Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634558)
Контекстум
.
Оптика атмосферы и океана

Оптика атмосферы и океана №8 2015 (15,03 руб.)

0   0
Страниц92
ID292747
АннотацияЖурнал посвящен проблемам атмосферной оптики, включая спектроскопию, турбулентность, нелинейные явления в атмосфере и океане. Кроме того, к основным направлениям журнала относятся дистанционное зондирование атмосферы и подстилающей поверхности с космических, наземных, судовых и самолетных станций; исследования, связанные с климатом и экологией, а также созданием, испытанием и применением приборов и методов для таких исследований, включая обработку получаемой информации (обратные задачи, передача изображений, адаптивная оптика, лазеры, лидары.
Оптика атмосферы и океана : Научный журнал .— Новосибирск : Издательство Сибирского отделения Российской академии наук .— 2015 .— №8 .— 92 с. — URL: https://rucont.ru/efd/292747 (дата обращения: 18.04.2024)

Также для выпуска доступны отдельные статьи:
Классификация климата путем анализа фазы температурных рядов / Тартаковский (330,00 руб.)
Нуклеационные всплески в атмосфере бореальной зоны Западной Сибири. Часть II. Скорости образования и роста наночастиц / Аршинов (330,00 руб.)
Метод средних частот для расчета полуширин линий молекул типа асимметричного волчка / Дударёнок (330,00 руб.)
Полуэмпирические статистические модели влияния атмосферного аэрозоля на возмущения потоков коротковолновой солнечной радиации по данным фотометрических измерений / Лужецкая (330,00 руб.)
Мелко- и грубодисперсные компоненты аэрозольной оптической толщи атмосферы в морских и полярных районах / Сакерин (330,00 руб.)
Cравнение однопараметрических и двухпараметрических моделей аэрозольного ослабления для экспериментальных данных аридной зоны Казахстана / Щелканов (330,00 руб.)
Спектроскопические измерения содержания O3 и NO2 в атмосфере: коррекция наземного метода и результаты сопоставления с данными спутниковых измерений / Ионов (330,00 руб.)
Оптические характеристики ночного неба в Восточной Сибири после падения Челябинского метеорита. II. Собственное излучение верхней атмосферы Земли / Михалев (330,00 руб.)
О методике определения метеорологического потенциала загрязнения атмосферы / Селегей (330,00 руб.)
Об измерении структурной характеристики показателя преломления атмосферы пассивными оптическими методами / Коняев (330,00 руб.)
Оценивание параметров самолетных вихрей из массива радиальных скоростей, измеренных когерентным доплеровским лидаром / Смалихо (330,00 руб.)
Анализ последовательности термограмм при определении частоты вращения факела / Шерстобитов (330,00 руб.)
Эффективный спектральный прибор для спектроскопии комбинационного рассеяния света / Петров (330,00 руб.)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

(Kulmala M.), проф., руководитель Отдела атмосферных наук кафедры физики, Университет г. Хельсинки, Финляндия; Лукин В.П., д.ф.-м.н., ИОА СО РАН, г. Томск, Россия; Михайлов Г.А., чл.-кор. <...> Метод средних частот для расчета полуширин линий молекул типа асимметричного волчка . <...> Полуэмпирические атмосферного аэрозоля на возмущения потоков ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ статистические август, 2015 г. коротковолновой солнечной радиации по модели влияния данным фотометрических измерений . <...> Мелко- и грубодисперсные компоненты аэрозольной оптической толщи атмосферы в морских и полярных районах . <...> Cравнение однопараметрических и двухпараметрических моделей аэрозольного ослабления для экспериментальных данных аридной зоны Казахстана . <...> Классификация климата путем анализа фазы температурных рядов. <...