Главная – Журналы – Оптика атмосферы и океана 2022 номер 7

На основе ранее полученных изотопически независимых спектроскопических параметров U_mj , D _mj^A , D _mj^B рассчитаны параметры Данхэма Y_mj молекулы H³⁶Cl. Вычислены частоты переходов чисто вращательной полосы (0-0) и колебательных полос (1-0), (2-0) и (3-0) вплоть до J _max = 25. Проведено сравнение рассчитанных частот переходов с экспериментальными для фундаментальной полосы и первого обертона. Рассчитан RKR-потенциал H³⁶Cl.

Рассмотрены методические вопросы лидарных измерений вертикального распределения температуры атмосферы до высот 90 км. Метод основан на лидарных измерениях вертикального профиля молекулярной плотности атмосферы с использованием эффекта рэлеевского рассеяния. Обсуждаются результаты, полученные на модернизированном канале рэлеевского рассеяния лидара на базе главного зеркала Сибирской лидарной станции (СЛС) диаметром 2,2 м. Одна из проблем проведения измерений с использованием телескопов большого диаметра - гигантский динамический диапазон лидарных откликов, работа с которым требует особого внимания как к методике, так и к технике проведения экспериментов. В рамках решения этой проблемы предложена улучшенная методика восстановления температуры из лидарных сигналов обратного молекулярного рассеяния. Численные эксперименты подтвердили, что точность восстановления профиля температуры зависит от выбора положения точки калибровки и погрешности задания температуры в ней. Методика восстановления профиля температуры, когда точка калибровки выбрана в верхней части трассы зондирования, имеет достаточную устойчивость даже в условиях гигантского динамического диапазона лидарных откликов СЛС. При сравнении результатов восстановления температуры из реальных лидарных откликов с данными спутниковых измерений обнаружены существенные расхождения, связанные с искажающим влиянием аппаратурных и атмосферных факторов на форму лидарного сигнала. Применение корректирующей процедуры на основе калибровки лидара позволяет существенно снизить погрешности измерений.

Для акватории Черного моря рассмотрены три периода пылевых переносов и отобраны даты наиболее интенсивного их воздействия. В ходе анализа спутниковых снимков MODIS Aqua были определены вероятные пиксели пыли, подтвержденные натурными измерениями наземных фотометров CIMEL-318 (станции AERONET). Далее с использованием метода главных компонент (ковариационного анализа) оценивалось влияние пыли на изменчивость коэффициента спектральной яркости моря. В случаях пылевых переносов спектральные свойства первого собственного вектора величины яркости объясняются наличием поглощающего аэрозоля. Эффект поглощения проявляется в уменьшении яркости в направлении наблюдения, при этом максимум первого собственного вектора приходится на коротковолновую область спектра. В случае чистой атмосферы первый собственный вектор, в меньшей степени подверженный ошибкам атмосферной коррекции, принимает минимальные значения в коротковолновой области спектра, а его максимум лежит в середине видимого диапазона.

Предложен комплексный подход к оценке состояния постпирогенных ландшафтов Томской обл. с использованием космоснимков и наземных данных. Построены карты растительности, карты вегетационных индексов NDVI и SWVI на примере ключевых участков междуречий Бакчар-Икса и Обь-Томь. Установлено, что наибольшая деградация и выгорание растительного покрова на участке Бакчарского болота произошли из-за пожара 17 августа 2016 г. Через 1-2 мес. после пожаров на болоте и в заболоченном лесу Обь-Томского междуречья NDVI снизился на 0,36 и 0,35 соответственно. Установлено, что на третий год после пожара на Бакчарском болоте происходит нарастание фитомассы со сменой допожарных фитоценозов. Результаты ИК-спектрометрии свидетельствуют о большей ароматизированности торфа и растений выгоревших участков по сравнению с фоновыми.

Приведены результаты сравнения модельных оценок высоты слоя перемешивания в пограничном слое атмосферы в условиях приземных инверсий температуры воздуха с экспериментальными оценками высоты слоя интенсивного турбулентного теплообмена. Экспериментальные данные, необходимые для этих оценок, получены с помощью температурно-ветрового комплекса, включающего метеорологический акустический локатор (содар), метеорологический температурный профилемер и ультразвуковые анемометры-термометры. Показано, что в условиях приземных инверсий температуры высота слоя перемешивания, рассчитанная по модельным формулам, как правило, существенно меньше высоты слоя турбулентного теплообмена.

