bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
DEFORMATION AND WANDER OF VORTEX BEAMS IN ARTIFICIAL CONVECTIVE TURBULENCE
Authors: ФАЛИЦ А.В. , КУСКОВ В.В. , БАНАХ В.А. , ГЕРАСИМОВА Л.О. , ЦВЫК Р.Ш. , ШЕСТЕРНИН А.Н. 
Published: September 2024

Представлены результаты экспериментов по распространению вихревых оптических пучков в искусственной конвективной турбулентной среде вдоль трассы протяженностью 12 м. Искусственная турбулентная среда создается на лабораторном стенде, где реализована возможность генерации лазерных пучков с различным значением орбитального углового момента вихревого оптического поля. Характеристики трассы и параметры распространяющегося излучения в эксперименте соответствуют условиям распространения, которые можно описать в терминах геометрической оптики. Установлено, что при распространении оптического пучка в ближней зоне дифракции по мере усиления оптической турбулентности мгновенные распределения интенсивности вихревых пучков становятся спеклованными, искажается и исчезает исходная кольцевая структура пучка. В усредненных распределениях интенсивности кольцевая структура постепенно замывается и становится близкой к гауссовой с максимумом интенсивности в центре пучка. Проведено сравнение случайных блужданий вихревых пучков, начальные поперечные размеры которых увеличиваются с ростом топологического заряда, и пучков с начальными поперечными размерами, не меняющимися при изменении топологического заряда. Показано, что амплитуда случайных отклонений направления распространения вихревого пучка от заданного не зависит от топологического заряда.
The results of experiments on the propagation of vortex optical beams in an artificial convective turbulent medium along a path 12 m long are presented. An artificial turbulent medium is created at a laboratory bench, where laser beams are generated with different values of the topological charge of the orbital angular momentum of the vortex optical field. The characteristics of the path and the parameters of the propagating radiation in the experiment correspond to the propagation conditions, which can be described in terms of geometric optics. It has been established that during the propagation of an optical beam, in the near diffraction zone, as the optical turbulence increases, the instantaneous distributions of the intensity of vortex beams become speckled, the original ring structure of the beam is distorted and disappears. In the averaged intensity distributions, the ring structure is gradually blurring with strengthening the refractive turbulence and becomes close to that of a Gaussian beam with the intensity maximum at the center. The random wandering of vortex beams, whose initial transverse size increases with the topological charge, and beams, whose initial transverse size remains unchanged with a change of the topological charge, is compared. It is shown that the amplitude of random displacements of a vortex beam energy centroid is independent of the topological charge.
SIMULATION MODEL FOR THE IDENTIFICATION OF ENVIRONMENTAL POLLUTION FROM HYPERSPECTRAL IMAGERY IN THE VISIBLE RANGE
Authors: БУРЛОВ В.Г. , ОСТРИКОВ В.Н. , КИРИЕНКО А.В. , ПЛАХОТНИКОВ О.В. 
Published: September 2024

Разработана математическая модель, имитирующая получение и обработку гиперспектральных данных дистанционного зондирования применительно к малозаметным фрагментам экологических загрязнений (мусора), размер которых соизмерим с пространственным разрешением аппаратуры наблюдения. Предусмотрено спектральное смешивание объектов с фоном с помощью специального коэффициента, который учитывает, что площадь каждого элемента шаблона сцены, относящегося к объекту, лишь частично заполнена его спектральной характеристикой, а остальная часть - характеристикой фона. Рассчитана вероятность выявления объектов в зависимости от условий наблюдения, задаваемых атмосферной моделью MODTRAN. Расхождение модельных данных с реальными экспериментальными данными не превышает 10%.
A mathematical model is proposed that simulates the acquisition and processing of hyperspectral remote sensing data on subtle fragments of environmental pollution (garbage) comparable in size with the spatial resolution of the observation equipment. Spectral mixing of “objects” with “background” is provided by a special coefficient, which takes into account that the area of each element of a scene template related to the “object” is only partially filled with its spectral characteristic, and the rest of the area, with the background characteristic. The options for calculating the probability of detecting objects depending on the observation conditions specified with the MODTRAN atmospheric model are considered. The difference between the model data and real experimental results is no more than 10%.
ANALYSIS OF WATER VAPOR ABSORPTION LINES IN THE MODERN SPECTROSCOPIC DATABASES IN THE 16700-17000 CM-1 REGION
Authors: СИНИЦА Л.Н. , ЧЕСНОКОВА Т.Ю. 
Published: September 2024