> Оптические характеристики ночного неба в Восточной Сибири после падения Челябинского метеорита. <...> Собственное излучение верхней атмосферы Земли 718 Селегей Т.С., Филоненко Н.Н., Ленковская Т.Н. <...> 725 Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Козлов А.В., Козлов А.С., Аршинова В.Г. Нуклеационные всплески в атмосфере бореальной зоны Западной Сибири. <...> Оценивание параметров самолетных вихрей из массива радиальных скоростей, измеренных когерентным доплеровским лидаром . <...> Semi empirical statistical models of the influence of atmospheric aerosol on perturbation of fluxes of short-wave solar radiation from data of photometrical measurements 682 Sakerin S.M., Kabanov D.M. <...> Finely and coarsely dispersed components of atmospheric aerosol optical depth in maritime and polar regions. <...> Comparison of one-parametrical and two-parametrical models of aerosol extinction for experimental data of an arid zone of Kazakhstan. <...> Zuev Institute of Atmospheric Optics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences Optika Atmosfery i Okeana, 2015 «Оптика атмосферы и океана», 28, ¹ 8 (2015) DOI: 10.15372/AOO20150801 СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ УДК 539.194, 539.196.3 Метод средних частот для расчета полуширин линий молекул типа асимметричного волчка А.С <...>
Оптика_атмосферы_и_океана_№8_2015.pdf
Стр.1
Стр.2
Стр.3
Стр.4
Стр.5
Оптика_атмосферы_и_океана_№8_2015.pdf
Российская академия наук Сибирское отделение ОПТИКА АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА Том 28, ¹ 8 àâãóñò, 2015 Научный журнал Основан в январе 1988 года академиком В.Е. Зуевым Выходит 12 раз в год Главный редактор доктор физ.-мат. наук Г.Г. Матвиенко Заместители главного редактора доктор ôèç.-ìàò. наук Á.Ä. Áåëàí, доктор физ.-мат. наук Ю.Н. Пономарев Ответственный секретарь доктор физ.-мат. наук В.А. Погодаев Редакционная коллегия Багаев С.Н., академик РАН, Институт лазерной физики (ИЛФ) СО РАН, г. Новосибирск, Россия; Банах Â.À., ä.ô.-ì.í., Институт оптики атмосферы èì. Â.Å. Зуева (ÈÎÀ) СО ÐÀÍ, ã. Òîìñê, Ðîññèÿ; Белов Â.Â., ä.ô.-ì.í., ИОА СО ÐÀÍ, ã. Òîìñê, Ðîññèÿ; Букин О.А., д.ф.-м.н., Дальневосточная морская академия им. адмирала Г.И. Невельского, г. Владивосток, Россия; Голицын Г.С., академик РАН, Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова (ИФА) РАН, г. Москва, Россия; Еланский Í.Ô., ÷ë.-êîð. ÐÀÍ, ИФА ÐÀÍ, ã. Ìîñêâà, Ðîññèÿ; Землянов À.À., ä.ô.-ì.í., ИОА СО ÐÀÍ, ã. Òîìñê, Ðîññèÿ; Кандидов В.П., д.ф.-м.н., Международный лазерный центр МГУ им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия; Кулмала М. (Kulmala M.), проф., руководитель Отдела атмосферных наук кафедры физики, Университет г. Хельсинки, Финляндия; Лукин Â.Ï., ä.ô.-ì.í., ИОА СО ÐÀÍ, ã. Òîìñê, Ðîññèÿ; Михайлов Г.А., чл.-кор. РАН, Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, г. Новосибирск, Россия; Павлов В.Е., д.ф.-м.н., Институт водных и экологических проблем СО РАН, г. Барнаул, Россия; Панченко Ì.Â., ä.ô.-ì.í., ИОА СО ÐÀÍ, ã. Òîìñê, Ðîññèÿ; Ражев À.Ì., ä.ô.-ì.í., ИЛФ СО ÐÀÍ, ã. Новосибирск, Ðîññèÿ; Тарасенко В.Ф., д.ф.-м.н., Институт сильноточной электроники СО РАН, г. Томск, Россия; Шабанов В.Ф., академик РАН, Красноярский научный центр СО РАН, г. Красноярск, Россия; Шайн К. (Shine K.P.), член Английской академии наук, королевский профессор метеорологических и климатических наук, Департамент метеорологии, Университет г. Рединга, Великобритания; Циас Ф. (Ciais P.), проф., научный сотрудник Лаборатории климатических наук и окружающей среды совместного научно-исследовательского подразделения Комиссариата атомной энергии и Национального центра научных исследований (НЦНИ) Франции, г. Жиф-сюр-Иветт, Франция Совет редколлегии Борисов Ю.