bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
ESTIMATION OF THE ENERGY AND TIME PARAMETERS OF LASER RADIATION FOR THE EFFECTIVE EXCITATION OF PHOSPHORUS OXIDE INTO THE ELECTRONIC STATE B2Σ+
Authors: Бобровников С.М. , Горлов Е.В. , Жарков В.И. , Мурашко С.Н.
Published: December 2024

Представлена математическая модель процесса лазерного возбуждения молекулы оксида фосфора (PO) в электронное состояние B 2Σ + с последующей его релаксацией в условиях реальной атмосферы. На основе модели получены зависимости интенсивности β-системы полос флуоресценции молекул PO от энергетических и временных параметров возбуждающего лазерного излучения. Показано, что с уменьшением плотности энергии возбуждающего излучения происходит уменьшение оптимальной длительности импульсов.

A mathematical model of the process of laser excitation of a phosphorus oxide (PO) molecule into the electronic state B2Σ+ with its subsequent relaxation in a real atmosphere is presented. Based on the model, the dependences of the intensity of the β-system of fluorescence bands of PO molecules on the energy and time parameters of exciting laser radiation are obtained. It is shown that with a decrease in the energy density of the exciting radiation, the optimal pulse duration decreases.
A MODIFIED MODEL OF THE ATMOSPHERIC TURBULENCE PROFILE FOR THE BAIKAL ASTROPHYSICAL OBSERVATORY
Authors: Больбасова Л.А. , Лукин В.П.
Published: December 2024

Байкальская астрофизическая обсерватория Института солнечно-земной физики СО РАН расположена на берегу озера Байкал. Главным инструментом обсерватории является Большой Солнечный Вакуумный Телескоп (БСВТ) с диаметром главного зеркала 1 метр. В докладе предлагается модификация модели высотного профиля структурной постоянной показателя преломления, для Байкальской Астрофизической обсерватории, в связи с задачей разработки адаптивной оптической системы для телескопа БСВТ.

The Baikal Astrophysical Observatory of the Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS is located on the shore of Lake Baikal. The main instrument of the observatory is a Large Solar Vacuum Telescope (LSVT) with a diameter of 1 meter main mirror. The report proposes a modification of the model of the high-altitude profile of the structural constant of the refractive index, for the Baikal Astrophysical Observatory, in connection with the task of developing an adaptive optical system for the LSVT telescope.
THEORETICAL ASPECTS OF SINGLE-SHOT ALBEDO RESTORATION SCATTERING BY LIDAR MEASUREMENTS
Authors: Самойлова С.В. , Балин Ю.С.
Published: December 2024

Исследуется методика раздельного по фракциям определения микрофизических характеристик, комплексного показателя преломления m = mreal + i*mimage и бимодальной функции распределения сферических частиц по размерам U(r), по данным лазерного зондирования на длинах волн 355-1064 нм. Основное внимание уделяется оценке альбедо однократного рассеяния ω(λi) для слабо поглощающих частиц при справедливости m fine ≠ m coarse. Тестирование алгоритмов проводится для фиксированного значения m fine = 1.50+i*0.01 и варьирующегося m coarse. Результат основывается на 462 эмпирических моделях U true (r) с произвольным вкладом фракций в суммарную объемную концентрацию частиц, сайт aeronet.gsfc.nasa.gov.

The technique of fractional determination of microphysical characteristics, the complex refractive index m = mreal + i*mimage and the bimodal distribution function of spherical particles in size U(r), according to laser sensing data at wavelengths of 355-1064 nm, is investigated. The main attention is paid to the estimation of the single scattering albedo ω(λi) for weakly absorbing particles at m fine ≠ m coarse. The algorithms are tested for a fixed value of m fine = 1.50+i*0.01 and a varying m coarse. The result is based on 462 empirical models of U true(r) with an arbitrary contribution of fractions to the total volume concentration of particles, the site aeronet.gsfc.nasa.gov.
APPROBATION OF METHODS AND EQUIPMENT FOR THE STUDY OF PARAMETERS CONDENSATION ACTIVITY AND VOLATILITY OF A SUBSTANCE IN AN AEROSOL
Authors: Полькин В.В. , Шмаргунов В.П. , Панченко М.В.
Published: December 2024

В большой аэрозольной камере (БАК) ИОА СО РАН на наиболее контрастных по свойствам средах (распыление раствора морской соли и дым горения,) была проведена апробация новой аппаратуры по измерению параметров конденсационной активности и летучести вещества в аэрозоле. Методика представляла собой искусственное ступенчатое нагревание анализируемой среды от 25 до 250ºС (25, 100, 150, 200, 250ºС) и регистрации счетной концентрации частиц на каждой температурной ступени при искусственно созданной относительной влажности 40 и 80%. Счетная концентрация регистрировалась с помощью малогабаритных счетчиков частиц OPC-N3 в 14-ти диапазонах размеров от 0.3 до 10 мкм.

In a large aerosol chamber (TANK) The IOA SB RAS tested new equipment for measuring the parameters of condensation activity and volatility of a substance in an aerosol on the most contrasting media (spraying of a solution of sea salt and gorenje smoke). The technique consisted of artificial stepwise heating of the analyzed medium from 25 to 250 ° C (25, 100, 150, 200, 250 ° C) and recording the calculated particle concentration at each temperature stage at artificially created relative humidity of 40 and 80%. The calculated concentration was recorded using small OPC-N3 particle counters in 14 size ranges from 0.3 to 10 microns.

condensation activity, volatility of a substance, aerosol, number concentration
STATISTICAL GENERALIZATION OF THE IONIC AND ELEMENTAL COMPOSITION OF AEROSOL IN THE EURASIAN SECTOR OF THE ARCTIC OCEAN
Authors: Полькин В.В. , Голобокова Л.П. , Онищук Н.А. , Сакерин С.М. , Шевченко В.П. , Шиховцев М.Ю.
Published: December 2024

На основе данных 14-и экспедиций, обобщаются результаты измерений ионного и элементного состава аэрозоля в приводном слое атмосферы Евразийского сектора Северного Ледовитого океана (от Гренландского моря до Чукотского моря). Приводятся статистические характеристики концентраций ионов, микроэлементов, а также коэффициентов их обогащения для отдельных арктических морей. Полученные характеристики сравниваются с данными многолетних измерений в субарктическом Белом море.