Проведена валидация современных спектроскопических баз данных HITRAN2016, HITRAN2020, GEISA2020 и расчетного банка линий Н2О W2020 по параметрам линий поглощения Н2О в видимой области 16700-17000 см-1. Выполнены моделирование спектров пропускания Н2О с использованием баз данных и сравнение с лабораторными спектрами чистого водяного пара и смеси H2O-N2 (P = 1 атм), измеренными на Фурье-спектрометре со светодиодами высокой яркости. По результатам измерений скорректированы параметры 65 линий поглощения Н2О, содержащиеся в HITRAN2020. У 32 линий исправлены центры, у 51 линии - интенсивности, у 10 линий - коэффициенты самоуширения. Отношение коэффициентов уширения HITRAN2020 к экспериментальным значениям близко к единице, в то время как коэффициенты сдвига линий давлением воздуха в базах данных в среднем в два раза превышают соответствующие экспериментальные значения, поэтому для моделирования спектра пропускания смеси H2O-N2 применялись экспериментальные значения коэффициентов сдвига линий давлением азота, полученные нами ранее. Отличие экспериментальных спектров пропускания от рассчитанных с использованием HITRAN2016, HITRAN2020, GEISA2020, W2020 и скорректированного HITRAN2020cor характеризуется среднеквадратичными отклонениями RMS = 1,49E-4; 1,64E-4; 3,96E-4; 3,49E-4 и 1,26E-4 для чистой воды, RMS = 1,15E-4; 1,1E-4; 2,23E-4; 2,28E-4 и 0,86E-4 для H2O-N2 соответственно.
The validation of H2O absorption lines parameters in the modern spectroscopic databases such as HITRAN2016, HITRAN2020, GEISA2020, and W2020 database of H2O lines is carried out in the visible region 16700-17000 cm-1. The H2O transmission spectra were simulated with the spectroscopic databases and compared with laboratory spectra of pure water vapor and H2O-N2 mixture ( P = 1 atm), recorded using a Fourier spectrometer with light-emitting diodes of high luminance. The parameters of 65 H2O absorption lines from HITRAN2020 database were corrected on the basis of the measurements. The positions of 32 lines, intensities of 51 lines, and self-broadening coefficients of 10 lines were improved. The ratio of the HITRAN2020 broadening coefficients to the experimental values is close to 1, whereas the air pressure-induced line shift coefficients in the spectroscopic databases are, on average, two times higher than the experimental values, and therefore, our previously obtained experimental values of N2 pressure-induced line shift coefficients were used to simulate the transmission spectra of H2O-N2 mixture. The difference of the experimental spectra from the spectra calculated with HITRAN2016, HITRAN2020, GEISA2020, and W2020 spectroscopic databases and corrected HITRAN2020cor gives root-mean-square deviations RMS = 1.49E-4, 1.64E-4, 3.96E-4, 3.49E-4, and 1.26E-4 in the case of pure water vapor and RMS = 1.15E-4, 1.1E-4, 2.23E-4, 2.28E-4, and 0.86E-4 for H2O-N2 mixture, respectively.
LASER GUIDE STAR, ADAPTIVE OPTICS, ATMOSPHERIC TURBULENCE
Authors: БОЛЬБАСОВА Л.А. , ЕРМАКОВ С.А. , ЛУКИН В.П. 
Published: September 2024

Представлены результаты численного моделирования яркости натриевой лазерной опорной звезды для астрономических обсерваторий Северного Кавказа в соответствии с современными представлениями о физике взаимодействия поляризованного лазерного излучения с мезосферными атомами натрия. Рассмотрены два случая формирования искусственного опорного источника лазерным излучением: с круговой и линейной поляризациями. Оценивается ограничение величины потока фотонов, обусловленное эффектом насыщения.
The results of numerical simulation of the return flux from a sodium laser guide star for atmospheric conditions of astronomical observatories of the North Caucasus are presented. The simulation was performed in accordance with modern concepts of the physics of the interaction of polarized laser radiation with mesospheric sodium atoms. Two cases are considered: the formation of an artificial reference source by laser radiation with circular and linear polarizations. The limitations of the photon flux due to the saturation effect are estimated.
REDISTRIBUTION OF OPTICAL RADIATION ENERGY ALONG PATHS WITH REFLECTION IN A TURBULENT ATMOSPHERE
Authors: БАНАХ В.А. , ФАЛИЦ А.В. , ЗАЛОЗНАЯ И.В. 
Published: September 2024

