Главная – Журналы – Оптика атмосферы и океана 2018 номер 1

Представлены результаты измерений массовой концентрации сажевого и субмикронного аэрозоля в центре г. Москвы и в двух пунктах на Звенигородской научной станции (ЗНС) в весенне-осенние периоды 2014-2016 гг. Проведено сравнение полученных результатов с данными комплексных измерений за 1989-2013 гг. Выявлены случаи повышения загрязнения атмосферного воздуха дымами от горевших торфяников в Брянской области и дымами при сжигании пораженных короедом деревьев в лесах Московской области, а также дымами лесных пожаров, пришедшими из Сибири. Значительное увеличение за последние 25 лет интенсивности автомобильного движения вблизи пункта измерения на ЗНС, расположенного в 150 м от автодороги, привело к повышению уровня загрязнения воздуха аэрозольными компонентами в 2-3 раза. Во втором пункте, удаленном от дороги на расстояние 1 км, уровень загрязнения сажей сравним с данными, полученными в 1990-е гг., и приблизительно в 3 раза ниже, чем в Москве.

Обсуждаются результаты экспедиционных исследований пространственно-временной изменчивости аэрозольной оптической толщи (АОТ) атмосферы в 42-м рейсе НИС «Академик Борис Петров» (18.01-28.03.2017 г.) на маршруте от Сингапура до Калининграда (через Суэцкий канал). Показано, что самые высокие замутнения атмосферы наблюдались над Аравийским (за счет выносов мелкодисперсного аэрозоля из Индостана) и над Красным морями (за счет выносов пылевого аэрозоля), где средние АОТ в области 0,50 мкм составили 0,355 и 0,304 соответственно. Значительным аэрозольным замутнением отличается также атмосфера в Малаккском проливе, отягощенная выносами аэрозоля со стороны Суматры и Западной Малайзии (средняя АОТ - 0,262). Отмечено разное содержание аэрозоля в соседних экваториальных районах Индийского океана: АОТ в средней части океана, более удаленной от континентов, оказались в 1,5-2,0 раза выше, чем вблизи острова Суматра. Для всей тропической зоны Индийского океана характерны высокие значения показателя селективности Ангстрема (1,08-1,18), свидетельствующие о преобладающем вкладе в АОТ мелкодисперсного аэрозоля.

Представлены результаты экспериментального исследования характеристик микродисперсного аэрозоля в прибрежной зоне оз. Байкал и пустыне Гоби. Проведен сравнительный анализ дисперсного состава атмосферного аэрозоля в разных по климатическим условиям регионах. Установлено, что общее содержание микродисперсной фракции аэрозоля в атмосфере пустыни Гоби значительно ниже, чем на побережье оз. Байкал. В атмосфере аридной зоны в спектрах размеров больше представлен почвенный аэрозоль, в регионе оз. Байкал в спектре присутствуют и аэрозоли нанометрового диапазона размеров антропогенного и органического происхождения. В прибрежной зоне оз. Байкал для суточного хода общей счетной концентрации аэрозоля характерны повышения в дневные и вечерние часы. В утренние и дневные часы наблюдается рост числа частиц нуклеационной моды за счет усиления бризовой циркуляции, способствующей переносу антропогенных примесей с акватории озера и активизации фотохимических реакций.

Представлены результаты экспериментальных исследований статистических параметров флуктуаций излучения фокусированного лазерного пучка, рассеянного частицами осадков в дождях, мороси, тумане, на трассе 130 м. Анализируется зависимость распределений плотности вероятностей от вида осадков, коэффициента рассеяния, скорости ветра и ее перпендикулярной составляющей к трассе.

Представлены результаты исследования вертикальных распределений температуры над Томском в возмущенный и спокойный периоды за 2012-2015 гг. На основании накопленного экспериментального материала установлен ряд особенностей внутригодовой динамики термического режима стратосферы. Так, зимнее стратосферное потепление происходит ежегодно. За указанный период было зарегистрировано одно сильное (мажорное) потепление в 2012/13 гг., при котором в верхней атмосфере направление переноса воздушных масс сменилось с западного на восточное, и три слабых (минорных) - в 2011/12, 2013/14 и 2014/15 гг. На основе данных многолетних наблюдений показано, что в Западной Сибири в течение длительного периода года (апрель-ноябрь) вертикальное распределение температуры в подавляющем большинстве случаев хорошо согласуется с модельным распределением CIRA-86.