Based on the data of 14 expeditions, the results of measurements of the ionic and elemental composition of aerosol in the driving layer of the atmosphere of the Eurasian sector of the Arctic Ocean (from the Greenland Sea to the Chukchi Sea) are summarized. Statistical characteristics of the concentrations of ions, trace elements, as well as their enrichment coefficients for individual Arctic seas are given. The obtained characteristics are compared with the data of long-term measurements in the Subarctic White Sea.
DETERMINATION OF THE INTENSITY OF TURBULENT TEMPERATURE FLUCTUATIONS IN THE ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER
Authors: Банах В.А. , Смалихо И.Н.
Published: December 2024

Предложен метод определения интенсивности турбулентных флуктуаций температуры и представлены результаты восстановления параметров температурной турбулентности в пограничном слое атмосферы из данных одновременных измерений скорости ветра доплеровским когерентным лидаром и температуры микроволновым радиометром.

A method for determining the intensity of turbulent temperature fluctuations is proposed and the results of reconstructing the parameters of temperature turbulence in the atmospheric boundary layer from data from simultaneous measurements of wind speed by a Doppler coherent lidar and temperature by a microwave radiometer are presented.
TESTING OF THE LRV-2 WIND PULSE COHERENT DOPPLER LIDAR WITH LONG AND SHORT PROBING PULSES
Authors: Банах В.А. , Разенков И.А. , Смалихо И.Н. , Шерстобитов А.М.
Published: December 2024

В Лаборатории распространения волн создана вторая версия макета импульсного когерентного доплеровского лидара, ЛРВ-2. Текущая версия имеет высокую энергию зондирующих импульсов (до 100 мкДж), широкую выходную апертуру (9 см) и обладает возможностью программной регулировки фокусного расстояния. В работе представлены результаты, полученные при зондировании лидаром в двух режимах – с минимально коротким и максимально длинным зондирующими импульсами. В режиме с коротким импульсом частота посылки зондирующих импульсов составляет 20 кГц, при его длительности 300 нс. В режиме с длинным импульсом –10кГц и 1000 нс.

The second version of the pulsed coherent Doppler lidar layout, LRV-2, has been created in the Wave Propagation Laboratory. The current version has a high energy of probing pulses (up to 100 µJ), a wide output aperture (9 cm) and has the ability to programmatically adjust the focal length. The paper presents the results obtained during lidar probing in two modes – with the shortest and longest probing pulses. In the short pulse mode, the frequency of sending probing pulses is 20 kHz, with a duration of 300 ns. In the long pulse mode – 10kHz and 1000 ns.
INVESTIGATION OF FLUCTUATIONS IN THE INTENSITY OF A LASER BEAM CROSSING SMALL-SCALE MODELS OF A FIRE TORNADO
Authors: Шерстобитов М.В. , Цвык Р.Ш. , Шерстобитов А.М.
Published: December 2024

В работе было проведено физическое моделирование огненного смерча лабораторного масштаба с помощью вращающихся цилиндрических металлических сеток. Упомянутые сетки создавали тангенциальную закрутку вокруг вертикальной оси пламени. Анализировались флуктуации интенсивности лазерного пучка, пересекавшего такое пламя. Кроме того, анализировались полученные ранее аналогичные флуктуации лазерного пучка, но для модели, использующей воздействие соосного вертикального воздушного потока с винтообразной (тангенциальной + осевой) закруткой. Для анализа спектральных функций была ранее выбрана аппроксимирующая функция, состоящая частоте из 5 линейных (в логарифмической масштабе) интервалов. В настоящей работе, для каждой физической модели были установлены частотные границы упомянутых интервалов аппроксимирующей функции. Для тангенциальной закрутки был также установлен размер сетки, при котором модельный огненный смерч уже не возникает, по-видимому, вследствие паразитных завихрений воздуха.

In the work, a physical simulation of a laboratory-scale fire tornado was carried out using rotating cylindrical metal grids. The mentioned grids created a tangential twist around the vertical axis of the flame. Fluctuations in the intensity of a laser beam crossing such a flame were analyzed. In addition, the previously obtained similar fluctuations of the laser beam were analyzed, but for a model using the effect of a coaxial vertical airflow with a helical (tangential + axial) twist. For the analysis of spectral functions, an approximating function was previously selected, consisting of a frequency of 5 linear (on a logarithmic scale) intervals. In this paper, frequency boundaries of the mentioned intervals of the approximating function were established for each physical model. For tangential twisting, the grid size was also set, at which the model fire tornado no longer occurs, apparently due to parasitic air vortices.
STUDY OF WAVE FRONT DISTORTIONS OF A BEAM ALONG EXTENDED HIGH-ALTITUDE ATMOSPHERIC PATHS IN THE PRESENCE OF A HIGH-SPEED TURBULENT SECTION WITH A NON-KOLMOGOROV SPECTRUM OF REFRACTIVE INDEX FLUCTUATIONS
Authors: Маракасов Д.А. , Сухарев А.А.
Published: December 2024

В работе показано влияние отклонений от модели Колмогорова-Обухова в спектрах флуктуаций показателя преломления в сверхзвуковом воздушном потоке на распространяющееся через него оптическое излучение при его дальнейшем распространении на протяженных высотных атмосферных трассах. Показано, что чем больше скорость набегающего потока, тем больший вклад вносит в СКО интенсивности высокоскоростной турбулентный участок. Турбулентность атмосферы приводит к увеличению флуктуаций интенсивности в пучке. Радиус когерентности на начальном участке быстро падает, в дальнейшем его значения выходят на примерно постоянный уровень или возрастают.