Представлены результаты расчетов, показывающие, как перераспределяется энергия и выполняется закон сохранения энергии при отражении оптического излучения от зеркальной поверхности в турбулентной атмосфере. Выяснено, что если в результате отражения формируются пространственно ограниченные пучки света, то перераспределение энергии в поперечной к направлению распространения плоскости происходит вблизи направления строго назад в ограниченной области, размеры которой не превышают нескольких зон Френеля. В случае точечного отражателя, когда формируется пространственно неограниченная отраженная волна, перераспределение энергии происходит на значительно бóльших масштабах. Увеличение средней интенсивности отраженной волны в ограниченной области диаметром в две зоны Френеля вокруг направления строго назад (эффект усиления обратного рассеяния) происходит за счет оттока части энергии отраженной волны из боковых направлений с огромной площади, на несколько порядков превосходящей размеры области, где эта энергия аккумулируется.
The results of calculations are presented showing how the energy is redistributed and the law of conservation of energy is fulfilled when optical radiation is reflected from mirror surface in a turbulent atmosphere. It is shown that if, as a result of reflection, spatially limited beams of light are formed, then the redistribution of energy in a plane transverse to the direction of propagation occurs near the strictly backward direction in a limited region, the dimensions of which do not exceed several Fresnel zones. In the case of a point reflector, when a spatially unlimited reflected wave is formed, the redistribution of energy occurs on a much larger scale. The increase in the mean intensity of the reflected wave in a limited area with a diameter of two Fresnel zones around the strictly backward direction (backscatter amplification effect) occurs due to the outflow of part of the energy of the reflected wave from the lateral directions from a huge area, several orders of magnitude larger than the area where this energy is accumulated.
TRANSMISSION SPECTRUM OF NANOPOROUS AEROGEL FILLED WITH SO2 AND A MIXTURE OF H2O AND SO2 VAPORS
Authors: ПОНОМАРЕВ Ю.Н. , СОЛОДОВ А.А. , СОЛОДОВ А.М. , КУРАЕВА Т.Е. 
Published: September 2024

В работе исследуются спектры пропускания аэрогеля при заполнении его нанопор SO2 и смесью молекулярных газов Н2О и SO2. Измерения проведены на Фурье-спектрометре Bruker IFS 125 HR в спектральном диапазоне 3500-10000 см-1 при комнатной температуре. Обнаружено, что заполнение нанопор образца аэрогеля как SO2, так и бинарной смесью молекул Н2О и SO2 влияет на полосы поглощения аэрогеля. Это изменение носит обратимый характер: при откачке газов из кюветы с образцом спектр пропускания аэрогеля восстанавливается.
The transmission spectra of aerogel with nanopores filled with SO2 and a mixture of H2O and SO2 are studied The measurements were carried out using a Bruker IFS 125 HR Fourier spectrometer in the spectral range 4500-10000 cm-1 at a room temperature. It is found that the filling of nanopores of a sample with SO2 and with a binary mixture of H2O and SO2 molecules affects the absorption bands of the aerogel. This change is reversible: when gases are pumped out, the transmission spectrum of the aerogel sample is restored.
REGIONAL SOURCES AND CH4 SEASONAL CYCLE IN CENTRAL SIBERIA AND ARCTIC: OBSERVATIONS AND NUMERICAL CALCULATIONS
Authors: МОИСЕЕНКО К.Б. , ШТАБКИН Ю.А. , ВАСИЛЬЕВА А.В. , СКОРОХОД А.И. , ФЁДОРОВА Е.И. 
Published: September 2024