А., к.ф.-м.н., Центральная аэрологическая обсерватория, г. Долгопрудный Московской обл., Россия; Заворуев В.В., д.б.н., Институт вычислительного моделирования СО РАН, г. Красноярск, Россия; Ивлев Л.С., д.ф.-м.н., Научно-исследовательский институт физики им. В.А. Фока при СПбГУ, г. Санкт-Петербург, Россия; Игнатьев А.Б., д.т.н., ГСКБ Концерна ПВО «Алмаз-Антей» им. академика А.А. Расплетина, г. Москва, Россия; Кабанов М.В., чл.-кор. РАН, Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, г. Томск, Россия; Михалев А.В., д.ф.-м.н., Институт солнечно-земной физики СО РАН, г. Иркутск, Россия; Якубов В.П., д.ф.-м.н., Национальный исследовательский Томский государственный университет, г. Томск, Россия Зав. редакцией С.Б. Пономарева Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН Ðîññèÿ, 634055, ã. Òîìñê, ïë. Академика Çóåâà, 1 Адрес ðåäàêöèè: 634055, ã. Òîìñê, ïë. Академика Çóåâà, 1 Òåë. (382-2) 49-24-31, 49-19-28; факс (382-2) 49-20-86 E-mail: psb@iao.ru http://www.iao.ru  Сибирское отделение ÐÀÍ, 2015  Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы èì. Â.Å. Зуева СО ÐÀÍ, 2015
Стр.1
СОДЕРЖАНИЕ Том 28, ¹ 8 (319), c. 673–760 СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Дудар¸нок А.С., Лаврентьева Н.Н., Ма Q. Метод средних частот для расчета полуширин линий молекул типа асимметричного волчка ......................................................................... 675 Лужецкая А.П., Поддубный В.А., Ципуштанова Т.В. Полуэмпирические атмосферного аэрозоля на возмущения потоков ОПТИКА КЛАСТЕРОВ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГИДРОЗОЛЕЙ статистические àâãóñò, 2015 ã. коротковолновой солнечной радиации по модели влияния данным фотометрических измерений ...................................................................... 682 Сакерин С.М., Кабанов Д.М. Мелко- и грубодисперсные компоненты аэрозольной оптической толщи атмосферы в морских и полярных районах ................................................................... 690 Щелканов Н.Н. Cравнение однопараметрических и двухпараметрических моделей аэрозольного ослабления для экспериментальных данных аридной зоны Казахстана ................................................. 698 Ионов Д.В., Тимофеев Ю.М., Поберовский А.В. Спектроскопические ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ АТМОСФЕРЫ, ГИДРОСФЕРЫ И ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ измерения содержания O3 и NO2 в атмосфере: коррекция наземного метода и результаты сопоставления с данными спутниковых измерений ...... 704 АТМОСФЕРНАЯ РАДИАЦИЯ, ОПТИЧЕСКАЯ ПОГОДА И КЛИМАТ Тартаковский В.А., Крутиков В.А., Волков Ю.В., Чередько Н.Н. Классификация климата путем анализа фазы температурных ðÿäîâ............................................................................ 711 Михалев А.В., Подлесный С.В., Костылева Н.В., Комарова Е.С. Оптические характеристики ночного неба в Восточной Сибири после падения Челябинского метеорита. II. Собственное излучение верхней атмосферы Земли 718 Селегей Т.С., Филоненко Н.Н., Ленковская Т.Н. О методике определения метеорологического потенциала загрязнения àòìîñôåðû.......................................................................... 725 Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Козлов А.В., Козлов А.С., Аршинова В.Г. Нуклеационные всплески в атмосфере бореальной зоны Западной Сибири. Часть II. Скорости образования и роста наночастиц........... 730 АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Коняев П.