Озон - одна из самых токсичных примесей в тропосфере. Поэтому в большинстве стран он относится к основным загрязнителям и ведется постоянный мониторинг его концентрации. Настоящая работа представляет собой обзор непрерывных измерений содержания озона в тропосфере на территории России за весь 2021 г., осуществлявшихся по инициативе научных и образовательных организаций в разных регионах страны на 17 станциях. Результаты мониторинга показали, что в течение значительной части года среднесуточная концентрация озона превышала уровень ПДК_с.с во всех пунктах проведения наблюдений, на ряде станций в два и даже три раза. На шести станциях зафиксирована концентрация выше максимальной разовой ПДК_м.р. Такое поведение концентрации озона требует более полного анализа состава и концентрации озонообразующих веществ и разработки мероприятий по уменьшению их эмиссии в атмосферу.

Проведен глобальный анализ географических особенностей вертикальных профилей удельной влажности воздуха и концентраций диоксида серы и сульфатных аэрозолей по данным реанализа CAMS, а также высоты планетарного пограничного слоя (ППС) по данным реанализа ERA5 для 2003-2020 гг. В качестве характеристики указанных профилей использовался вертикальный масштаб H_Y , т.е. высота, на которой концентрация вещества Y уменьшается в е раз. Максимумы высоты верхней границы ППС отмечены в регионах преобладающей циклонической циркуляции - в шторм-треках и в регионах муссонной циркуляции летом. Для вертикального масштаба профиля удельной влажности выявлены минимумы в регионах субтропических круговоротов с преобладающим крупномасштабным опусканием воздушных масс. Вертикальный масштаб профиля концентрации SO₂ характеризуется пространственными минимумами, связанными с окислением диоксида серы. Для определен пространственный минимум над океаном вблизи Юго-Восточной Азии. Выявлены статистически значимая отрицательная корреляция между толщиной ППС и вертикальным масштабом профиля удельной влажности во влажных регионах тропиков, а также положительная корреляция между вертикальными масштабами профилей концентраций диоксида серы и сульфатов, наиболее значимо проявляющаяся в регионах с сильным загрязнением нижней тропосферы этими веществами.

Оптический резонанс внутреннего поля диэлектрической микрочастицы возникает при настройке частоты падающей световой волны на частоту одной из собственных мод частицы и приводит к резкому подъему интенсивности и локализации поля вблизи поверхности с образованием кольцевых периодических структур в форме стоячих волн, так называемых мод «шепчущей галереи» (МШГ). В работе теоретически рассмотрен случай помещения микросферы вблизи гибкой отражающей мембраны, которая выполняет функцию датчика внешнего давления. При этом за счет отражения от зеркальной мембраны происходит двойное возбуждение МШГ сферы прямым и отраженным назад излучением, которое затем интерферирует в объеме микрочастицы. Оптическая интенсивность результирующего поля МШГ несет информацию о положении гибкой нагруженной мембраны, что позволило нам разработать физический концепт нового миниатюрного полностью оптического датчика давления. Показано, что чувствительность такого датчика зависит от добротности возбуждающихся резонансных мод, геометрических и механических параметров гибкой мембраны. Важные преимущества предлагаемого датчика - миниатюрность дизайна (размеры датчика определяются диаметром гибкой мембраны), а также бесконтактный тип размещения сенсора давления.

Мелкодисперсные и наноразмерные частицы как природного, так и антропогенного происхождения могут присутствовать в атмосферном воздухе и оказывать влияние на окружающую среду и здоровье человека. В настоящей работе исследовано ингаляционное воздействие нанопорошками феррита кобальта CoFe₂O₄, магнетита Fe₃O₄ и диоксида олова SnO₂ на содержание углекислого газа в пробах воздуха из носа лабораторных животных. Концентрация СО₂ была определена по спектрам поглощения проб воздуха, зарегистрированным с помощью лазерного оптико-акустического газоанализатора. Установлено, что ингаляция наночастицами магнетита приводит к снижению концентрации углекислого газа в пробах выдыхаемого воздуха лабораторных животных, что может свидетельствовать о негативном влиянии такого воздействия.

Проведена оценка влияния примесных газов (бензола и толуола) на результаты измерений содержания ртути в природном газе с помощью анализаторов, использующих в качестве источника излучения ртутные капиллярные лампы (РКЛ) в продольном и поперечном эффектах Зеемана. Показано, что в поперечном эффекте Зеемана, когда излучается триплет p- s⁺- и s^--компонент, влияние примесных газов на результаты измерения концентрации ртути в природном газе уменьшается в несколько раз. Экспериментально определена минимально допустимая концентрация бензола и толуола (до 10 мг/м³) в природном газе, не влияющая на измерение концентрации ртути при использовании анализатора с РКЛ, наполненной ртутью с естественным изотопным составом в поперечном эффекте Зеемана.