Приводятся результаты лидарных наблюдений атмосферы во время Сычуаньского (КНР) землетрясения 2008 г. Показано, что параметры атмосферы существенно трансформируются во время и после землетрясения. В слое нижней тропосферы формируется профиль рассеивающих характеристик, отличающийся от исходного, что может служить одним из предикторов явления.

Созданы две модификации лазерной локационной системы, работа которой основана на эффекте усиления обратного рассеяния. Система предназначена для дистанционного измерения интенсивности «оптической» турбулентности. Турбулентный микроимпульсный аэрозольный лидар имеет два приемных канала, один из которых регистрирует повышение эхосигнала на оси лазерного пучка, когда интенсивность атмосферной турбулентности растет. Второй приемный канал на усиление обратного рассеяния не реагирует и нужен для калибровки. Эффект усиления проявляется в узкой области пространства вокруг оси лазерного пучка, поэтому апертура приемника должна быть небольшой и сравнимой с зоной Френеля. Создание турбулентного лидара стало возможным благодаря появлению компактных микроимпульсных лазеров с диодной накачкой с высокой частотой следования импульсов. Лидар позволяет осуществлять непрерывные продолжительные наблюдения в автоматическом режиме. Важно, что система безопасна для глаз. Предложено две схемы создания турбулентного лидара на основе афокального телескопа Мерсена (зеркальный коллиматор). Приводится описание турбулентных лидаров УОР-2 и УОР-3. На основе приближения Воробьева для статистически однородной турбулентной среды предложен алгоритм обращения лидарных данных в структурную постоянную «оптической» турбулентности C_n².

Представлен алгоритм решения обратной задачи восстановления вертикального распределения мощности источника примеси с использованием конечного числа вертикальных профилей ее концентрации. Обратная задача решалась для модели переноса примеси. Особенностью алгоритма является то, что отсутствующая информации о временной динамике источника примеси восполняется применением метода, основанного на регуляризации Тихонова. Параметр регуляризации определяется с помощью решения вспомогательной обратной задачи с параметрическим заданием мощности искомого источника. Разработанный алгоритм протестирован как на синтетических, так и на реальных данных самолетных измерений. В численных экспериментах с реальными данным восстановлено вертикальное распределение мощности источника озона в пограничном слое атмосферы и нижней тропосфере.

Для своевременной оценки экологической обстановки труднодоступных районов Томской области разработана методика количественной оценки состояния растительного покрова нефтедобывающих территорий на основе спутниковых снимков Landsat-8 и продуктов MODIS, которая включает анализ состояния ландшафта, учет климатических факторов и размеры площадей загрязненных земель. Применение разработанного подхода позволило проанализировать состояние растительного покрова труднодоступных нефтедобывающих территорий Томской области с 2010 по 2016 г. и определить угнетенное состояние растительности на некоторых месторождениях.

Проведен комплексный анализ климатического состояния и пространственной структуры растительного покрова территории Западной Сибири. Изучены изменения климатического состояния исследуемого региона за последние полвека на основе данных метеослужбы. Проанализированы климатические данные и геоботанические изменения с учетом ландшафтного зонирования. Показано, что с повышением среднегодовой температуры уменьшаются площади темнохвойных лесов и растут площади мелколиственных лесов и болот.

Исследовано содержание ртути в разновозрастной хвое различных пород деревьев на территории участков «Монды», «Аршан» и «Тунка» в Республике Бурятия. Приводятся оригинальные данные по уровню накопления ртути, а также особенностям ее распределения в зависимости от вида хвойных, возраста хвои, ландшафтных и климатических условий. Результаты, полученные для Восточной Сибири, не превышают данных, приведенных в литературе, и лежат в пределах средних значений для Сибири и России в целом.

Проводится оценка содержания ртути в природных средах: в почвах, листьях и хвое древесной растительности, а также в атмосферном и почвенном воздухе, - в пределах участков техногенного ртутного загрязнения речных долин Республики Алтай, сформировавшихся в результате добыче ртути и золота горнодобывающими предприятиями. Исследованы участки в зонах влияния рудников «Весёлый», «Акташский», «Майский» и в долине р. Катунь на отрезке проектируемой ГЭС. Установлены высокие концентрации ртути и их корреляционные зависимости в сопряженных компонентах окружающей среды. Оценены доли обменной и связанной форм ртути в загрязненной почве, а также вклад атмосферного и почвенного путей ее поступления в растения.