Главная – Журналы – Оптика атмосферы и океана 2022 номер 3

Представлены результаты расчета спектра поглощения молекулы оксида фосфора (PO), соответствующего переходу A ²S⁺ ( v′ = 0) - X ²P^{( v″ = 0). Расчет выполнен с учетом возмущения уровня v′ = 0 состояния A 2S+ уровнем v ′ = 4 состояния b4S-. Выполнена оценка эффективности возбуждения молекул PO в зависимости от спектральных параметров излучения лазера. Проведен расчет временной зависимости эффективности возбуждения PO-фрагментов в условиях реальной атмосферы при двухимпульсной лазерной фрагментации/лазерно-индуцированной флуоресценции органофосфатов для заданных значений ширины спектральной линии лазерного излучения Δλ и положения ее центра λ₀.}

Рассматривается интеграция параметров спектральных линий банков данных CDSD, NOSD, NDSD и ASD, разработанных в Лаборатории теоретической спектроскопии ИОА СО РАН, в единый узел LTS Виртуального центра атомных и молекулярных данных (VAMDC). Написано программное обеспечение, реализующее обмен данными в формате XML с порталом VAMDC, а также интеграцию списков линий больших объемов в базу данных.

Проведено сопоставление измерений содержания СО₂ в нижней стратосфере (слой 12-18 км) по данным наземных измерений ИК Фурье-спектрометром Bruker 125HR и спутниковых измерений прибором ACE в период 2009-2019 гг. Анализ двух типов измерений показал, что между ними наблюдается хорошее согласие. В среднем данные наземных измерений СО₂ превышают спутниковые на 2,8 ppm (менее 1%), стандартные отклонения составляют ~ 5,0 ppm. Коэффициент корреляции между результатами измерений двумя методами - 0,77. Наземные и спутниковые данные демонстрируют слабые сезонные вариации, которые противоположны сезонным вариациям СО₂ в тропосфере: в нижней стратосфере максимальные значения содержания СО₂ наблюдаются летом, а минимальные - зимой.

Экспериментально исследована применимость существующего теоретического подхода к решению обратной задачи восстановления параметров оптической турбулентности из лидарных данных. Показано, что результаты расчетов по теоретической формуле, связывающей эхосигнал с интенсивностью турбулентных пульсаций показателя преломления воздуха, для случая статистически однородной среды с точностью до численного коэффициента удовлетворительно согласуются с данными зондирования. Для конкретного размера апертуры лидара рекомендована процедура определения коэффициента в формуле Воробьева. Предложено построение номограммы для определения структурной характеристики C_n² для однородной турбулентности из показаний лидара. Установлено расхождение результатов эксперимента с теорией при зондировании неоднородной турбулентности. Показано, что основной вклад в формирование турбулентной компоненты эхосигнала за счет эффекта увеличения обратного рассеяния вносит участок трассы зондирования перед рассеивающим объемом. Предложено для определения структурной характеристики оптической турбулентности C_n² пользоваться приближенной формулой, в которой нормированная характеристика C_n² прямо пропорциональна эхосигналу и обратно пропорциональна интегралу, определяющему дисперсию флуктуаций интенсивности излучения.

Анализируются результаты натурных экспериментов с грозовыми облаками (северо-запад европейской территории России, Индия) в ближней зоне (удаление от флюксметра не более 50-60 км). Состояние облаков контролировалось радиолокатором ДМРЛ-С (Россия), грозопеленгационными системами Blitzortung (Россия) и MLDN (Индия) и системой наземных флюксметров. Показано, что флюксметры фиксируют существенно большее количество молний «облако -^{земля» в ближней зоне, чем Blitzortung и MLDN.}

В наш ядерный век существуют опасения о судьбе озонового слоя Земли: считается, что как крупномасштабный, так и локальный конфликт с применением ядерного оружия способен на годы разрушить озоновый слой. 22 сентября 1979 г. официально не установленное государство скрытно выполнило ночные ядерные испытания в пустынном районе мирового океана. Это событие принято называть «Инцидент Вела». В настоящей работе использованы данные об озоне, полученные спутником НАСА Nimbus-7 через 16 мин 44 с после взрыва. Показано, что ударная волна оставляет «след» на озоновом слое. Уменьшения количества озона не замечено, по «следу» определены координаты места взрыва.

