее устойчивых к условиям городской среды форм. Измеряли морфологические параметры ствола и кроны, состояние кроны деревьев. Для оценки засухоустойчивости дерева использовали показатели водоудерживающей способности хвои. Для корреляционного анализа отобрали наиболее информативные признаки, характеризующие устойчивость деревьев к условиям городской среды, габитус и газоочистительную способность. Установлены существенные различия в характере множественных корреляций между признаками у сравниваемых видов в пределах каждого парка, а также между выборками одного вида из разных парков города. Сравнительный анализ коэффициентов корреляции показал, что их значение и направление связи могут служить дополнительным существенным критерием для отбора деревьев не только по прямым признакам, но и по косвенным. Результаты корреляционного и дискриминантного анализов показали, что в разных районах города подход к селекции деревьев должен быть разным, в том числе в связи с разновозрастностью насаждений. Вероятно, в условиях большего загрязнения воздуха при отрицательных корреляциях признаков устойчивости с ростом деревьев необходимо искать компромисс между устойчивостью и продуктивностью дерева для целей селекции древесных растений в городских условиях. Отобраны лучшие по комплексу признаков деревья трех вечнозеленых хвойных видов для дальнейшего использования в озеленении города.

Интенсивность и продолжительность роста вегетативных органов растений определяет их биологическую продуктивность, которая зависит от различных экологических факторов и климатических особенностей региона произрастания. Выявление закономерностей сезонного прироста хвойных древесных растений необходимо для определения вида и сроков проведения мероприятий, направленных на повышение продуктивности древостоев, особенно в регионах интродукции. На территории юга Западной Сибири данные исследования малочисленны и представляют интерес для обобщения итогов интродукции. Для рассмотрения этого вопроса нами были выявлены закономерности сезонного роста сосен двух- и пятихвойных видов рода сосна ( Pinus L.) в границах селитебной территории г. Омска. В период сезонного роста побегов модельных деревьев были рассмотрены климатические особенности города, построена климадиаграмма модификации Г. Вальтера по Баньолу - Госсену (апрель - июнь 2024 и 2025 гг.), выполненная на основе данных Гидрометцентра г. Омска. Особенности динамики сезонного роста побегов изучены у деревьев двухвойных сосен: c. горная ( Pinus mugo Turra), c. обыкновенная ( P. sylvestris L.) и с. Банкса ( P. banksiana Lamb.), и пятихвойных: с. Веймутова ( P. strоbus L.) и с. сибирская ( Pinus sibirica Du Tour).