А., Ботыгина Н.Н., Антошкин Л.В., Емалеев О.Н., Лукин В.П. Об измерении структурной характеристики показателя преломления атмосферы пассивными оптическими методами ..................... 738 Смалихо È.Í., Банах Â.À., Holzäpfel F., Rahm S. Оценивание параметров самолетных вихрей из массива радиальных скоростей, измеренных когерентным доплеровским лидаром .................................. 742 Шерстобитов М.В., Цвык Р.Ш., Лобода Е.Л. Анализ последовательности термограмм при определении частоты вращения факела ............................................................................... 751 Петров Д.В., Матросов И.И., Сединкин Д.О., Тихомиров А.А. Эффективный спектральный прибор для спектроскопии комбинационного рассеяния света ..................................................... 756  Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск «Îïòèêà атмосферы и îêåàíà», 2015
Стр.2
CONTENTS Vol. 28, No. 8 (319), p. 673–760 Spectroscopy of ambient medium Dudaryonok À.S., Lavrentieva N.N., Ma Q. Averaged energy difference method of calculation of asymmetric top line broadening .................................................................................... 675 Optics of clusters, aerosols, and hydrosoles Luzhetskaya A.P., Poddubnyi V.A., Tsipushtanova T.V. Semi empirical statistical models of the influence of atmospheric aerosol on perturbation of fluxes of short-wave solar radiation from data of photometrical measurements 682 Sakerin S.M., Kabanov D.M. Finely and coarsely dispersed components of atmospheric aerosol optical depth in maritime and polar regions...................................................................... 690 Shchelkanov N.N. Comparison of one-parametrical and two-parametrical models of aerosol extinction for experimental data of an arid zone of Kazakhstan.................................................................. 698 Remote sensing of atmosphere, hydrosphere, and underlying surface Ionov D.V., Timofeyev Yu.M., Poberovskii A.V. Spectroscopic measurements of O3 and NO2 atmospheric content: Improvements to ground-based method and comparison with the data of satellite observations ................... 704 Atmospheric radiation, optical weather, and climate Tartakovsky V.A., Krutikov V.A., Volkov Yu.V., Cheredko N.N. Climate classification by analysis îf the phases of temperature series............................................................................. 711 Mikhalev À.V., Podlesny C.V., Kostyleva N.V., Komarova E.S. Optical characteristics of the night sky over Eastern Siberia after the Chelyabinsk meteorite fall. II. Airglow ................................................. 718 Selegei T.S., Filonenko N.N., Lenkovskaya T.N. On the method of determining meteorological air pollution potential 725 Arshinov M.Yu., Belan B.D., Davydov D.K., Kozlov A.V., Kozlov A.S., Arshinova V.G. Nucleation bursts in the atmosphere over boreal zone in West Siberia. Part II. Formation and growth rates of nanoparticles ............... 730 Optical instrumentation Konyaev P.A., Botygina N.N., Antoshkin L.V., Emaleev O.N., Lukin V.P. Àbîut measurement of the structure characteristic of atmospheric refractive index by passive optical methods .................................... 738 Smalikho I.N., Banakh V.A., Holzäpfel F., Rahm S. Estimation of aircraft wake vortex parameters from array of radial velocities measured by a coherent Doppler lidar ................................................ 742 Sherstobitov M.V., Tsvyk R.Sh., Loboda E.L. Processing sequence of thermograms in determining rotation frequency of the torch.................................................................................... 751 Petrov D.V., Matrosov I.I., Sedinkin D.O., Tikhomirov A.A. Effective spectral device for Raman spectroscopy ..... 756 August, 2015  V.E. Zuev Institute of Atmospheric Optics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences Optika Atmosfery i Okeana, 2015