This work demonstrates the influence of deviations from the Kolmogorov-Obukhov model in the spectra of refractive index fluctuations in a supersonic air flow on the optical radiation propagating through it during further propagation along extended high-altitude atmospheric paths. It is shown that the higher the speed of the incoming flow, the greater the contribution of the high-speed turbulent section to the fluctuations in intensity. Atmospheric turbulence leads to an increase in intensity fluctuations in the beam. The coherence radius quickly decreases in the initial section; subsequently, its values stabilize at a roughly constant level or increase.
THE RATIO OF CONCENTRATIONS OF CARBON DIOXIDE, AMMONIA, ETHYLENE AND ACETONE IN EXHALED AIR SAMPLES OF HEALTHY INDIVIDUALS AND PATIENTS WITH VARIOUS DISEASES
Authors: Агеев Б.Г. , Никифорова О.Ю.
Published: December 2024

В работе представлены результаты сравнения концентраций углекислого газа, аммиака, этилена и ацетона в выдыхаемом воздухе здоровых лиц контрольной группы и пациентов с различными заболеваниями, определенных из спектров поглощения, зарегистрированных с помощью внутрирезонаторного оптико-акустического газоанализатора.

The paper presents the results of comparing the concentrations of carbon dioxide, ammonia, ethylene and acetone in the exhaled air of healthy individuals in the control group and patients with various diseases, determined from the absorption spectra recorded using intracavity optics.acoustic gas analyzer.
COMPARISON OF GROUND-BASED AND SATELLITE MEASUREMENTS OF TOTAL CO2 CONTENT IN PETERGOV
Authors: Никитенко А.А. , Тимофеев Ю.М. , Неробелов Г.М. , Виролайнен Я.А. , Рублев А.Н. , Киселева Ю.В. , Успенский А.Б. , Голомолзин В.В. , Козлов Д.А.
Published: December 2024

Важной задачей в исследованиях современных изменениях климата Земли и факторов их определяющих, является регулярный мониторинг антропогенных эмиссий СО2. В настоящей работе проводится анализ сопоставления данных спутниковых измерений ХСО2 с помощью инфракрасного Фурье-спектрометра ИКФС-2, установленного на российском метеорологическом спутнике «Метеор-М» №2 и измеряющего уходящее тепловое ИК-излучение, и данных наземных измерений XCO2, полученных из спектров солнечного излучения в БИК диапазоне, осуществленных в Петергофе (СПбГУ) в период 2019-2022 гг. Фурье-спектрометром Bruker IFS 125НR высокого спектрального разрешения. Различия между величинами ХСО2, полученными по спутниковым и наземным данным, находятся в пределах ~ 1%.

An important task in the research of modern changes in the Earth's climate and the factors determining them is the regular monitoring of anthropogenic CO2 emissions. This paper analyzes the comparison of data from satellite measurements of XCO2 using the infrared Fourier spectrometer IKFS-2 installed on the Russian meteorological satellite Meteor-M No. 2 and measuring outgoing thermal IR radiation, and data from ground-based measurements of XCO2 obtained from solar radiation spectra in the BIC range carried out in Peterhof (St. Petersburg State University) in the period 2019-2022 . The Bruker IFS 125HR Fourier spectrometer of high spectral resolution. The differences between the values of XCO2 obtained from satellite and ground data are in the range of ~ 1%.
SEASONAL FEATURES AND COMMON TRENDS IN THE VARIABILITY OF ELEMENTAL COMPOSITION OF SURFACE AEROSOL IN MOSCOW AND THE SUBURBS
Authors: Виноградова А.А. , Антонова В.А. , Губанова Д.П. , Таловская А.В.
Published: December 2024

Обсуждаются результаты анализа и сравнения элементного состава аэрозоля в приземном слое атмосферы в Москве и вблизи г. Звенигорода (Московская обл.) зимой и летом 2021 года. Изучалась массовая концентрация 33 элементов терригенного и нетерригенного происхождения глобального и локального распространения, а также распределение элементов по размерам аэрозольных частиц. Выявлен ряд качественных и количественных различий состава аэрозоля в городе и пригороде в контрастные сезоны зимой и летом. Применялись различные методы статистического анализа при сопоставлении с метеорологическими параметрами. Оценены величины скорости изменения концентрации элементов при возрастании относительной влажности/давления в приземном воздухе в условиях города и сельской местности.

The results of the analysis and comparison of the elemental composition of aerosols in the surface layer of the atmosphere in Moscow and near the city of Zvenigorod (Moscow region) in winter and summer of 2021 are discussed. The mass concentration of 33 elements of terrigenous and non-terringeneous origin with global and local distribution was studied, as well as the distribution of elements by the size of aerosol particles. A number of qualitative and quantitative differences in the composition of aerosols in the city and suburbs during the contrasting seasons of winter and summer were identified. Various statistical analysis methods were applied in comparison with meteorological parameters. The rates of change in elemental concentrations with increasing relative humidity/pressure in surface air conditions in urban and rural areas were estimated.
GENERATION OF TERAHERTZ RADIATION DURING FILAMENTATION OF A FEMTOSECOND LASER PULSE
Authors: Бабушкин П.А. , Гейнц Ю.Э. , Землянов А.А. , Кабанов А.М. , Лисенко А.А. , Ошлаков В.К. , Петров А.В. , Хорошаева Е.Е.
Published: December 2024

Генерация электромагнитных волн в терагерцовом диапазоне представляет интерес в силу востребованности данного диапазона для решения многих прикладных задач. Плазма филамента, возникающего при самофокусировке лазерных импульсов фемтосекундной длительности, является источником ТГц излучения. В настоящей работе представлены результаты исследования ТГц излучения филаментом в условиях его распространения через слой с неоднородным показателем преломления. Показано, что сформированный в оптическом канале турбулентный слой повышает эффективность генерации ТГц излучения в 1,4 раза за счет случайного возмущения энергетического профиля пучка и формирования множественной филаментации.