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.
Contribution of anthropogenic and wetland methane emissions in North Eurasia (> 40°N) and Russia into the near-surface CH4 abundance at ZOTTO, Teriberka, and Tixi measurement sites is quantified using GEOS-chem global chemical-transport model. Numerical results agree well with the proposed semi-analytical solution, in which the total response in the CH4 level at a given site is represented as the sum of direct (synoptic) and global terms. The annual average direct contribution of Russian anthropogenic emissions into CH4 mixing ratio measured at ZOTTO (38.6 ppbv) is twice as large as that for Western Europe sources (17.7 ppbv). For the Arctic sites, the anthropogenic input from Russian and European anthropogenic sources is roughly similar (19.5 ppbv and 12.4 ppbv, correspondingly). The input from continental sources into methane abundance and its annual variability at the Arctic sites are generally lower compared to those at the ZOTTO site due to larger transport times from upstream CH4 source regions. Atmospheric responses in methane levels at the Teriberca and Tixi sites to CH4 continental sources are found to be very close, which is explained by spatial homogenization of the anthropogenic and biogenic signals in high latitudes.
RETRIEVAL OF NO2 TROPOSPHERIC COLUMN FROM GROUND-BASED FTIR MEASUREMENTS OF DIRECT SOLAR RADIATION
Authors: МАКАРОВА М.В. , ИОНОВ Д.В. , ИМХАСИН Х.Х. , ПОБЕРОВСКИЙ А.В. , ПОЛЯКОВ А.В. , КОСЦОВ В.С. , МАКАРОВ Б.К. , ФОКА С.Ч. 
Published: September 2024

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.
Based on the analysis of high-resolution FTIR spectra recorded at the atmospheric monitoring station of St. Petersburg State University during 2009-2022, a possibility of deriving NO2 tropospheric column from ground-based measurements of direct solar radiation in the mid-IR range is studied. The best agreement (correlation coefficient r = 0.68) with simultaneous DOAS measurements of tropospheric NO2 column at the same monitoring station is demonstrated by a retrieval strategy based on the use of the spectral range 2914.30-2914.85 cm-1 in combination with Tikhonov-Phillips regularization. It is shown that FTIR measurements make it possible to detect high levels of tropospheric NO2 at the SPbU monitoring station. Our results can be used at the FTIR stations of the NDACC network for significant expansion of the geography of tropospheric NO2 monitoring.
SOUNDING OF KELVIN-HELMHOLTZ WAVES BY A TURBULENT LIDAR. I. LIDAR BSE-4
Authors: РАЗЕНКОВ И.А. 
Published: September 2024

Атмосферные волны вызывают повышенный интерес среди ученых в связи с обменными процессами, происходящими в пограничном слое. В настоящей работе представлены экспериментальные результаты зондирования турбулентным лидаром УОР-4 (532 нм) мезомасштабных волн Кельвина-Гельмгольца в устойчиво стратифицированном пограничном слое атмосферы. Атмосферные волны в большинстве случаев наблюдались в вечернее и ночное время в интервале высот от поверхности земли до 600 м, когда число Ричардсона в приземном слое не превышало критического значения +1/4. Фурье-анализ временных рядов структурной характеристики коэффициента преломления Cn2 показал, что спектр волнового процесса в пограничном слое атмосферы состоит из набора монохроматических волн с разными частотами колебаний. Во время наблюдений период волн изменялся от 1 до 11 мин, а их амплитуда - от 20 до 300 м. Выяснено, что монохроматические волны существуют от получаса до двух часов. Исчезновение одних монохроматических волн компенсируется возникновением новых. Генерирование мелкомасштабной турбулентности происходит на протяжении всего жизненного цикла волны Кельвина-Гельмгольца. Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что турбулентный лидар представляет собой чувствительный прибор, позволяющий дистанционно обнаруживать и наблюдать атмосферные волны.
Atmospheric waves are of increased interest in connection with exchange processes occurring in the atmospheric boundary layer. Experimental results of sounding mesoscale Kelvin-Helmholtz waves by turbulent lidars in a stably stratified boundary layer of the atmosphere are presented. This paper presents the data of measurements by BSE-4 lidar (532 nm), which has been working over forest-steppe for a long time. Atmospheric waves in most cases were observed in the evening and at night in the range of heights from the land to 600 m, when the Richardson number in the surface air layer did not exceed a critical value of +1/4. Fourier analysis of the time series of the structural characteristic of the refractive index Cn2 showed that the spectrum of the wave process in the atmospheric boundary layer consists of a set of monochromatic waves with different oscillation frequencies. During the observations, the period of the waves varied from 1 to 11 min, and their amplitude changed from 20 to 300 m. It is found that monochromatic waves exist from half an hour to two hours. The disappearance of some monochromatic waves is compensated by the appearance of new ones. The process of generating small-scale turbulence runs throughout the life cycle of a Kelvin-Helmholtz wave. The results indicate that the turbulent lidar ensures remote detection and observation of atmospheric waves.
Screening of photosensitizers-ATP binding cassette (ABC) transporter interactions in vitro
Authors: Vig Shruti , Srivastava Payal , Rahman Idrisa , Jaranson Renee , Dasgupta Anika , Perttilä Robert , Uusimaa Petteri , Huang Huang-Chiao 
Published: September 2024

