Ученые ИФА РАН обнаружили аномально поглощающий дымовой аэрозоль
🟢 Мы запускаем новую рубрику: новости от лабораторий нашего Института #лаборатории_ифа. Открываем же рубрику рассказом о результатах, полученных сотрудниками Лаборатории оптики и микрофизики аэрозоля (ЛОМА).
Для начала хотим пояснить, что же такое аэрозоль. Это не просто вещество, содержащееся в распылительных баллончиков, это субстанция с конкретными характеристиками. А именно, под аэрозолем ученые понимают мельчайшие частицы, взвешенные в воздухе, размеры которых находятся в пределах до 10 микрометров (1 микрометр = 0,001 миллиметра). Происхождение аэрозоля может быть разным: обычно выделяют аэрозоли естественной и антропогенной природы. К естественным, например, относятся морская соль, аэрозоли от лесных пожаров, пыльца и т.д.
Дымовой аэрозоль продолжает удивлять даже тех ученых, кто занимается его изучением десятки лет. В прошлом году сотрудники Лаборатории оптики и микрофизики аэрозоля (Г.И. Горчаков, Р.А. Гущин, А.В. Карпов, О.И. Даценко) подробно изучили дымы от массовых лесных пожаров на Аляске летом 2019 год — тогда наблюдалось более 700 локальных пожаров на площади 3600 квадратных километров — и обнаружили необычные изменения оптических свойств дымового аэрозоля.
Ученые ИФА впервые обнаружили аномальное селективное поглощение дымовым аэрозолем — особенность, при которой мнимая часть показателя преломления (то есть та часть, которая отвечает за поглощение) достигает больших значений и сильно зависит от длины волны. Ученые выявили, что у дымового аэрозоля Аляскинских пожаров 2019 года эта мнимая часть коэффициента преломления достигала 0.315 (на длине волны 1020 нм) — это в 10 раз больше, чем для дымовых аэрозолей во время предыдущих пожаров на Аляске. Свое открытие ученые сделали, используя данные сети наблюдений за аэрозолем AERONET.
Для начала хотим пояснить, что же такое аэрозоль. Это не просто вещество, содержащееся в распылительных баллончиков, это субстанция с конкретными характеристиками. А именно, под аэрозолем ученые понимают мельчайшие частицы, взвешенные в воздухе, размеры которых находятся в пределах до 10 микрометров (1 микрометр = 0,001 миллиметра). Происхождение аэрозоля может быть разным: обычно выделяют аэрозоли естественной и антропогенной природы. К естественным, например, относятся морская соль, аэрозоли от лесных пожаров, пыльца и т.д.
Дымовой аэрозоль продолжает удивлять даже тех ученых, кто занимается его изучением десятки лет. В прошлом году сотрудники Лаборатории оптики и микрофизики аэрозоля (Г.И. Горчаков, Р.А. Гущин, А.В. Карпов, О.И. Даценко) подробно изучили дымы от массовых лесных пожаров на Аляске летом 2019 год — тогда наблюдалось более 700 локальных пожаров на площади 3600 квадратных километров — и обнаружили необычные изменения оптических свойств дымового аэрозоля.
Ученые ИФА впервые обнаружили аномальное селективное поглощение дымовым аэрозолем — особенность, при которой мнимая часть показателя преломления (то есть та часть, которая отвечает за поглощение) достигает больших значений и сильно зависит от длины волны. Ученые выявили, что у дымового аэрозоля Аляскинских пожаров 2019 года эта мнимая часть коэффициента преломления достигала 0.315 (на длине волны 1020 нм) — это в 10 раз больше, чем для дымовых аэрозолей во время предыдущих пожаров на Аляске. Свое открытие ученые сделали, используя данные сети наблюдений за аэрозолем AERONET.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
#лаборатории_ифа
Мы продолжаем знакомить вас с лабораториями Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН и сегодня мы расскажем о Лаборатории атмосферной спектроскопии (ЛАС).
Часть1 – Лаборатории атмосферной спектроскопии (ЛАС)
⌛ЛАС была создана в 1968 году д.ф.-м.н., проф. В.И. Диановым-Клоковым и является частью ОИСА - Отдела исследования состава атмосферы под руководством Н. Ф. Еланского.