The generation of electromagnetic waves in the terahertz range is of interest due to the demand for this range in solving various applied problems. The filament plasma generated during the self-focusing of femtosecond laser pulses serves as a source of THz radiation. This work presents the results of the study of THz radiation from the filament while propagating through a layer with an inhomogeneous refractive index. It is shown that the turbulent layer formed within the optical channel increases the efficiency of THz radiation generation by 1.4 times due to random perturbation of the beam’s energy profile and the formation of multiple filamentation.
KINETICS OF HEAT RELEASE DURING ABSORPTION OF A LASER PULSE BY A MIXTURE OF TWO MOLECULAR GASES WITH VERY DIFFERENT OSCILLATORY-TRANSLATIONAL RELAXATION TIMES
Authors: Никифорова О.Ю. , Пономарев Ю.Н.
Published: December 2024

Рассмотрена кинетика тепловыделения в оптико-акустической ячейке при поглощении лазерного импульса в смеси двух молекулярных газов с двумя независимыми каналами колебательно-поступательной релаксации с сильно различающимися временами. Представлен пример расчетов тепловыделения для смеси Н2О и СО2 при поглощении короткого импульса излучения СО2-лазера.

The kinetics of heat release in an optoacoustic cell during the absorption of a laser pulse in a mixture of two molecular gases with two independent channels of vibrational-translational relaxation with very different times is considered. An example of calculations of heat release for a mixture of H2O and CO2 during absorption of a short pulse of CO2 laser radiation is presented.
THE ERROR IN DETERMINING THE OZONE CONTENT IN THE ATMOSPHERE FROM THE OUTGOING RADIATION OF THE EARTH
Authors: Шишигин С.А.
Published: December 2024

В докладе приводится анализ погрешности определения содержания озона в атмосфере по уходящему излучению Земли в спектральных участках 1002-1003 cм -1 и 1020-1021см-1 . В данных участках коэффициент поглощения озона имеет противоположную зависимость при изменения температуры газа. Относительная погрешность определения озона в модельных расчётах не превышает 0,5% при изменении соотношения мощностей уходящего излучения в спектральных участках, соответствующих изменению содержания озона в атмосфере до 5%.

The report provides an analysis of the error in determining the ozone content in the atmosphere from the outgoing radiation of the Earth in the spectral regions 1002-1003 cm -1 and 1020-1021 cm -1. In these areas, the ozone absorption coefficient has the opposite dependence when the gas temperature changes. The relative error in determining ozone in model calculations does not exceed 0.5% when the ratio of outgoing radiation power in spectral regions corresponding to a change in the ozone content in the atmosphere is up to 5%.
THE USE OF MULTISPECTRAL IMAGING TO DETERMINE THE SPATIAL DISTRIBUTION OF CHLOROPHYLL CONCENTRATION IN PLANT LEAVES IN THE FIELD
Authors: Золотухина А.А. , Мачихин А.С. , Нестеров Г.В. , Гурылева А.В. , Фомин Д.С. , Фомин Д.С. , Полякова С.С.
Published: December 2024

Содержание хлорофилла в листьях растений является информативным параметром при решении различных задач диагностики растительных биосистем. Бесконтактно и наиболее производительно определить пространственное распределение пигмента позволяет видеоспектрометрия, основанная на регистрации и совместной обработке спектральных изображений. В данной работе в полевых условиях проведена экспериментальная апробация мультиспектральной камеры. Разработан алгоритм коррекции пространственноспектральных данных с учетом характеристик приемника излучения и оптической системы, а также условий освещения. Показано, что выбор наиболее эффективного вегетационного индекса позволяет определить эмпирическую модель оценки пространственного распределения концентрации хлорофилла в посевах пшеницы и клевера с относительной ошибкой не более 20%.

The chlorophyll content in plant leaves is an informative parameter for solving various diagnostic problems of plant biosystems. Video spectrometry based on registration and joint processing of spectral images allows to determine the spatial distribution of pigment contactlessly and most productively. In this work, an experimental approbation of a multispectral camera was carried out in the field. An algorithm for correcting spatial spectral data has been developed, taking into account the characteristics of the radiation receiver and optical system, as well as lighting conditions. It is shown that the choice of the most effective vegetation index makes it possible to determine an empirical model for estimating the spatial distribution of chlorophyll concentration in wheat and clover crops with a relative error of no more than 20%.
THE RESULTS OF OBSERVATIONS OF THE FEATURES OF THE DAILY DYNAMICS OF THE SPATIAL STRUCTURE OF ATMOSPHERIC AEROSOL IN THE MOUNTAIN BASIN OF LAKE BAIKAL
Authors: Балин Ю.С. , Клемашева М.Г. , Коханенко Г.П. , Насонов С.В. , Новоселов М.М. , Пеннер И.Э.
Published: December 2024

В работе приведены результаты лазерного зондирования атмосферы над акваторией озера Байкал, полученные в ходе регулярных летних экспедиций. Анализ накопленных с использованием лидаров серии «ЛОЗА» данных, совместно с информацией об изменении метеопараметров атмосферы во время экспериментов, позволил исследовать пространственно-временную изменчивость вертикальной структуры аэрозоля в различных атмосферных условиях.

The paper presents the results of laser sensing of the atmosphere over the water area of Lake Baikal, obtained during regular summer expeditions. The analysis of the data accumulated using lidars of the LOZA series, together with information on changes in atmospheric meteorological parameters during experiments, made it possible to study the spatiotemporal variability of the vertical structure of the aerosol in various atmospheric conditions.

laser sounding of the atmosphere, Lake Baikal water area, vertical structure of aerosol, spatiotemporal variability
OPTICAL TURBULENCE AT PIK TERSKOL OBSERVATORY AND MOUNTAIN KURAPDAG
Authors: Копылов Е.А. , Больбасова Л.А. , Шиховцев А.Ю. , Потанин С.А. , Сачков А.М.
Published: December 2024

Характеристики атмосферной турбулентности имеют важное значение для определения качества астрономического видения изображений и внедрения адаптивных систем. В работе исследуются вертикальные распределения оптической турбулентности в обсерватории Пик Терскол (43.27472 ° N 42.50083 ° E, 3127 м над у.м.) и горы Курапдаг (1.79609 ° N, 47.37428 ° E, 3553 м над у.м.) с использованием повторного реанализа Era-5, оптических сцинтилляционных измерений и данных ультразвуковой станции «Метео-2». Представлены результаты сезонных изменений параметров астроклимата для обсерватории Терскол. Показанные вертикальные профили Cn² (h), которые сопоставляются с распределением интенсивности турбулентности по вертикали, полученным из томографических измерений с помощью датчика Шака-Гартмана.

