Главная – Журналы – Поиск по журналам

Определение структуры спектра, т.е. нахождение эмпирических энергетических уровней молекул, является актуальной и важной задачей спектроскопии. Для дейтерированного гидроксила (OD) такая информация отсутствует в известных спектроскопических базах данных, поэтому в настоящей работе определены эмпирические уровни энергии ¹⁶OD. Впервые с помощью комбинационного принципа Ритца выполнен критический анализ 3138 доступных экспериментальных частот вращательных и колебательно-вращательных переходов молекулы ¹⁶OD в основном электронном состоянии Х ²П. Переходы со сверхтонким расщеплением не рассматривались. Частоты переходов, взвешенные в соответствии с экспериментальными погрешностями, были обработаны программным кодом РИТЦ. Анализ безразмерных взвешенных отклонений позволил исключить из рассмотрения те частоты, для которых величина взвешенного отклонения превышала четыре. Полученный набор из 2984 частот переходов дал возможность провести обработку со стандартным отклонением 1,24 и впервые получить 864 эмпирических РИТЦ-уровня энергии с соответствующей погрешностью для каждого уровня. Проведено сравнение эмпирических РИТЦ-уровней энергий с известными литературными данными.

Переносимый из пустынь атмосферный аэрозоль - важный фактор в океанологии, влияющий на продуктивность экосистем, глобальные биохимические циклы и климат. Исследованы основные оптические характеристики аэрозоля над Черным морем, полученные на основе результатов измерений с борта НИС «Профессор Водяницкий» (130-й и 134-й рейс) в марте - апреле 2024 и 2025 гг. Проанализированы натурные, спутниковые и модельные данные для дней с интенсивным пылевым переносом со стороны пустыни Сахара. Показано, что в момент регистрации пылевого аэрозоля над исследуемым регионом концентрации взвешенных частиц по измерениям детектора Espada М3 превышали фоновые значения более чем в три раза. Для дней с переносом пыли фотометрические данные отличались более чем в 2,5 раза от фоновых значений для региона Черного моря. Представленные результаты дополняют массив оптических характеристик атмосферы над береговой зоной и акваторией Черного моря и будут полезны при проверке точности стандартных алгоритмов атмосферной коррекции спутниковых данных.

Состав атмосферного аэрозоля и его количественные характеристики в околополюсной области Северного Ледовитого океана (СЛО) мало изучены. В дрейфующей экспедиции «Северный полюс-41» впервые проведен продолжительный (октябрь 2022 г. - май 2024 г.) цикл комплексных исследований аэрозоля в высоких широтах СЛО (81-88,5 °с.ш.). Средняя массовая концентрация черного углерода (еВС) в приземном слое атмосферы за 20 месяцев измерений составила 19 нг/м³, объемные концентрации субмикронного ( V_f ) и грубодисперсного ( V_с ) аэрозоля - 0,41 и 0,65 мкм³/см³ соответственно. Аэрозольная оптическая толща атмосферы на длине волны 0,5 мкм и показатель Ангстрема в весенние периоды 2023 и 2024 гг. в среднем составили 0,095 и 1,52. В полученных данных хорошо проявилась сезонная изменчивость содержания аэрозоля и еВС, аналогичная более южным районам СЛО. Самые большие концентрации наблюдались весной (еВС = 29 нг/м³, V_f = 0,61 мкм³/см³, V_c = 0,77 мкм³/см³), минимальные - в июне - октябре (еВС = 11 нг/м³, V_f = 0,13 мкм³/см³, V_c = 0,26 мкм³/см³). При качественном сходстве сезонной изменчивости средние характеристики аэрозоля в околополюсной области в несколько раз меньше многолетних данных в более южных районах океана и на полярных станциях (Баренцбург, Мыс Баранова). Полученные результаты вносят количественную определенность в закономерности пространственной и сезонной изменчивости аэрозоля в высокоширотной части СЛО.