Aim: ATP-binding cassette (ABC) transporters are proteins responsible for the efflux of drug molecules from cancer cells, reducing the efficacy of anti-cancer treatments. This study assesses the susceptibility of a panel of clinically used photosensitizers to be transported by ABC transporters in vitro.
Methods: The involvement of P-glycoprotein (P-gp/ABCB1), breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2), and multidrug resistance-associated protein 1 (MRP1/ABCC1) in the transport of 7 clinically utilized photosensitizers [benzoporphyrin derivative (BPD), temoporfin, redaporfin, talaporfin sodium, rose bengal, methylene blue, and indocyanine green] were investigated using human breast cancer cell lines following well-established protocols. Briefly, parental MCF-7 cells and sublines that overexpress P-gp (MCF-7 TX400), ABCG2 (MCF-7 MX100), or MRP1 (MCF-7/VP) were treated with photosensitizers with and without ABC transporter inhibitors. Intracellular levels of photosensitizers were measured using extraction method and flow cytometry to determine whether the ABC transporters are associated with efflux or uptake of photosensitizers.
Results: The ABCG2 inhibitor (fumitremorgin C) and P-gp inhibitor (valspodar) effectively blocked the transport mediated by ABCG2 and P-gp of rose bengal and BPD. Redaporfin showed increased accumulation in the presence of valspodar with flow cytometry. Interestingly, MCF-7/VP cells were found to have reduced intracellular accumulation of rose bengal, which was restored with MRP1 inhibitor (MK571). The cell viability assay showed photodynamic therapy (PDT) resistance with Redaporfin in P-gp-overexpressing cells, BPD in ABCG2- and P-gp-overexpressing cells, and with Rose bengal in ABCG2-, P-gp- and MRP1-overexpressing cells, respectively. However, no change in intracellular retention was observed for other photosensitizers.
Conclusion: In summary, our study provided new knowledge that temoporfin, talaporfin sodium, methylene blue, and indocyanine green are not substrates of ABCG2, P-gp, or MRP1. Redaporfin is a substrate for P-gp. BPD is a known substrate of ABCG2 and P-gp. Rose bengal is a substrate of ABCG2, P-gp, and MRP1. The results presented here indicate ABC transporter substrate status as a possible cause for cellular resistance to photodynamic therapy with rose bengal, redaporfin, and BPD.
General, high-tech, and mid-tech regional trade introversion indexes as measures of trade integration within RTAs
Authors: Czarny Elżbieta , Folfas Paweł , Szarek-Piaskowska Aleksandra 
Published: September 2024

Abstract
In this paper, we analyze the regional trade introversion indexes (RTIIs) for regional trading arrangements (RTAs)with various numbers of differently developed participants and different depths of economic integration. The analyszed RTAs stem from all inhabited continents. We compare three types of indexes: (1) the general RTII calculated for trade in all goods (“general RTII”), (2) its modification called “high-tech RTII,” including exclusively high technology manufactures, and (3) “med-tech RTII,” including goods classified as medium technology manufactures. The aim of the article is to answer the research question whether “high-tech RTIIs” and “med-tech RTIIs” are higher than “general RTIIs.” Our study does not provide a simple and unequivocal answer to the research question, but we do confirm that in general the regional trade introversion measured by RTIIs is stronger for medium technology manufactures than for all goods, while for high technology manufactures the picture is more complicated.