The characteristics of atmospheric turbulence are of great importance for determining the quality of astronomical image seeing and implementing adaptive systems. This work investigates the vertical distributions of optical turbulence at Pik Terskol Observatory (43.27472 ° N 42.50083 ° E, 3127 m above sea level) and Mount Kurapdag (1.79609 ° N, 47.37428 ° E, 3553 m above sea level) using the ERA-5 reanalysis, optical scintillation measurements, and data from the ultrasonic station “Meteo-2.” Results of seasonal variations in astroclimate parameters for Terskol Observatory are presented. The vertical profiles of Cn² (h) are shown, which are compared with the vertical distribution of turbulence intensity obtained from tomographic measurements using the Shack-Hartmann sensor.
MODIFICATION OF THE REGIONAL ALGORITHM FOR ESTIMATING CHLOROPHYLL CONCENTRATION IN THE KARA SEA
Authors: Салинг И.В. , Вазюля С.В. , Демидов А.Б. , Глуховец Д.И.
Published: December 2024

Данные измерений в 2016-2022 гг. позволили провести верификацию и модификацию регионального алгоритма оценки концентрации хлорофилла в Карском море по данным спутникового сканера цвета океана MODIS. Показано, что для летнего и осеннего сезона целесообразно использовать разные алгоритмы. Применение нового регионального алгоритма в летний сезон уменьшило среднюю относительную ошибку до 50%. Для получения оптимального алгоритма для осеннего сезона требуется увеличение массива данных измерений.

Measurement data from 2016 to 2022 allowed for the verification and modification of the regional algorithm for estimating chlorophyll concentration in the Kara Sea based on satellite ocean color scanner data from MODIS. It is shown that different algorithms should be used for the summer and autumn seasons. The application of the new regional algorithm during the summer season reduced the average relative error by up to 50%. To obtain an optimal algorithm for the autumn season, an increase in the measurement data array is required.
SYNOPTIC CONDITIONS FOR THE FORMATION OF EXTREME STORM SITUATIONS ON THE SOUTH COAST OF CRIMEA
Authors: Казаков С.И. , Метик-Диюнова В.В. , Майборода С.А. , Богуславский А.С.
Published: December 2024

По данным стандартных гидрометеорологических измерений, полученных в МГИ РАН, и данным реанализа ERA5 о скорости ветра и геопотенциале на уровне 500, проведен анализ синоптических условий образования штормовых ситуаций в районе Южного берега Крыма с 2017 по 2022 г. Рассмотрены следующие характеристики циркуляции атмосферы во время штормовых ситуаций: тип переноса воздушных масс (меридиональный или зональный), пространственное расположение барических ложбин и гребней, положение барических центров (циклоны или антициклоны). Выявлены два основных типа атмосферной циркуляции при формировании экстремальных штормовых ситуаций – меридиональная южная и меридиональная северная.

Based on standard hydrometeorological measurements obtained at the Marine Hydrophysical Institute of RAS and ERA5 reanalysis data on wind speed and geopotential at the 500 level, an analysis of the synoptic conditions for the formation of storm situations in the area of the southern coast of Crimea from 2017 to 2022 was conducted. The following characteristics of atmospheric circulation during storm situations were examined: type of air mass transfer (meridional or zonal), spatial arrangement of baric troughs and ridges, and the position of baric centers (cyclones or anticyclones). Two main types of atmospheric circulation in the formation of extreme storm situations have been identified – southern meridional and northern meridional.
FEATURES OF THE ATTENUATION COEFFICIENT PROFILES OF DIRECT LIGHT AT A WAVELENGTH OF 660 NM IN LAKE TELETSKOYE: EXPEDITION IN AUGUST 2023
Authors: Суслин В.В. , Кудинов О.Б. , Латушкин А.А. , Суторихин И.А. , Кириллов В.В. , Мартынов О.В.
Published: December 2024

Впервые получены профили мутности для Телецкого озера в летний период в условиях сформировавшегося термоклина. Определены пределы изменчивости этой оптической характеристики в слоях озера (верхний квазиоднородный слой, термоклин и ниже термоклина) для северного, центрального и южного районов озера. Отдельно изучены предустьевые участки.

For the first time, turbidity profiles for Lake Teletskoye have been obtained during the summer period under established thermocline conditions. The limits of variability of this optical characteristic in the lake layers (upper quasi-homogeneous layer, thermocline, and below the thermocline) have been determined for the northern, central, and southern areas of the lake. Estuarine areas were studied separately.
SPECTRA OF LIGHT ABSORPTION INDICATOR OF TYPICAL REPRESENTATIVES OF PHYTOPLANKTON OF THE BLACK SEA AND THEIR FEATURES: LABORATORY EXPERIMENT
Authors: Шоларь С.А. , Стельмах Л.В. , Суслин В.В. , Алатарцева О.С.
Published: December 2024

Получены спектры поглощения света альгологически чистых культур диатомовых водорослей Chaetoceros curvisetus и Skeletonema costatum, динофитовых Prorocentrum cordatum и Prorocentrum micans, кокколитофориды Chrysotila sp., цианобактерии Synechococcus sp. (штамм IBSS-35 и IBSS-36), акклимированных к различным световым условиям и концентрациям клеток, дано описание их особенностей.