Представлены результаты лидарного исследования термического режима средней атмосферы над Томском в 2023-2024 гг. Получено 90 профилей температуры в интервале высот от 10 до 70 км, рассчитанных на основе лидарных сигналов при зондировании атмосферы методами молекулярного (рэлеевского) и спонтанного комбинационного (рамановского) рассеяния света. Подтверждено, что характерными признаками годовой динамики вертикального распределения температуры (ВРТ) являются стратосферные потепления зимой и их разрушение весной, стабилизация ВРТ в теплый период года и дестабилизация осенью с переходом в фазу зимнего стратосферного потепления. Вертикальное распределение температуры в апреле - октябре в подавляющем большинстве случаев хорошо согласуется с модельным распределением. Полученные результаты представляют интерес для понимания климатических изменений региона Западной Сибири.

Представлены результаты исследования снежного покрова как индикатора загрязнения атмосферы Байкальской природной территории в зимний период. Выяснена пространственная неоднородность накопления 21 индивидуального полициклического ароматического углеводорода (ПАУ) в снежном покрове зимой 2021-2022 гг., дана оценка экологических рисков, связанных с их присутствием. ПАУ с фильтров экстрагировали гексаном, затем ПАУ количественно определяли с помощью газовой хроматографии с масс-спектро-метрическим детектированием (ГХ/МС). Наиболее высокие концентрации ПАУ обнаружены в промышленных городах Байкальской природной территории (14-3400 мкг/м²). Из отдельных соединений в городах преобладали фенантрен, флуорантен, бенз(b)флуорантен, пирен, бенз(k)флуорантен, ретен. В снеге со льда Байкала уровни накопления ПАУ низкие - в 5-500 раз ниже значений, характерных для городов, что свидетельствует об их минимальном переносе зимой; наименьшие значения выявлены на льду Северной котловины озера (2,0-7,7 мкг/м²). Общее поступление ПАУ на поверхность Байкала составило 128,8 кг. С применением факторного анализа выделены три группы источников поступления ПАУ в снежный покров: крупные объекты теплоэнергетики и транспорт (58-72%), мелкие котельные (~ 24%) и печное отопление (~ 6%). Рассчитанные диагностические соотношения (флуорантен/(флуорантен + пирен) и бенз(а)пирен/ бенз(g,h,i)перилен) указывают на то, что в населенных пунктах БПТ и Южного Байкала преобладают пирогенные стационарные источники и автотранспорт, а в районах Северного Байкала - петрогенные источники. Дана оценка степени загрязнения снежного покрова ПАУ с использованием коэффициентов экологического риска ( RQ ). Высокий вклад в суммарные коэффициенты дает бенз(b)флуорантен ( RQ _max = 39-1840), бенз(k)флуорантен ( RQ _max = 4-250), бензо(g,h,i)перилен ( RQ _max = 4-205), индено(1,2,3-c,d)пирен ( RQ _max = 4-170), бенз(а)пирен ( RQ _max = 4-93). Повышенный экологический риск ( RQ _max = 1-1800) зафиксирован в промышленных зонах городов Прибайкалья, умеренный - на акватории Байкала ( RQ _min = 1-100). Полученные результаты могут быть использованы Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды для разработки мер по снижению выбросов ПАУ в регионе и минимизации экологических рисков.

В ходе измерений на двух лидарных станциях ИОА СО РАН 5-6.02.2025 г. зафиксированы выраженные аэрозольные слои в стратосфере Томска. Анализ лидарной и дополнительной метеорологической информации показал, что в это время наблюдалось довольно редкое явление для средних широт - полярные стратосферные облака, которые влияют на разрушение озонового слоя. Построенные обратные траектории движения воздушных масс на высотах образования полярных стратосферных облаков над Томском показали, что аномально холодные воздушные массы были принесены из полярных областей Норвегии и Гренландии. Результаты работы могут быть полезны специалистам в области физики атмосферы, климатологии и охраны окружающей среды.

