Главная – Журналы – Оптика атмосферы и океана 2019 номер 2

Рассмотрено качественное и количественное влияние на контур линии сильных и слабых по скоростям столкновений с рассеянием поглощающих молекул на большие и малые углы соответственно. Показано, что в диффузионной модели контура, известной как модель «слабых» столкновений, рассеяние на большие углы вносит существенный вклад, сопоставимый с таковым в модели сильных столкновений. Различие этих традиционных моделей заключается лишь в математических формах представления интеграла столкновений, интегральной и дифференциальной, и следующих из них аналитических выражений для контуров. Получены и апробированы простые приближенные формулы для контура, в котором одновременно учтены сильные и слабые столкновения.

Для водяного пара и окиси углерода, находящихся в нанопорах, проведены расчеты полуширин и сдвигов линий поглощения. В качестве рассеивающих центров рассмотрены физически адсорбированные молекулы Н₂О и СО. Осуществлен численный анализ влияния перестройки вращательной структуры уровней у адсорбированных молекул на вычисляемые полуширины и сдвиги линий. Проведено сравнение с имеющимися экспериментальными данными.

В работе сравниваются хронологии СО₂, Н₂О, общего давления проб, извлекаемых под вакуумом из годичных колец древесины спилов шести сосен одного региона произрастания, и приводятся результаты анализа. Показано, что спилы имеют различные погодичные распределения СО₂, данные по Н₂О слабо коррелируют с осадками, но общей для всех анализируемых хронологий является выявляемая цикличность.

Представлены результаты теоретических исследований пространственно-локализованных ближнепольных световых структур (фотонных наноструй, ФНС), формирующихся при рассеянии лазерного излучения на метаповерхности в форме однослойной упорядоченной сборки диэлектрических микрочастиц (сфер, конусов), внедренных в прозрачную матрицу (силиконовую пленку). Путем решения уравнений Максвелла по методике вычислительной электродинамики проанализированы основные параметры локализованных световых структур (длина, ширина, пиковая интенсивность) в условиях взаимовлияния световых полей соседних микрочастиц. Установлено, что основными факторами, влияющими на исследуемые характеристики ФНС, являются пространственная ориентация микроконусов, а также глубина их погружения в силиконовую матрицу. Показано, что ряд пространственных конфигураций конических микросборок позволяет создавать ансамбль ФНС со специфическими характеристиками, недостижимыми для изолированных микроконусов. Упорядоченные кластеры сферических частиц обладают преимуществом с точки зрения комплексной оценки параметров ФНС.

Представлены результаты теоретического исследования распространения в режиме самофокусировки и филаментации в воздухе фемтосекундных импульсов титан-сапфирового лазера. Анализ самофокусировки импульсного излучения проводился на основе метода дифракционных лучей и световых трубок. Его результаты позволили установить, что при самофокусировке в лазерном пучке формируются специфические световые структуры. Одной из таких структур является энергетически пополняющая дифракционно-лучевая трубка, которая обеспечивает необходимой энергией участок филаментации, а на этапе постфиламентационного распространения импульса существует в форме интенсивного светового канала. Установлены зависимости радиуса и мощности энергетически пополняющей трубки от начального радиуса пучка и пиковой мощности излучения при фиксированной длительности импульса. Выявлено, что энергетические затраты излучения на филаментацию снижаются при увеличении радиуса пучка. Пиковая мощность, содержащаяся в энергетически пополняющей световой трубке на этапе постфиламентационного распространения импульса, не превышает критическую мощность самофокусировки для гауссова пучка и слабо зависит от начальных параметров импульса.

Рассматриваются одно- и двухфазные аэрозольные частицы стратосферного аэрозоля. К первым относятся однородные частицы, являющиеся жидкой каплей 75%-го раствора серной кислоты, а ко вторым - капли сернокислой кислоты, в которой растворены неорганические примеси. Оптические свойства двухфазных частиц рассматриваются в приближении двухслойных, просветленных и квазиоднородных сфер. Изучается влияние внутренней структуры аэрозольных частиц и параметров их распределения по размерам на мгновенный радиационный форсинг и радиационную температуру подстилающей поверхности для аэрозольного слоя с оптической толщиной, равной 0,05 в видимом диапазоне. Частицы, его составляющие, могут приводить как к парниковому, так и к антипарниковому эффекту. Показано, что антипарниковый эффект (порядка 4 ¸ 8 Вт/м²) создают ансамбли двухслойных частиц: 1) с узкими распределениями по размерам, 2) с более широкими распределениями и средними радиусами, не превышающими 0,25 ¸ 0,40 мкм, а парниковый эффект (порядка 2 ¸ 6 Вт/м²) возникает при бо́льших средних радиусах и широких распределениях.