The light absorption spectra of algologically pure cultures of diatoms Chaetoceros curvisetus and Skeletonema costatum, dinoflagellates Prorocentrum cordatum and Prorocentrum micans, coccolithophorid Chrysotila sp., cyanobacteria Synechococcus sp. (strains IBSS-35 and IBSS-36), acclimated to various light conditions and cell concentrations, were obtained, and their features were described.
ASSESSMENT OF GROUND CONCENTRATION OF DUST PARTICLES BASED ON CHANGES IN SEA BRIGHTNESS COEFFICIENT
Authors: Шибанов Е.Б. , Калинская Д.В.
Published: December 2024

В данной работе представлено несколько случаев пылевого переноса аэрозоля со стороны пустыни Сахара в регион Черного моря. С применением алгоритма дополнительной атмосферной коррекции показана возможность идентификации процесса осаждения пыли из атмосферы в море. На основе сопоставления данных натурных измерений (AERONET–OC) и спутниковых данных (MODIS) дана количественная оценка концентрации пылевых частиц у поверхности моря. В расчетах рассматривался квазистационарный процесс, когда основная масса пыли достигла поверхности и происходило ее осаждение с постоянной скоростью. Считалось, что скорость осаждения пыли в воде и в воздухе пропорциональна разнице плотностей песка и внешней среды и обратно пропорциональна динамической вязкости.

This work presents several cases of dust aerosol transport from the Sahara Desert to the Black Sea region. Using an additional atmospheric correction algorithm, the possibility of identifying the dust deposition process from the atmosphere to the sea is demonstrated. Based on the comparison of field measurement data (AERONET–OC) and satellite data (MODIS), a quantitative assessment of dust particle concentration at the sea surface is provided. The calculations considered a quasi-stationary process when the main mass of dust reached the surface and its deposition occurred at a constant speed. It was assumed that the dust settling rate in water and air is proportional to the difference in densities between sand and the external environment and inversely proportional to dynamic viscosity.
MODELING STUDY OF THE INFLUENCE OF SMOKE FROM SIBERIAN FIRES ON PRECIPITATION INTENSITY IN THE LANDSCAPES OF SIBERIA AND EASTERN ARCTIC
Authors: Коновалов И.Б. , Головушкин Н.А.
Published: December 2024

При использовании химико-транспортной модели CHIMERE и метеорологической модели WRF выполнены численные эксперименты с целью изучения влияния сибирского дымового аэрозоля (СДА) на интенсивность осадков в сибирских тайге и тундре. Результаты экспериментов показывают, что аэрозольно-радиационное взаимодействие (АРВ) систематически приводит к сильному (на десятки процентов) уменьшению интенсивности осадков в оптически плотных сибирских дымах. Аэрозольно-облачное взаимодействие (АОВ) также вызывает значительные изменения пространственно-временной структуры интенсивности осадков, но выраженного систематического характера эти изменения не имеют. Изменения интенсивности осадков вследствие АРВ и АОВ аддитивными не являются. Полученные результаты способствуют лучшему пониманию роли СДА в погодных явлениях и климатических процессах.

Using the chemical-transport model CHIMERE and the meteorological model WRF, numerical experiments were conducted to study the impact of Siberian smoke aerosol (SSA) on precipitation intensity in the Siberian taiga and tundra. The experimental results show that aerosol-radiation interaction (ARI) consistently leads to a strong (by tens of percent) reduction in precipitation intensity in optically dense Siberian smoke. Aerosol-cloud interaction (ACI) also induces significant changes in the spatial-temporal structure of precipitation intensity, but these changes do not exhibit a pronounced systematic character. The changes in precipitation intensity due to ARI and ACI are not additive. The obtained results contribute to a better understanding of the role of SSA in weather events and climate processes.
DIURNAL VARIATION OF VERTICAL GRADIENTS OF WIND SPEED AND DIRECTION BASED ON MINISODAR DATA
Authors: Шаманаева Л.Г. , Потекаев А.И. , Черепанов О.С. , Симахин В.А.
Published: December 2024

На основе дистанционных измерений вертикальных профилей трех компонент скорости ветра минисодаром AV4000 в нижнем слое атмосферы на высотах 5–200 м, проанализирован суточный ход вертикальных градиентов скорости и направления ветра c 10-минутным усреднением по времени и пространственным разрешением Δz = 5 м. В высотной зависимости Δα можно выделить 4 слоя: приземный слой от 5 до 20–25 м, поверхностный слой практически с нулевым градиентом Δα, слой на высотах 100–150 м и переходный слой для больших высот.

Based on remote measurements of vertical profiles of the three components of wind speed by the AV4000 minisodar in the lower atmosphere at heights of 5–200 m, the diurnal variation of vertical gradients of wind speed and direction was analyzed with 10-minute time averaging and a spatial resolution of Δz = 5 m. In the height dependence of Δα, four layers can be distinguished: the surface layer from 5 to 20–25 m, the near-surface layer with virtually zero gradient Δα, the layer at heights of 100–150 m, and the transitional layer for greater heights.
CLIMATE ENGINEERING AS AN OPTIMIZATION PROBLEM: OPPORTUNITIES OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE FOR ITS SOLUTION
Authors: Солдатенко С.А.
Published: December 2024

В рамках теории оптимального управления рассмотрена проблема стабилизации климата Земли посредством введения в стратосферу сульфатных аэрозолей. Для решения задачи используется принцип максимума Понтрягина. Нейросетевые технологии позволяют получить решение оптимизационной задачи, напоминающее оптимальное управление, не решая при этом задачу классическими методами.

Within the theory of optimal control, the problem of stabilizing the Earth's climate through the introduction of sulfate aerosols into the stratosphere is considered. The Pontryagin's maximum principle is used to solve the problem. Neural network technologies allow obtaining a solution to the optimization problem resembling optimal control without solving the problem using classical methods.
CONVECTION STRUCTURES IN THE SURFACE AIR LAYER
Authors: Малиновская Е.А. , Чхетиани О.Г. , Азизян Г.В. , Хапаев А.А.
Published: December 2024

Исследуются температурные пульсации воздуха в конвективных условиях на опустыненной территории на 6 уровнях (3, 6, 12, 25, 50 и 100 см) по данным измерений 2010 (умеренные скорости ветра 2-5 м/с) и 2011 (ветер ~8-9 м/с) годов. В сходной по всей высоте структуре для пульсационных составляющих отмечаются особые уровни со малыми изменениями, что связывается с прохождением локализованных структур. Это отражается в изменении наклонов для спектральных функций (-5/3 прислабых пульсациях и сильном ветре, -1 и – 5/3 при меньших скоростях). Как правило выделяются три наклона с вариациями степеней -2/3, -1÷-1.2, -5/3. Вертикальный профиль запаздывания сигналов на разных высотах близок к логарифмическому.