ЛАС можно условно разделить на теоретическую и экспериментальную группу. Участниками экспериментальной Лаборатории осуществляется спектроскопические измерения содержания окиси углерода, метана и водяного пара с конца 60-х годов прошлого века. С помощью нескольких идентичных дифракционных спектрометров среднего разрешения (разработаны сотрудниками лаборатории) проводится регистрация солнечных спектров атмосфеерного поглощения в ИК диапазоне.
🌏 География проведенных Лабораторией в разные годы экспериментальных исследований весьма широка и охватывает почти весь Земной шар. В настоящее время измерения проводятся на нескольких стационарных пунктах: от Московского региона до пунктов в Центральной Сибири и эпизодически даже в Пекине.
🛰 В круг интересов экспериментальной группы Лаборатории входит также изучение особенностей и применимости спутниковых измерений различных систем мониторинга: AIRS, OMI, MODIS, TROPOMI, OCO-2, OCO-3 и др. Проводятся сопоставления спутниковых наблюдений с собственными наземными измерениями, данными сетей NDACC и TCCON, находящимися в свободном доступе. Сотрудниками Лаборатории созданы обширные базы данных спутниковой информации, а также разработана программа анализа и визуализации результатов исследования «TROPOMI TOOLS». Программа имеет широкие аналитические возможности и крайне удобна для работы с большими массивами орбитальных данных.
Рис. 1 – Структурная схема и возможности программы TROPOMI TOOLS.
Рис. 2– Пример визуализации расчетов состава атмосферы в программе TROPOMI TOOLS: тренды общего содержания CO по данным AIRS v6. (октябрь-ноябрь 2008-2022 гг.).
Мы продолжаем знакомить вас с лабораториями Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН и сегодня мы расскажем о Лаборатории атмосферной спектроскопии (ЛАС).
Часть1 – Лаборатории атмосферной спектроскопии (ЛАС)
⌛ЛАС была создана в 1968 году д.ф.-м.н., проф. В.И. Диановым-Клоковым и является частью ОИСА - Отдела исследования состава атмосферы под руководством Н. Ф. Еланского.
ЛАС можно условно разделить на теоретическую и экспериментальную группу. Участниками экспериментальной Лаборатории осуществляется спектроскопические измерения содержания окиси углерода, метана и водяного пара с конца 60-х годов прошлого века. С помощью нескольких идентичных дифракционных спектрометров среднего разрешения (разработаны сотрудниками лаборатории) проводится регистрация солнечных спектров атмосфеерного поглощения в ИК диапазоне.
🌏 География проведенных Лабораторией в разные годы экспериментальных исследований весьма широка и охватывает почти весь Земной шар. В настоящее время измерения проводятся на нескольких стационарных пунктах: от Московского региона до пунктов в Центральной Сибири и эпизодически даже в Пекине.
🛰 В круг интересов экспериментальной группы Лаборатории входит также изучение особенностей и применимости спутниковых измерений различных систем мониторинга: AIRS, OMI, MODIS, TROPOMI, OCO-2, OCO-3 и др. Проводятся сопоставления спутниковых наблюдений с собственными наземными измерениями, данными сетей NDACC и TCCON, находящимися в свободном доступе. Сотрудниками Лаборатории созданы обширные базы данных спутниковой информации, а также разработана программа анализа и визуализации результатов исследования «TROPOMI TOOLS». Программа имеет широкие аналитические возможности и крайне удобна для работы с большими массивами орбитальных данных.
Рис. 1 – Структурная схема и возможности программы TROPOMI TOOLS.
Рис. 2– Пример визуализации расчетов состава атмосферы в программе TROPOMI TOOLS: тренды общего содержания CO по данным AIRS v6. (октябрь-ноябрь 2008-2022 гг.).
#лаборатории_ифа
Часть2 – ЛАС – Теоретические исследования в области атмосферной спектроскопии
В рамках отдела лаборатория плодотворно сотрудничает в области моделирования трендов состава атмосферы и приземного воздуха на базе транспортно-химических моделей GEOS-Chem, SILAM и WRF-Chem.
🌎 Помимо проведения собственных измерений, ЛАС активно взаимодействует с другими организациями. Так, в рамках Договора о сотрудничестве, проводилось изучение приземной концентрации озона и сопутствующих метеорологических параметров совместно с Карадагской научной станцией им. Т.И. Вяземского ФИЦ ИнБЮМ. Итогом проведенной работы стала публикация в ФАО под названием «Анализ изменчивости концентрации приземного озона в Карадагском природном заповеднике». Аналогично, в результате сотрудничества с Институтом Физики атмосферы Китайской Академии наук, и в рамках деятельности совместной Российско-Китайской лаборатории, было опубликовано более 10 статей в авторитетных международных научных изданиях.