Озон в приземном слое воздуха в высоких концентрациях является мощным окислителем, негативно воздействующим на биологические объекты и элементы окружающей среды. Поэтому весьма актуально исследование динамики его концентрации во всех регионах планеты. В настоящей работе на основе данных годового мониторинга рассматриваются концентрации озона на территории России в 2024 г., мезомасштабные различия его содержания в отдельных регионах, вертикальное распределение по данным самолетного зондирования, проводится сопоставление с гигиеническими нормативами. Показано, что среднегодовое содержание озона в приземном слое воздуха на территории России изменялось от 17 до 92 мкг/м³, максимальные за час концентрации - от 90 до 222 мкг/м³. В фоновых условиях в годовом ходе максимум концентрации наблюдается, как правило, весной, в городских - летом. На фоновых станциях вторичный максимум концентрации озона стал заметным в начале осени. Мезомасштабные различия в концентрациях достигают 50-70 мкг/м³ и существенно меняются в течение суток и года. В большинстве пунктов измерений превышались установленные отечественным гигиеническим нормативом предельно допустимые максимальные разовые, среднесуточные и среднегодовые концентрации. Сложившаяся ситуация говорит о необходимости широко информировать население о результатах мониторинга и требует разработки природоохранных мероприятий по снижению уровня концентрации озона и его прекурсоров в приземном слое воздуха.

Для исследования характеристик и динамики стратосферных полярных вихрей необходимо корректное определение их границ. Методы оконтуривания полярных вихрей основываются главным образом на значениях потенциальной завихренности (ПЗ) или геопотенциала (ГПТ). Основная проблема прямого сравнения методов ПЗ и ГПТ заключается в том, что первый из них определяет границы вихря на изоэнтропических поверхностях, а второй - на изобарических. В настоящей работе представлен алгоритм, разработанный для адекватного сравнения результатов оконтуривания полярных вихрей с помощью данных методов. В основе алгоритма лежит проецирование границ вихря на общие для обоих методов изопотенциальные поверхности - поверхности постоянной геопотенциальной высоты. Оконтуривание антарктического полярного вихря 2019 г. по предложенному алгоритму показало: 1) в период устойчивого существования вихря (1.06-31.08.2019 г.) его площадь на изопотенциальных поверхностях, оцененная методом ГПТ, превышает площадь, оцененную методом ПЗ, на 16,17-21,20 млн км² в диапазоне геопотенциальных высот 20,89-24,37 км соответственно; 2) динамика границы и площади вихря, оцененная обоими методами, в целом схожа, однако границы вихря, полученные методом ГПТ, являются более гладкими, тогда как сильная нерегулярность границ вихря по методу ПЗ приводит к скачкообразным изменениям площади вихря. Алгоритм будет полезен при исследовании динамики полярных вихрей от начала их формирования до момента разрушения в обоих полушариях.

Высотные атмосферные разряды существенно влияют на появление и движение заряженных частиц в атмосфере Земли, в частности, негативно влияют на связь. Они отличаются разнообразием и сложностью физических процессов, поэтому их изучение привлекает исследователей из различных стран. В настоящей работе исследуется кинетика процессов с участием триплетных состояний молекулярного азота при давлениях воздуха 0,03-1 торр. Демонстрируются зависимости от давления отношений спектральной плотности энергии излучения четырех полос первой положительной системы азота к двум полосам второй положительной системы азота. Результаты моделирования и экспериментальные измерения показали увеличение отношения интенсивностей полос первой положительной системы азота к интенсивностям второй положительной системы с уменьшением давления. Установлено, что это связано с ростом скорости тушения состояния B³П_g молекулами азота с увеличением плотности атмосферы. Данные результаты объясняют причину изменения цвета красных спрайтов при уменьшении высоты над уровнем моря начиная с ~ 50 км и могут быть использованы для исследований различных разрядов в мезосфере и стратосфере.

В условиях деградации земель и усиления дефляционных процессов актуальной задачей является разработка эффективных методов мониторинга атмосферно-почвенных процессов. В работе описаны система автономного мониторинга САМ-В, разработанная ИМКЭС СО РАН (г. Томск), и возможности ее применения. Преимуществами САМ-В являются: отечественное программное обеспечение, позволяющее проводить сбор данных с заданной периодичностью, вариабельность комплектации, простота транспортировки и монтажа, а также точность измерений. Система была установлена учеными ФНЦ агроэкологии РАН на локальном очаге дефляции площадью 182,6 га в Республике Калмыкия. Полученные почвенно-атмосферные показатели планируется использовать для анализа эоловых процессов с целью научного обоснования фитомелиоративных мероприятий по восстановлению деградированных земель, в том числе на других научных объектах.