This study investigates air temperature pulsations under convective conditions in a desertified area at 6 levels (3, 6, 12, 25, 50, and 100 cm) based on measurements from the years 2010 (moderate wind speeds of 2-5 m/s) and 2011 (wind ~8-9 m/s). In a similar structure for pulsation components throughout the height, special levels with minor changes are noted, which are associated with the passage of localized structures. This is reflected in the change of slopes for spectral functions (-5/3 for weak pulsations and strong wind, -1 and –5/3 for lower speeds). Typically, three slopes are distinguished with variations of -2/3, -1÷-1.2, -5/3. The vertical profile of signal delays at different heights is close to logarithmic.
FEATURES OF THUNDERSTORM ACTIVITY IN THE NIZHNY NOVGOROD REGION: OBSERVATIONS AND ANALYSIS
Authors: Шаталина М.В. , Сарафанов Ф.Г. , Шлюгаев Ю.В.
Published: December 2024

В докладе представлены результаты наблюдений многопунктовой грозопеленгационной системы (ГПС) NNLDN (Nizhny Novgorod Lightning Detection Network), разработанной в ИПФ РАН и регистрирующей электромагнитное излучение молний ближних и дальних гроз в диапазоне 10-100 кГц. Сопоставлены результаты наблюдений молниевой активности системой NNLDN с региональным покрытием (100-300 км) и глобальной системой WWLLN. Представлено качественное совпадение карт грозоопасности за 2022 год. Изучена многолетняя статистика гроз в исследуемом регионе за 2015-2023 гг., а также отдельные наиболее интенсивные события. Выявлены основные региональные особенности грозовой активности в пределах Нижегородской области.

The report presents the results of observations from a multi-point lightning direction finding system (LDFS) NNLDN (Nizhny Novgorod Lightning Detection Network), developed at IAP RAS and recording electromagnetic radiation from near and distant thunderstorms in the frequency range of 10-100 kHz. The results of lightning activity observations by the NNLDN system with regional coverage (100-300 km) are compared with the global WWLLN system. A qualitative match of thunderstorm risk maps for 2022 is presented. Multi-year statistics of thunderstorms in the studied region for the years 2015-2023 have been analyzed, as well as specific most intense events. The main regional features of thunderstorm activity within the Nizhny Novgorod region have been identified.
IDENTIFICATION OF METEOROLOGICAL CONDITIONS ASSOCIATED WITH VISIBILITY DEGRADING PHENOMENA
Authors: Стребкова Е.А. , Барт А.А. , Старченко А.В.
Published: December 2024

С помощью методов машинного обучения (дерева решений и случайного леса) для задачи классификации выявляются метеорологические условия, способствующие ухудшению видимости в зимний период в г. Томск и соседних городах на данных объективного анализа NCEP и результатах расчётов модели WRF.

Using machine learning methods (decision trees and random forests) for the classification problem, meteorological conditions contributing to visibility degradation in the winter period in Tomsk and neighboring cities are identified based on NCEP objective analysis data and WRF model calculations.
INTERREGIONAL TRANSPORT OF SMOKE AEROSOL AND ITS IMPACT ON AIR QUALITY OF LAKE BAIKAL ATMOSPHERE
Authors: Дементьева А.Л. , Заяханов А.С. , Жамсуева Г.С. , Стариков А.В. , Цыдыпов В.В. , Бальжанов Т.С.
Published: December 2024

В данной работе приведены результаты непрерывных измерений аэрозольной оптической толщи (АОТ) в летний период с 2019 по 2023 гг. в атмосфере юго-восточного побережья оз. Байкал (ст. «Боярский») с помощью наземных и спутниковых наблюдений и их анализ. Максимальная замутненность атмосферы наблюдалась с 2019 по 2021 гг., АОТ на длине волны 0,5 мкм варьировал от 0,23 до 0,27 в период крупномасштабных лесных пожаров в бореальных лесах Сибири и Якутии. Несмотря на то, что в 2022-2023 гг. количество и площадь лесных пожаров уменьшились, в отдельные дни отмечено увеличение АОТ из-за переноса дымового аэрозоля, что подтверждается данными MODIS (MAIAC) и траекторным анализом движения воздушных масс HYSPLIT. По результатам отбора проб проведен химический анализ состава аэрозолей, доминирующими ионами аэрозолей являются Cl-, K+, SO4^2-, Ca^2+, Na+. Данные ионы имеют хорошую взаимосвязь с K+ (r=0.8), который является ключевым показателем выбросов сжигания биомассы.

This work presents the results of continuous measurements of aerosol optical depth (AOD) during the summer period from 2019 to 2023 in the atmosphere of the southeastern coast of Lake Baikal (station "Boyarsky") using ground-based and satellite observations and their analysis. The maximum atmospheric turbidity was observed from 2019 to 2021, with AOD at a wavelength of 0.5 µm varying from 0.23 to 0.27 during large-scale wildfires in the boreal forests of Siberia and Yakutia. Although the number and area of wildfires decreased in 2022-2023, an increase in AOD was noted on certain days due to the transport of smoke aerosol, as confirmed by MODIS (MAIAC) data and HYSPLIT trajectory analysis of air mass movement. Chemical analysis of aerosol composition was conducted based on the collected samples, with dominant aerosol ions being Cl-, K+, SO4^2-, Ca^2+, Na+. The data ions show a good correlation with K+ (r=0.8), which is a key indicator of biomass burning emissions.
CARRIER PHASE MODEL OF TRANSIONOSPHERIC SIGNAL FOR TESTING FILTERING PROCEDURES AND CALCULATING SCINTILLATION INDICES
Authors: Данильчук Е.И. , Демьянов В.В.
Published: December 2024

Разработана модель фазы несущей навигационного сигнала, которая учитывает влияние рефракционных эффектов, связанных с движением спутника; регулярного ионосферного слоя; низкочастотных вариаций фазы, вызванных перемещающимися ионосферными неоднородностями различных масштабов; вариаций фазы, вызванных френелевскими неоднормностями; шумы измерений приемника. Разработанная модель предназначена для оценки оптимальных параметров процедур фильтрации и усреднения при расчетах индексов состояния ионосферы, основанных на измерениях параметров трансионосферных сигналов, а также для определения характерных точек и областей на спектре вариаций фазы несущей.