🚩 Одной из приоритетных задач теоретической группы ЛАС с момента ее создания являлось исследование так называемого континуального поглощения излучения в атмосфере. Природа этого поглощения обусловлена чрезвычайно слабыми межмолекулярными взаимодействиями, однако эффекты континуального поглощения в значительной степени определяют радиационные свойства атмосфер Земли и планет и должны учитываться при решении задач дистанционного зондирования и климатического моделирования. В теоретической группе ЛАС под руководством д.ф.-м.н. А.А. Вигасина разрабатываются методы моделирования континуального поглощения водяного пара и спектров, индуцированных столкновениями. Общее состояние этих вопросов отражено в монографиях (Рис. 1) и (Рис.2).
Часть2 – ЛАС – Теоретические исследования в области атмосферной спектроскопии
В рамках отдела лаборатория плодотворно сотрудничает в области моделирования трендов состава атмосферы и приземного воздуха на базе транспортно-химических моделей GEOS-Chem, SILAM и WRF-Chem.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
#лаборатории_ифа
Мы завершаем вступительный рассказ о Лаборатории атмосферной спектроскопии.
Часть3 – ЛАС – Теоретические исследования в области атмосферной спектроскопии
✨ В настоящее время в работе теоретической группы широко используются методы квантовой химии, классической и квантовой механики, статистической физики и др. Разработанный в ЛАС оригинальный метод классических траекторий позволяет с высокой точностью рассчитывать столкновительно индуцированные спектры молекулярных пар, содержащих молекулы азота, углекислого газа, метана и др. Часть полученных результатов включена в международную базу спектральных данных HITRAN, широко используемую для атмосферных приложений.
Некоторые результаты теоретической группы ЛАС:
🔴Совместно с зарубежными коллегами сотрудниками ЛАС были выполнены работы по моделированию палеоатмосферы Марса и показана роль индуцированного поглощения, как важного фактора, определявшего наличие жидкой воды на его поверхности.
🪐 Полученные в ЛАС спектры молекулярных пар N2-N2 и N2-CH4 были использовны для успешной интерпретации данных измерений спускаемого аппарата Кассини в атмосфере Титана.
🟠Разработанная квантовая теория магнитно-дипольного поглощения молекулы СО2 помогла правильно описать результаты спектральных наблюдений в атмосфере Марса, полученные в ходе миссии МарсЭкспресс.
Рисунок – сравнение спектров излучения, рассчитанных с помощью теоретических данных ЛАС, с результатами измерений бортового спектрометра CIRS зонда Кассини в атмосфере Титана.
Мы завершаем вступительный рассказ о Лаборатории атмосферной спектроскопии.
Часть3 – ЛАС – Теоретические исследования в области атмосферной спектроскопии
Некоторые результаты теоретической группы ЛАС:
🔴Совместно с зарубежными коллегами сотрудниками ЛАС были выполнены работы по моделированию палеоатмосферы Марса и показана роль индуцированного поглощения, как важного фактора, определявшего наличие жидкой воды на его поверхности.
🟠Разработанная квантовая теория магнитно-дипольного поглощения молекулы СО2 помогла правильно описать результаты спектральных наблюдений в атмосфере Марса, полученные в ходе миссии МарсЭкспресс.
Рисунок – сравнение спектров излучения, рассчитанных с помощью теоретических данных ЛАС, с результатами измерений бортового спектрометра CIRS зонда Кассини в атмосфере Титана.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
#лаборатории_ифа
🚩 Мы снова возвращаемся к рубрике о лабораториях ИФА РАН и сегодня хотели бы поделиться исследованиями, которые проводятся в Лаборатории турбулентности и распространения волн в Отделе динамики атмосферы.
Одно из недавних исследований, проведенных сотрудниками Лаборатории, посвящено изучению Внутренних гравитационных волн в земной атмосфере при помощи радиозатменного метода (авторы: Горбунов М.Е. и Кан. В).