Стр.3
«Îïòèêà атмосферы и îêåàíà», 28, ¹ 8 (2015) DOI: 10.15372/AOO20150801 СПЕКТРОСКОПИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ УДК 539.194, 539.196.3 Метод средних частот для расчета полуширин линий молекул типа асимметричного волчка À.Ñ. Äóäàð¸íîê1, Í.Í. Ëàâðåíòüåâà1, Q. Ìà2* 1 Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН 634055, ã. Òîìñê, ïë. Академика Çóåâà, 1, Россия 2 Институт космических исследований Годдарда, Кафедра прикладной физики, Колумбийский университет 10025, ã. Íüþ-Éîðê, Áðîäâåé, 2880, США Поступила в редакцию 19.02.2014 ã. Представлен новый метод оценки коэффициентов уширения колебательно-вращательных линий молекул типа асимметричного волчка. Метод позволяет получить значения полуширин линий на основе небольшого количества эмпирических данных, не прибегая к сложным вычислениям. На основе анализа экспериментальных данных получена зависимость средних частот от колебательных квантовых чисел. Подход протестирован на примере расчета полуширин линий молекул типа асимметричного волчка Н2 О и HDO. Проведено сравнение рассчитанных параметров контура линий с экспериментальными данными в различных полосах поглощения. Ключевые слова: метод средних частот, столкновительный переход, коэффициент уширения линии; the averaged energy difference method, collisional transition, line broadening coefficient. Введение В настоящее время для вычислений ударных параметров контура колебательно-вращательных линий используются несколько методов, к числу которых относятся различные модификации метода Робера–Бонами (РБ) [1, 2] и некоторые полуэмпирические (ÏÝ) методы [3, 4]. Полученные по наиболее часто применяемому формализму Робера–Бонами расчетные значения демонстрируют хорошее согласие с экспериментальными данными [5]. Теория РБ не содержит процедуры прерывания, характерной для многих методик, она включает действующее на близких расстояниях атом-атомное взаимодействие и более реалистично описывает межмолекулярную динамику, так как учитывает искривление траекторий. Именно с этим связаны значительные затраты времени при вычислениях по методу Робера–Бонами. Кроме òîãî, Ìà, Òipping и Boulet [2] указали на ошибки, допущенные в формализме Робера–Бонами при получении основных соотношений для полуширины и сдвига линии, обусловленные использованием теоремы о связанных диаграммах. Однако устранение указанных ошибок не привело к улучшению сходимости расчетных и экспериментальных значений параметров по сравнению с методом РБ. ______________ * Анна Сергеевна Äóäàð¸íîê (osip0802@sibmail.com); Нина Николаевна Лаврентьева (lnn@iao.ru); Qiancheng Ма (qma@giss.nasa.gov).  Äóäàð¸íîê À.Ñ., Лаврентьева Í.Í., Ма Q., 2015 В настоящей статье мы предлагаем новый метод расчета столкновительных полуширин линий молекул типа асимметричного волчка – метод средних частот – и рассматриваем его апробацию на примере вычисления коэффициентов уширения линий молекул данного типа в случае столкновений: H2O–N2, HDO–âîçäóõ. 1. Основные соотношения метода Предлагаемый метод основан на оценке вкладов столкновительных переходов в полуширину спектральной линии. Идея заключается в том, что из всей расчетной схемы выделяется совокупность величин, которые отражают влияние буферной частицы на внутреннее состояние поглощающей молекулы и из них компонуется параметр, который в дальнейшем будем называть средней частотой столкновительных переходов. Под столкновительными переходами понимаем все возможные переходы с определенного энергетического уровня, обусловленные столкновениями. Полуширина линии (соответствующей переходу i → f) в полуклассической ударной теории при условии прямолинейного приближения траектории относительного движения сталкивающихся молекул имеет следующий вид [6]:   () ( ) Re ( ), i dvvf v dbb S b if n2 c 2 i 2 00 675  (1)
