Главная – Журналы – Поиск по журналам

Приведено обоснование использования метода главных компонент для оценки обобщённой характеристики дефекта при обработке многопараметровых акустических сигналов многократного зеркально-теневого метода контроля пруткового проката. Метод позволил сократить количество параметров сигналов при формировании критериев браковки, разработать методику оценки обобщённой характеристики дефекта, сформировать комплексный критерий браковки на основе недопустимого значения обобщённой характеристики дефекта для объектов из любых марок стали и любых диаметров. Результаты апробации предложенного подхода для оценки обобщённой характеристики естественных дефектов с использованием полученной регрессионной зависимости удовлетворительно согласуются с результатами металлографических исследований.

Исследование изображений полноразмерного керна (образца породы, извлекаемой из скважины) востребовано в современной геофизике. Предметная область определяет специфику процессов обработки изображений керна и форму представления результатов. Обычным способом представления скважинных данных являются упорядоченные по глубине значения измерений. Образцы керна также упорядочены по глубине, а изображения образцов представляют собой набор отдельных фотографий или томографических сканов часто с отсутствием данных на некоторых глубинах. Типичное изображение одного фрагмента керна содержит метровый участок породы. При этом на практике часто требуется оценивать характеристики сантиметровых интервалов. В работе предложен подход к созданию ансамбля текстурных признаков изображений керна, представленных как упорядоченные по глубине профили, что позволяет использовать полученные результаты совместно с другими геолого-геофизическими данными.

Методика проверки гипотезы о независимости случайных величин, основанная на непараметрическом алгоритме распознавания образов, используется при анализе неоднозначных зависимостей. Алгоритм распознавания образов соответствует критерию максимального правдоподобия. Оценивание законов распределения в классах осуществляется по исходным статистическим данным в предположении о независимости и зависимости сравниваемых случайных величин. Для оценивания плотностей вероятностей в классах используются непараметрические статистики Розенблатта - Парзена. Коэффициенты размытости ядерных функций в непараметрических оценках плотностей вероятностей в классах определяются из условия минимума их средних квадратических отклонений. В этих условиях вычисляются оценки вероятностей ошибок распознавания образов в классах. По минимальному их значению принимается решение о независимости либо зависимости случайных величин. Проверяется гипотеза о достоверном отличии вероятностей ошибок распознавания образов в классах. Применение предлагаемой методики позволяет обойти проблему декомпозиции области значений случайных величин на интервалы, что свойственно критерию Пирсона. Сравнивается эффективность предлагаемой методики с критерием Пирсона. Приводятся результаты вычислительных экспериментов с применением исследуемых критериев при анализе неоднозначных зависимостей между случайными величинами.

Проанализированы потоки уходящего теплового излучения (УТИ), полученные с помощью радиационного кода MODTRAN для пяти климатических моделей земной атмосферы и трех значений содержания метана (0,8 ppm - прединдустриальное, 1,8 ppm - современное и 2,5 ppm - прогноз на конец XXI в.), рассчитаны радиационные воздействия CH₄. Наблюдается уменьшение потоков УТИ примерно на 0,15% по сравнению с доиндустриальной эпохой. Пространственно-временные вариации потоков УТИ при современном содержании метана достигают ~ 13%. Из-за роста концентрации метана в атмосфере Земли к настоящему времени относительно его содержания в доиндустриальную эпоху его радиационное воздействие оценивается в пределах от -0,482 до -0,266 Вт/м².

На основе глобальной транспортно-химической модели GEOS-chem проведены оценки вкладов антропогенных и природных эмиссий метана (CH₄) в Северной Евразии (> 40° с.ш.) и на территории России в его приземное содержание на региональных измерительных станциях ZOTTO, Териберка и Тикси в 2007-2018 гг. Результаты модельных расчетов хорошо согласуются c предложенным полуаналитическим решением, основанным на разделении полного вклада (атмосферного отклика) на синоптическую и глобальную компоненты. На временах адвекции, соответствующих синоптическому временному интервалу, среднегодовой вклад антропогенных эмиссий на территории России в содержание метана в ZOTTO (38,6 млрд^-1) более чем в 2 раза превышает вклад эмиссий из источников Западной Европы (17,7 млрд^-1), тогда как для арктических станций влияние российских и европейских источников сопоставимо (19,5 и 12,4 млрд^-1 соответственно). Сравнительно низкий, по сравнению с ZOTTO, вклад континентальных эмиссий в приземное содержание метана и его годовую изменчивость на арктических станциях обусловлен бóльшими временами адвекции из регионов-источников. Близость модельных величин откликов для Териберки и Тикси объясняется сравнительно однородным (циркумполярным) распределением антропогенного и биогенного сигналов в полярных широтах.