👎 Что такое Внутренние Гравитационные Волны или ВГВ? ВГВ в атмосфере являются осциллирующими отклонениями от фонового состояния, при этом плавучесть является возвращающей силой. Существует ряд механизмов генерации ВГВ: орографические, конвективные, ветровой сдвиг, нелинейные взаимодействия волн и другие. Энергия ВГВ увеличивается с увеличением частоты колебаний самих волн. Амплитуда ВГВ экспоненциально растет с увеличением высоты.
🌧 Пристальное внимание к ВГВ связано с теми многочисленными эффектами, которые они оказывают на атмосферную циркуляцию, вертикальную структуру метеорологических полей, тем самым «внося смуту» в турбулентный режим всех слоев атмосферы. Так, внутренние гравитационные волны в средней атмосфере являются основным источником мезомасштабных флуктуаций ветра и температуры. Параметризация ВГВ и изучение их климатологии необходимы для разработки глобальных моделей циркуляции атмосферы.
В опубликованной авторами статье рассматриваются основные направления исследований внутренних гравитационных волн по данным радиозатменного зондирования атмосферы Земли (РЗЗА).
🌏Радиозатменное зондирование атмосферы Земли (РЗЗА) или, как его называют в англоязычной литературе, radio occultation — это метод дистанционного зондирования атмосферы, используемый для восстановления температуры, давления и влажности в атмосфере (Рис. 1). Этот метод основан на измерении радиосигналов глобальных систем спутниковой навигации (GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Bei-Dou и др.), прошедших через атмосферу и принимаемых на спутнике с высотой орбиты около 600 км.
Одно из недавних исследований, проведенных сотрудниками Лаборатории, посвящено изучению Внутренних гравитационных волн в земной атмосфере при помощи радиозатменного метода (авторы: Горбунов М.Е. и Кан. В).
В опубликованной авторами статье рассматриваются основные направления исследований внутренних гравитационных волн по данным радиозатменного зондирования атмосферы Земли (РЗЗА).
🌏Радиозатменное зондирование атмосферы Земли (РЗЗА) или, как его называют в англоязычной литературе, radio occultation — это метод дистанционного зондирования атмосферы, используемый для восстановления температуры, давления и влажности в атмосфере (Рис. 1). Этот метод основан на измерении радиосигналов глобальных систем спутниковой навигации (GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Bei-Dou и др.), прошедших через атмосферу и принимаемых на спутнике с высотой орбиты около 600 км.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❄️ Охлаждение верхней атмосферы по наблюдениям на Звенигородской станции ИФА им. А.М.Обухова РАН
Мы возвращаемся к новостям про #лаборатории_ифа и сегодня хотим поделиться с вами исследованиями, которые проводятся сотрудниками Лаборатории физики верхней атмосферы (ЛФВА): поговорим об одной из крайне сложных для измерений области атмосферы - мезопаузе🌌.
🕹С 1957 год по настоящее время на Звенигородской станции Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН проводится мониторинг температуры мезопаузы (80 - 100 км) – эта область атмосферы является наиболее холодной в течение всего года, а исследования мезопаузы всегда были затруднены из-за сложностей измерений на этих высотах. Большой интерес к мезопаузе и к долговременному мониторингу ее характеристик возник в начале 1990-х годов в связи публикацией ряда работ Робла, Дикинсона и Ришбета по моделированию влияния парниковых газов на атмосферу [Roble and Dickinson, 1989; Rishbeth and Roble, 1992]. Тогда было показано, что удвоение углекислого газа и метана способно вызвать значительное охлаждение средней и верхней атмосферы (на десять и более градусов) в отличие от тропосферы, где наблюдается парниковый отепляющий эффект.
⚗️Так как же проводится мониторинг температуры мезопаузы? А осуществляются он с помощью наземных ночных спектральных наблюдений атмосферного гидроксильного излучения – излучения возбужденных молекул OH, образующихся вблизи мезопаузы при химических реакциях. Для измерений используются светосильные дифракционные спектрографы СП-48, СП-49, СП-50 с постоянно совершенствующимися приемниками излучения.
Мы возвращаемся к новостям про #лаборатории_ифа и сегодня хотим поделиться с вами исследованиями, которые проводятся сотрудниками Лаборатории физики верхней атмосферы (ЛФВА): поговорим об одной из крайне сложных для измерений области атмосферы - мезопаузе🌌.