Стр.4
где n2 – число молекул буферного газа в единице îáúåìà; с – скорость ñâåòà; (i2) – заселенность уровня i2 уширяющей молекулы; v – относительная скорость сталкивающихся молекул; f (v) – функция распределения Максвелла; b – прицельный параметр; S(b) – функция эффективности. Функция S(b) может быть представлена в виде ряда теории возмущения по межмолекулярному потенциалу. Член первого порядка является мнимым и не дает вклада в уширение линий. Член второго порядка S2(b) состоит из трех слагаемых: Re 2 ( ) middle По сравнению с Re () Sb вклад от Sb в 2Re ( )Sb незначителен. Входящая  222 2  12 outer i  outer 2f ll 12 ll 12 i2   if Dii l k () ( ii i i ll 12 Dii l 1 щающей молекулы, относящиеся к каналам рассеяния i → i и f → f ;  – постоянная Ïëàíêà; 12 (), Dff l() – силы переходов ïîãëîall – 2 1 Re 12 (0) 1;  ll 12 а () 1 all ll k ii i i  t dt dt e qq 12–– 22   ik ii i i 22 (– ) 2 tt v   C t C t cb qq qq ll 12 жду молекулами, взаимной ориентации и, следовательно, от времени. Функция 12 резонансной функцией, ее действительная часть соответствует полуширине, а мнимая – сдвигу линий. Параметр 12() ii i i 22 переходов и определяется следующей формулой: 22 kii 22i i k     v ii i i  2 (). cb ii i i2 2  Тогда выражение в фигурных скобках из (3) запишется как ll k  22      if Dii l f ii) 22 11 ( ) ( ff  f    ) . () ( D ff l    зависит от частот столкновительных (5) Для расчета полуширины линии берется действительная часть резонансной функции:  f ().ii Re 12 ( )ii i i (6) б В него входят частоты переходов ii, ff для каналов рассеяния i → i, f → f , матричные элементы дипольного (l1 = 1), квадрупольного (l1 = 2) ìîìåí676 Рис. 1. Схема вращательных уровней поглощающей молекулы воды для случаев малых (а) и больших (б) значений вращательного квантового числа J Äóäàð¸íîê À.Ñ., Лаврентьева Í.Í., Ма Q. межмолекулярного потенциала по сферическим компонентам 2l-польных моментов молекул; 11 22 ll гдеCt – коэффициенты разложения оператора   ll qq () 12 12 ql ql 12 0, 1, ..., ;   Ct зависят от расстояния ìåll k  называется qq () 0, 1, ..., , ll 12 1 2 12() ( ), (4) 12 2  числовые коэффициенты, которые выбираются так, чтобы  22 22 11 D ff l k  ( )12 ( 2 2  ()2 () ll 2   ) (3)     Здесь 2  l l ff i i ) .  S b Sb Sb S b( ). () 22 2 outer ( ) 2f outer i ()  в (2) сумма 2 виде: outer S i и 2 2i outer S f outer ()  Sb f 2 записывается в следующем SS a D i i l vb  middle outer (2) тов столкновительных переходов 2 Dii l(), D () 1 2 ff l 1 и резонансные функции f(ii), f(ff). Произведение под знаком суммы в выражении (6) определяет вклад канала рассеяния i → i или f → f  в величину полуширины линии. На рис. 1 приведена схема вращательных уровней энергии молекулы воды. Стрелками отмечены столкновительные переходы с начального i и конечного f уровней на уровни i, f, соответствующие дипольным правилам отбора. Толщина столбиков пропорциональна величине вкладов каналов рассеяния в полуширину линии. Заштрихованные столбики относятся к переходам на вышерасположенные (относительно i и f) уровни энергии, темные – на нижерасположенные уровни.
Стр.5