С помощью методов термодинамики рассматривается влияние гидрофобных и гидрофильных групп в органических соединениях на их распределение в атмосфере между газовой и аэрозольной фазами (модель UNIFAС). Результаты расчетов показали, что формированию частиц органического аэрозоля с участием таких полифункциональных соединений благоприятствует их совместная конденсация с парами воды. Данный процесс, ведущий к переходу в аэрозольную фазу молекул H₂O, сопровождается ростом массовой концентрации частиц органического аэрозоля, что следует принимать во внимание при сопоставлении с данными натурных наблюдений.

Методами численного моделирования исследуется влияние инерционности частиц промышленного аэрозоля на формирование многопотоковости их движения в турбулентной атмосфере. Анализ проведен при значениях коэффициентов диффузии, соответствующих реальным атмосферным условиям. Результаты исследования могут оказаться полезны при интерпретации данных оптического зондирования аэрозоля

Рассматривается поступление углерода с ионами органических карбоновых кислот: муравьиной (формиат), уксусной (ацетат) и щавелевой (оксалат), в снежный покров мерзлотных ландшафтов Восточной Сибири. Определено содержание углерода формиат-, ацетат- и оксалат-ионов в районах распространения широтно-зональных и высотно-поясных типов мерзлотных ландшафтов. Максимальное содержание углерода органических карбоновых кислот в снежном покрове наблюдается в среднетаежных ландшафтах. Плотность поступления углерода органических карбоновых кислот в снежный покров среднетаежных и горных ландшафтов подчиняется высотной зональности и совпадает с уменьшением общей массы растительных организмов - основного источника поступления органических карбоновых кислот в атмосферу. В среднетаежных ландшафтах органические карбоновые кислоты могут оказывать существенное влияние на поступление углерода с осадками. Во всех высотно-поясных типах мерзлотных ландшафтов основная масса углерода поступает с карбонатами (бикарбонатами), а роль органических карбоновых кислот в привносе углерода в снег незначительна и резко уменьшается по мере возрастания высотности.

Представлены экспериментальные результаты дистанционного обнаружения следов некоторых высокоэнергетических материалов на поверхности различных объектов с помощью СКР-лидара, построенного на базе эксимерного KrF-лазера c узкой линией генерации и многоканального анализатора спектра на основе дифракционного спектрографа и стробируемой ПЗС-камеры с усилителем яркости. Проведена оценка чувствительности системы при дальности обнаружения 10 м. Проведен анализ влияния материала подложки на чувствительность метода обнаружения.

Представлены результаты наблюдений аномальных аэрозольных слоев на двух длинах волн (355 и 532 нм) на Сибирской лидарной станции ИОА СО РАН в летне-осенний период 2017 г. Их максимум был зарегистрирован 26.08.2017 г. в виде узкого слоя протяженностью по высоте ~ 1 км со значениями отношения рассеяния R ₃₅₅ = 2,8 и R ₅₃₂ = 5,8 на высоте 15 км. В последующие дни слои занимали больший интервал высот, но с меньшими значениями отношения рассеяния. Результаты зондирования этих слоев на двух длинах волн и учет лидарных отношений на основе модельных значений позволили оценить параметр Ангстрема ( X ) как в этих слоях, так и на высотах, оставшихся невозмущенными, т.е. с фоновым состоянием аэрозоля. В выраженных аномальных слоях минимальное значение параметра Ангстрема равно 1 и больше, а для фонового аэрозоля, который локализован выше 16 км, находится в интервале ( X = 2,8 ¸ 3,8), причем с явно выраженным положительным градиентом с ростом высоты. Построенные обратные траектории движения воздушных масс показали, что источником аэрозольных слоев в стратосфере над Томском были лесные пожары в Северной Америке (Канада) в середине августа 2017 г.

Проведено сравнение генерационных характеристик лазера на парах атомарного европия с буферными газами He и Ne на переходе y ⁸ P _9/2 → 8⁷ D eq \o\al(_11/2,⁰) с длиной волны 1,76 мкм. Показано, что мощность излучения и импульсная энергия He + Eu-лазера в зависимости от мощности накачки и частоты следования импульсов незначительно уступают аналогичным характеристикам Ne + Eu-лазера. Предложена эмпирическая модель, объясняющая поведение мощности генерации He + Eu-лазера в зависимости от потребляемой мощности. Установлено, что срок службы He + Eu-лазера не превышает 2 ч, в то время как Ne + Eu-лазер на момент окончания эксперимента отработал около 200 ч. Выдвинуто предположение, что за релаксацию метастабильных уровней иона и атома европия и деградацию активных сред, состоящих из смеси паров европия и гелия, отвечает один и тот же процесс с участием гелия.

Образцы оформления пристатейных списков литературы