Представлен краткий обзор коллекции графиков GrafOnto по континуальному поглощению воды опубликованных в интервале 1981-2000 гг. Эта коллекция размещена в информационной системе W@DIS (wadis.saga.iao.ru). Большая часть ординат графиков относится к трем группам функций, описывающих зависимость коэффициента поглощения и функции пропускания от волновых чисел, зависимость коэффициента поглощения от температуры и поправочного фактора c для лоренцевского контура, зависящего от частоты. Дано описание двух способов поиска графиков в коллекции: простой поиск по трем атрибутам публикации и атрибутный поиск по 14 свойствам, в числе которых свойства примитивного графика, вещество, параметры функции, свойства информационного ресурса и публикации. Такой поиск необходим для нахождения пользователем искомых примитивных графиков и используется при объединении примитивных графиков в составные с учетом требований пользователя.

Рассматривается оценка точности прогнозов конвективных опасных явлений погоды по модели WRF на примере территории Пермского края и прилегающих регионов в теплый период 2021 г. Заблаговременность прогнозов по модели WRF составляла до 27 ч, шаг сетки модели - 5 км. Для снижения числа ложных тревог при прогнозе была использована масштабируемая параметризация конвекции. Выборка случаев шквалов и крупного града сформирована на основе данных метеостанций, сообщений об ущербе и спутниковых снимков ветровалов и включает 56 событий; тогда как выборка случаев сильных ливневых дождей создана только по данным метеостанций. По модели WRF за этот же период прогнозировались 30 случаев шквалов (³ 25 м/с) и 63 случая сильных ливней (³ 30 мм/ч). Отдельно рассмотрены случаи формирования суперъячейковых облаков и смерчей. Для случаев шквалов по данным наблюдений и по модели выполнена кросс-валидация с применением пороговых критериев по расстоянию 50 км и по времени ± 3 ч. Прогнозы сильных осадков оценивались с применением индексов SCI и EDI. В целом качество прогнозов сильных осадков было неудовлетворительным. Доля успешных прогнозов шквалов составила 36%, причем в это число попали случаи с наибольшим ущербом. Несмотря на высокую долю пропусков явлений (которые преобладают над ложными тревогами), прогнозы шквалов можно считать практически значимыми.

Анализируется процесс повышенного по сравнению с другими регионами темпа потепления Северного Ледовитого океана и примыкающих к нему областей. Видимый аспект причины этого явления заключается в уменьшении средней толщины океанического льда и, как следствие, увеличении потока тепла от воды через лед, который подогревает нижний слой воздуха. Особенно это проявляется в холодный период года. Кроме этого, в процессе потери ледяной массы многолетних плавающих ледников затраты тепла на их таяние уменьшаются. В совокупности эти факторы обеспечили современный рост температуры в приполюсной зоне - в линейном приближении больше 8°. Отметим, что воздушный межширотный обмен теплом при этом не прогрессирует ввиду уменьшения меридиональных температурных градиентов.

Аналитически и численно исследуются флуктуации плотности сгустка частиц аэрозоля в атмосфере. Рассмотрен одномерный случай, характерный для движения частиц в узкой вертикальной колонке над локальным очагом горения пожара или в спутном следе самолета. Показано, что при определенных условиях возникает эффект локализации сгустков, когда образуются компактные области повышенной плотности аэрозольных частиц, окруженные областями низкой плотности. Знание таких свойств плотности примесей может быть полезно при решении обратных задач оптики аэрозоля.