🕹С 1957 год по настоящее время на Звенигородской станции Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН проводится мониторинг температуры мезопаузы (80 - 100 км) – эта область атмосферы является наиболее холодной в течение всего года, а исследования мезопаузы всегда были затруднены из-за сложностей измерений на этих высотах. Большой интерес к мезопаузе и к долговременному мониторингу ее характеристик возник в начале 1990-х годов в связи публикацией ряда работ Робла, Дикинсона и Ришбета по моделированию влияния парниковых газов на атмосферу [Roble and Dickinson, 1989; Rishbeth and Roble, 1992]. Тогда было показано, что удвоение углекислого газа и метана способно вызвать значительное охлаждение средней и верхней атмосферы (на десять и более градусов) в отличие от тропосферы, где наблюдается парниковый отепляющий эффект.
⚗️Так как же проводится мониторинг температуры мезопаузы? А осуществляются он с помощью наземных ночных спектральных наблюдений атмосферного гидроксильного излучения – излучения возбужденных молекул OH, образующихся вблизи мезопаузы при химических реакциях. Для измерений используются светосильные дифракционные спектрографы СП-48, СП-49, СП-50 с постоянно совершенствующимися приемниками излучения.
SpringerLink
Long-Term Temperature Trend in the Mesopause Region from Observations of Hydroxyl Airglow in Zvenigorod
Geomagnetism and Aeronomy - The study analyzes the long-term average annual OH* temperature trend, the values of which were obtained from nighttime spectral measurements of hydroxyl airglow bands...
#лаборатории_ифа
🌪️Что такое вертикальные бароклинные вихри и чем важна их симметричная устойчивость?
В недавней статье главного научного сотрудника Лаборатории геофизической гидродинамики Михаила Васильевича Курганского сделана попытка связать морфологические характеристики интенсивных конвективных вихрей, таких как сухопутные в водяные смерчи, а также пыльные вихри, с их гидродинамической устойчивостью.
Известно, что такие вихри могут иметь существенно различающееся морфологическое строение. Что касается пыльных вихрей, то ранее М.В. Курганским уже была предложена классификация вихрей по их форме на два основных типа:
🌀 - узкие, сосредоточенные вихри цилиндрической формы, которые простираются высоко вверх в конвективный пограничный слой(Рис. 1);
🌀- и более широкие и менее организованные (более диффузные) вихри, имеющие в своей нижней части форму перевернутого клина (Рис.2).
Эти снимки сделаны в 2009 году во время экспедиции по изучению пыльных вихрей в пустыне Атакама, Чили, которую возглавлял М.В. Курганский.
Автору удалось показать симметричнуюустойчивость близких к цилиндрическим в своей нижней части вихрей с радиусом, который затем с возрастающей скоростью увеличивается с высотой и становится бесконечным на конечном уровне над поверхностью Земли. Эта первая модель наиболее близко соответствует узким, четко структурированным, пыльным вихрям (см. Рис.1) и водяным смерчам. Напротив, более широкие вихри конической формы (см. Рис.2) удовлетворяют необходимому условию неустойчивости, и высказывается гипотеза о том, что это отчасти объясняет диффузный, неорганизованный характер подобного рода пыльных вихрей.
🌪️Что такое вертикальные бароклинные вихри и чем важна их симметричная устойчивость?
В недавней статье главного научного сотрудника Лаборатории геофизической гидродинамики Михаила Васильевича Курганского сделана попытка связать морфологические характеристики интенсивных конвективных вихрей, таких как сухопутные в водяные смерчи, а также пыльные вихри, с их гидродинамической устойчивостью.
Известно, что такие вихри могут иметь существенно различающееся морфологическое строение. Что касается пыльных вихрей, то ранее М.В. Курганским уже была предложена классификация вихрей по их форме на два основных типа:
🌀 - узкие, сосредоточенные вихри цилиндрической формы, которые простираются высоко вверх в конвективный пограничный слой(Рис. 1);
🌀- и более широкие и менее организованные (более диффузные) вихри, имеющие в своей нижней части форму перевернутого клина (Рис.2).
Эти снимки сделаны в 2009 году во время экспедиции по изучению пыльных вихрей в пустыне Атакама, Чили, которую возглавлял М.В. Курганский.
Автору удалось показать симметричнуюустойчивость близких к цилиндрическим в своей нижней части вихрей с радиусом, который затем с возрастающей скоростью увеличивается с высотой и становится бесконечным на конечном уровне над поверхностью Земли. Эта первая модель наиболее близко соответствует узким, четко структурированным, пыльным вихрям (см. Рис.1) и водяным смерчам. Напротив, более широкие вихри конической формы (см. Рис.2) удовлетворяют необходимому условию неустойчивости, и высказывается гипотеза о том, что это отчасти объясняет диффузный, неорганизованный характер подобного рода пыльных вихрей.