A model of the carrier phase of the navigation signal has been developed, taking into account the influence of refraction effects associated with satellite motion; the regular ionospheric layer; low-frequency phase variations caused by moving ionospheric inhomogeneities of various scales; phase variations caused by Fresnel inhomogeneities; and receiver measurement noise. The developed model is intended for estimating optimal parameters for filtering and averaging procedures in calculations of ionospheric state indices based on measurements of transionospheric signal parameters, as well as for identifying characteristic points and regions on the spectrum of carrier phase variations.
ACTIVITY OF THE 10-DAY WAVE AS A POSSIBLE CAUSE OF ANOMALOUSLY EARLY FORMATION OF NOCTILUCENT CLOUD FIELDS
Authors: Соколов А.В. , Савенкова Е.Н.
Published: December 2024

Анализ снимков в УФ-диапазоне арктического региона Северного полушария, получаемых инструментом CIPS, за период 2008-2022 гг, показал, что в 2013 г имеет место аномально раннее образование полей серебристых облаков. Для выявления причин аномалии была проанализирована волновая активность мезопаузы (0.002 гПа) в поле температуры по данным радиометрии EOS MLS. Результаты указывают на достаточно позднее (апрель-май) усиление 10-дневной планетарной волны, которая в другие годы либо отсутствует, либо сравнительно слабая, либо возникает в марте и ранее. Выдвинута гипотеза о том, что бегущая на запад планетарная волна с m = 1 и периодом 10 суток является возможной причиной аномально раннего формирования полей серебристых облаков.

An analysis of UV-range images of the Arctic region of the Northern Hemisphere obtained by the CIPS instrument from 2008 to 2022 showed that in 2013, there was an anomalously early formation of noctilucent cloud fields. To identify the causes of the anomaly, wave activity in the mesopause (0.002 hPa) temperature field was analyzed based on data from EOS MLS radiometry. The results indicate a significantly late (April-May) intensification of the 10-day planetary wave, which in other years is either absent, comparatively weak, or occurs in March or earlier. It is hypothesized that the westward-propagating planetary wave with m = 1 and a period of 10 days is a possible cause of the anomalously early formation of noctilucent cloud fields.
LONGLONGITUDE IRREGULARITIES OF IONOSPHERIC IONIZATION IN THE NORTHERN HEMISPHERE AND THEIR CONNECTION WITH DISTURBANCES OF THERMOSPHERIC MOLECULAR GAS DURING A GEOMAGNETIC STORM
Authors: Черниговская М.А. , Ратовский К.Г. , Сетов А.Г. , Хабитуев Д.С. , Калишин А.С. , Степанов А.Е. , Белинская А.Ю. , Бычков В.В. , Григорьева С.А. , Панченко В.А.
Published: December 2024

Исследованы вариации ионосферных и термосферных параметров в северном полушарии на основе анализа данных высоко- и среднеширотной цепей евразийских ионозондов и приемников GPS/ГЛОНАСС в период сильной магнитной бури в октябре 2016 г. На главной фазе магнитной бури над Евразией наблюдался переход от положительного к отрицательному эффекту ионосферной бури как в высоких, так и средних широтах. Эффект отрицательной ионосферной бури на восстановительной фазе был вызван образованием обширных областей атмосферного газа с пониженным отношением концентраций [O]/[N2] над регионом высоких и средних широт Евразии.

The variations of ionospheric and thermospheric parameters in the northern hemisphere were investigated based on the analysis of data from high- and mid-latitude Eurasian ionosonde chains and GPS/GLONASS receivers during a strong geomagnetic storm in October 2016. In the main phase of the geomagnetic storm over Eurasia, a transition from a positive to a negative ionospheric storm effect was observed in both high and mid-latitudes. The negative ionospheric storm effect during the recovery phase was caused by the formation of extensive areas of atmospheric gas with reduced concentration ratio [O]/[N2] over high and mid-latitude regions of Eurasia.
CHANGES IN AMPLITUDE AND PHASE OF VLF RADIO SIGNAL FROM TRANSMITTER NWC REGISTERED IN YAKUTSK DURING THE SOLAR ECLIPSE ON APRIL 20, 2023
Authors: Корсаков А.А. , Козлов В.И. , Каримов Р.Р.
Published: December 2024

Во время солнечного затмения 20 апреля 2023 года при затенении Луной радиотрассы NWC – Якутск зарегистрированы вариации амплитуды и фазы ОНЧ радиосигнала. Максимальное уменьшение амплитуды составило 1,4 дБ (3:40:30 UT), а повышение фазовой задержки сигнала составило 0,303 радиан (3:42:36 UT). Определен коэффициент, связывающий изменение эффективной высоты волновода Земля – ионосфера и логарифм отношения потока солнечного излучения во время затмения к полному потоку: H = 1,38±0,08 км. Максимальное изменение высоты волновода в период максимального затенения радиотрассы NWC – Якутск (3:42:36 UT) составило Δh = 2,21 км (линейная фаза затмения Φ = 0,916 на участке 68° N, 132° E).

During the solar eclipse on April 20, 2023, variations in the amplitude and phase of the VLF radio signal transmitted by NWC were registered in Yakutsk during lunar occultation. The maximum decrease in amplitude was 1.4 dB (3:40:30 UT), while the increase in phase delay was 0.303 radians (3:42:36 UT). A coefficient relating the change in effective height of the Earth-ionosphere waveguide to the logarithm of the ratio of solar radiation flux during the eclipse to the total flux was determined: H = 1.38±0.08 km. The maximum change in waveguide height during the peak of the lunar occultation of the NWC-Yakutsk radio path (3:42:36 UT) was Δh = 2.21 km (linear phase of the eclipse Φ = 0.916 at 68° N, 132° E).