Для решения общих и специальных задач наземного мониторинга электрического поля атмосферы необходимо выделение глобальных факторов на фоне локальной изменчивости получаемых данных. Глобальная унитарная вариация потенциала ионосферы, наблюдаемая в суточном ходе электрического поля, искажается за счет электродного эффекта вблизи поверхности земли. Установлено, что структура образующегося электродного слоя сильно зависит от степени турбулентного перемешивания, удельной проводимости воздуха и высоты измерений электрического поля. Для моделирования суточного хода напряженности электрического поля использовано уравнение для полного электрического тока, вытекающее из теории электродного эффекта приземного слоя атмосферы. Результаты проведенных исследований могут быть полезны для решения ряда прикладных задач геофизики, в частности мониторинга электрического поля атмосферы.

Подробно описан метод параллельной регистрации лидарных сигналов - в режиме счета фотонов и режиме накопления заряда - на Сибирской лидарной станции (СЛС) Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН. Изготовлен и экспериментально апробирован прибор, реализующий комбинированный метод регистрации лидарных сигналов на уникальном лидаре СЛС. В ходе экспериментальной апробации прибора определены допустимые пределы применения предложенного метода для регулярных измерений вертикального распределения температуры атмосферы на основе лидарных сигналов чисто вращательных спектров спонтанного комбинационного рассеяния (СКР). Сравнение результатов лидарных и спутниковых измерений показывает их хорошее согласие, что доказывает высокую эффективность применения комбинации режимов регистрации и подтверждает возможность получать вертикальное распределение температуры атмосферы с доверительным интервалом (погрешность измерений) 2-4° во всем диапазоне высот работы СКР-лидара СЛС на базе главного зеркала.

На основе анализа FTIR-спектров высокого спектрального разрешения, зарегистрированных на станции атмосферного мониторинга СПбГУ в период 2009-2022 гг., исследована возможность определения тропосферного содержания NO₂ по наземным измерениям прямого солнечного излучения в среднем ИК-диапазоне. Наилучшее согласие (коэффициент корреляции r = 0,68) с одновременными независимыми DOAS-измерениями тропосферного содержания NO₂ на той же станции продемонстрировала методика, основанная на использовании спектрального интервала 2914,30-2914,85 см^-1 в сочетании с регуляризацией Тихонова-Филлипса. Показано, что FTIR-измерения позволяют уверенно детектировать высокие уровни тропосферного содержания NO₂ на станции СПбГУ. Результаты, представленные в работе, могут быть использованы на FTIR-станциях международной сети NDACC, что в дальнейшем позволит значительно расширить географию мониторинга тропосферного содержания NO₂.

Представлен анализ и обобщение результатов исследований турбулентности в пламени и в окрестности очага горения при модельных степных и верховых пожарах в экспериментах, проведенных в период с 2019 по 2022 г. на Базовом экспериментальном комплексе Института оптики атмосферы СО РАН. Получены спектры изменения температуры воздуха и масштабы индуцированной атмосферной турбулентности в окрестности фронта модельного пожара. Установлены диапазоны частот пульсации температуры воздуха, соответствующие инерционному и диссипативному участкам энергетического спектра, для модельного степного пожара. Показано, что диссипативные процессы начинают формироваться на высоте 10 м при волновых числах k таких, что lgk > 1,58 и соответствующей частоте пульсаций ƒ > 3 Гц; на высоте 3 м диссипативные процессы не наблюдаются. При модельном верховом пожаре на высоте 10 м турбулентные процессы в атмосфере соответствуют инерционному участку энергетического спектра, а диссипативные процессы практически не проявляются.

Приводятся результаты измерения спектральной подводной освещенности на различных глубинах в разнотипных внутриконтинентальных пресноводных озерах, включая Камгинский залив оз. Телецкое. Эксперименты проводились в летний и осенний периоды 2018 г. Приведены и описаны характеристики макета созданного устройства для определения спектральной подводной освещенности. В качестве световых селективных элементов использовались интерференционные светофильтры с максимумами пропускания в разных частях видимой области спектра на длинах волн 303, 361, 590 и 656 нм. Обнаружено, что большое количество гниющей на берегах и подтопленной в пелагиали залива Камга хвойной и лиственной древесины, выделяющей фенольные соединения, вызывает значительное ослабление света в поверхностом слое воды на длине волны 361 нм. Показано, что спектральная подводная освещенность существенно зависит от биомассы озерного фитопланктона.