SpringerLink
Symmetric Stability of Vertical Baroclinic Vortices with a Warm Core
Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics - An attempt has been made to relate the morphological characteristics of intense convective vortices, such as waterspouts and dust devils, to their...
#лаборатории_ифа
☁️ Как связаны перистые облака со струйными течениями? Об этом сегодня в новости о недавней статье Лаборатории геофизической гидродинамики (ЛГГ).
Струйные течения – это сильный узкий поток с почти горизонтальной осью в верхней тропосфере или нижней стратосфере, характеризующийся большими вертикальными и горизонтальными сдвигами ветра и одним или более максимумами скорости. Скорости ветра в струйном течении (СТ) превышают 30 м/с. Длина СТ может достигать нескольких тысяч километров, ширина – сотен километров, при этом по вертикали такие гиганты охватывают толщу в несколько километров.
🛩Обнаружили подобные зоны еще в далеком 1945 году американские летчики: американские пилоты над Японией встретили исключительно сильную струю, скорость в которой была около 250 миль/час (около 140 км/час). Тяжелые американские бомбардировщики, летавшие со скоростями 350-400 км/ч на высоте около 8 км, часто отклонялись от взятого курса или теряли скорость, иногда попадая в зону встречных ветров такой силы, что оставались в воздухе почти в неподвижном состоянии, зависая над теми или иными объектами.
📖 В работе сотрудников Лаборатории геофизической гидродинамики М.В. Курганского и Е.А. Безотеческой изучена связь перистой облачности и областей повышенной относительной влажности в верхней тропосфере с симметричной неустойчивостью, развивающейся на субтропической (антициклональной) стороне струйных течений.
Перистые облака в верхней тропосфере влияют на общий радиационный режим, имеют значение для авиации, поскольку сопряжены с зонами повышенной турбулентности, оказывают влияние на зондирование Земли со спутников, указывают на области повышенной влажности воздуха, вносят вклад в баланс влаги в атмосфере и часто бывают связаны со струйными течениями в верхней тропосфере.
По спутниковым снимкам перистых облаков в Северном и Южном полушариях и с использованием данных реанализаавторами оценены значения вертикальной турбулентной вязкости, которая компенсирует невязкий рост возмущений при симметричной неустойчивости. На поверхностях 250 и 200 гПа подтверждена значимая корреляция между высокой относительной влажностью и потенциальной завихренностью, которая характерна для симметричной неустойчивости, проявляющей себя как наклонная конвекция, и, таким образом, последняя получается ответственной за появление параллельных гряд перистых облаков.
Струйные течения – это сильный узкий поток с почти горизонтальной осью в верхней тропосфере или нижней стратосфере, характеризующийся большими вертикальными и горизонтальными сдвигами ветра и одним или более максимумами скорости. Скорости ветра в струйном течении (СТ) превышают 30 м/с. Длина СТ может достигать нескольких тысяч километров, ширина – сотен километров, при этом по вертикали такие гиганты охватывают толщу в несколько километров.
🛩Обнаружили подобные зоны еще в далеком 1945 году американские летчики: американские пилоты над Японией встретили исключительно сильную струю, скорость в которой была около 250 миль/час (около 140 км/час). Тяжелые американские бомбардировщики, летавшие со скоростями 350-400 км/ч на высоте около 8 км, часто отклонялись от взятого курса или теряли скорость, иногда попадая в зону встречных ветров такой силы, что оставались в воздухе почти в неподвижном состоянии, зависая над теми или иными объектами.
Перистые облака в верхней тропосфере влияют на общий радиационный режим, имеют значение для авиации, поскольку сопряжены с зонами повышенной турбулентности, оказывают влияние на зондирование Земли со спутников, указывают на области повышенной влажности воздуха, вносят вклад в баланс влаги в атмосфере и часто бывают связаны со струйными течениями в верхней тропосфере.
По спутниковым снимкам перистых облаков в Северном и Южном полушариях и с использованием данных реанализаавторами оценены значения вертикальной турбулентной вязкости, которая компенсирует невязкий рост возмущений при симметричной неустойчивости. На поверхностях 250 и 200 гПа подтверждена значимая корреляция между высокой относительной влажностью и потенциальной завихренностью, которая характерна для симметричной неустойчивости, проявляющей себя как наклонная конвекция, и, таким образом, последняя получается ответственной за появление параллельных гряд перистых облаков.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
SpringerLink
On the Relationship of Cirrus Clouds and Upper Tropospheric Relative Humidity Fields with Symmetric Instability
Russian Meteorology and Hydrology - The relationship of cirrus clouds and areas of increased relative humidity in the upper troposphere with symmetric instability developing on the subtropical...
#лаборатории_ифа
Чем занимаются ученые в Радиоакустической лаборатории Института физики атмосферы им. А.М. Обухова? В основном, изучают физику атмосферы, преимущественно, радио и акустическими методами. Причем предмет и средство исследования в работах часто чередуются: за исследованием отражения инфразвука от неоднородностей атмосферы, как правило, следует работа, использующая полученные формулы для восстановления структуры атмосферы по инфразвуковым сигналам.
📡Важной частью работы Лаборатории является поддержание сетей мониторинга атмосферы с помощью микробарографов, акустических локаторов - содаров и датчиков инфразвука. Работа таких сетей в непрерывном режиме позволяет регистрировать и изучать явления в атмосфере, связанные с редкими, случайными или труднопрогнозируемыми событиями: атмосферными фронтами, шквалами, солнечными затмениями, взрывами болидов и извержениями вулканов.
🌋Так, извержение подводного вулкана Хунга–Тонга-Хунга–Хаапай 15 января 2022 вызвало волновые возмущения одновременно в океане, атмосфере и литосфере изучение которых помогает нам понять и оценить реакцию природных сред на достаточно редкое и мощное природное явление. Извержение вулкана сопровождалось генерацией акустико-гравитационных волн в атмосфере, которые были зарегистрированы практически на всей сети инфразвуковых станций Международной системы мониторинга ядерных взрывов. На сети микробарографов в московском регионе, на расстоянии примерно 15200 км от вулкана, было обнаружено шесть приходов сигнала давления (прямых и прошедших через антиподальную точку), содержащих волну Лэмба (эта волновая мода была идентифицирована С.Н. Куличковым в первые дни после извержения вулкана) и инфразвуковые волны. Было показано, что волна Лэмба, распространяясь в атмосфере над поверхностью океана, генерирует в нем волну цунами.
В недавней работе коллектива Радиоакустической лаборатории опубликовано исследование акустогравитационных и инфразвуковых сигналов от вулкана Тонга, зарегистрированных на станциях Международной системы инфразвукового мониторинга. В статье дано объяснение закономерностям в изменении формы наблюдаемого сигнала давления с ростом расстояния от вулкана. Показано, что основной вклад в наблюдаемые сигналы, дает суперпозиция моды Лэмба и акустических мод. Получена оценка энергии извержения вулкана по амплитуде давления и характерной длительности сигнала. Оценка значительно превышает энергию, выделившуюся при взрыве ядерной царь-бомбы в 58 МТ ТНТ. Полученные закономерности могут быть использованы для оценки эквивалентных мощностей источников мощных инфразвуковых сигналов, а также должны учитываться при моделировании генерации в поле волны Лэмба волны цунами и сейсмических волн.
Чем занимаются ученые в Радиоакустической лаборатории Института физики атмосферы им. А.М. Обухова? В основном, изучают физику атмосферы, преимущественно, радио и акустическими методами. Причем предмет и средство исследования в работах часто чередуются: за исследованием отражения инфразвука от неоднородностей атмосферы, как правило, следует работа, использующая полученные формулы для восстановления структуры атмосферы по инфразвуковым сигналам.
📡Важной частью работы Лаборатории является поддержание сетей мониторинга атмосферы с помощью микробарографов, акустических локаторов - содаров и датчиков инфразвука. Работа таких сетей в непрерывном режиме позволяет регистрировать и изучать явления в атмосфере, связанные с редкими, случайными или труднопрогнозируемыми событиями: атмосферными фронтами, шквалами, солнечными затмениями, взрывами болидов и извержениями вулканов.
🌋Так, извержение подводного вулкана Хунга–Тонга-Хунга–Хаапай 15 января 2022 вызвало волновые возмущения одновременно в океане, атмосфере и литосфере изучение которых помогает нам понять и оценить реакцию природных сред на достаточно редкое и мощное природное явление. Извержение вулкана сопровождалось генерацией акустико-гравитационных волн в атмосфере, которые были зарегистрированы практически на всей сети инфразвуковых станций Международной системы мониторинга ядерных взрывов. На сети микробарографов в московском регионе, на расстоянии примерно 15200 км от вулкана, было обнаружено шесть приходов сигнала давления (прямых и прошедших через антиподальную точку), содержащих волну Лэмба (эта волновая мода была идентифицирована С.Н. Куличковым в первые дни после извержения вулкана) и инфразвуковые волны. Было показано, что волна Лэмба, распространяясь в атмосфере над поверхностью океана, генерирует в нем волну цунами.
В недавней работе коллектива Радиоакустической лаборатории опубликовано исследование акустогравитационных и инфразвуковых сигналов от вулкана Тонга, зарегистрированных на станциях Международной системы инфразвукового мониторинга. В статье дано объяснение закономерностям в изменении формы наблюдаемого сигнала давления с ростом расстояния от вулкана. Показано, что основной вклад в наблюдаемые сигналы, дает суперпозиция моды Лэмба и акустических мод. Получена оценка энергии извержения вулкана по амплитуде давления и характерной длительности сигнала. Оценка значительно превышает энергию, выделившуюся при взрыве ядерной царь-бомбы в 58 МТ ТНТ. Полученные закономерности могут быть использованы для оценки эквивалентных мощностей источников мощных инфразвуковых сигналов, а также должны учитываться при моделировании генерации в поле волны Лэмба волны цунами и сейсмических волн.
N + 1 — главное издание о науке, технике и технологиях
Четыре сигнала Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай
Как из Москвы выглядел взрыв вулкана в Тихом океане
#статьи_ифа #лаборатории_ифа
Недавно в журнале Известия РАН. Физика атмосферы и океана вышла статья: «Анализ изменчивости концентрации приземного озона в Карадагском природном заповеднике». Работа была выполнена сотрудниками Лаборатории атмосферной спектроскопии ИФА РАН (Е. И. Федорова, В. А. Лапченко, Н.Ф. Еланский, В. С. Ракитин, А. И. Скороход, А. В. Васильева) совместно с научными сотрудниками Карадагской научной станции им. Т.И. Вяземского (далее СФЭМ), где проводятся измерения концентрации озона, а также сопутствующих метеопараметров.
🫧Приземный озон относится к первому классу опасности, является агрессивным окислителем и может вызывать серьезные проблемы со здоровьем, наносить ущерб окружающей среде и ускорять деградацию материалов, что приводит к значительным экономическим и экологическим последствиям. Озон активен в химическом отношении, может генерироваться в ходе фотохимических реакций в нижней тропосфере и является одним из компонентов фотохимического смога. Cвой вклад в загрязнение приземным озоном вносят местные и удаленные источники, такие как лесные пожары, антропогенные выбросы углеводородов, сжигание ископаемого топлива и т.д.
Несмотря на отсутствие вблизи места измерений локальных источников загрязнений, общий уровень концентрации озона на СФЭМ довольно высок, особенно в эпизодах, сопровождающихся южным и юго-восточным приземным ветром (в связи со сложной топографией места измерений оба случая относятся к ветру с моря). Частота превышения предельно допустимой концентрации (среднего значения за 8 часов, концентрации О3≥100 мкг/м3 в течение 8 часов подряд и более) составляет около 5% за исследуемый период с 2016–2021.
Траекторный анализ показал (Рис.1), что для случаев превышения норматива весной движение воздушных масс происходит над акваторией Черного моря, преобладает атмосферный перенос с северного – северо-западного направлений со стороны центральной Украины, Турции, Румынии и Болгарии; в летние месяцы преобладает перенос над сушей с восточного направления (Украина, юг России).
Тренды концентрации озона как в целом за период 2012–2021 гг., так и в рамках сезонных оценок имеют близкие к нулю значения и статистически незначимы.
Более подробно со статьёй можно ознакомиться по ссылке.
Недавно в журнале Известия РАН. Физика атмосферы и океана вышла статья: «Анализ изменчивости концентрации приземного озона в Карадагском природном заповеднике». Работа была выполнена сотрудниками Лаборатории атмосферной спектроскопии ИФА РАН (Е. И. Федорова, В. А. Лапченко, Н.Ф. Еланский, В. С. Ракитин, А. И. Скороход, А. В. Васильева) совместно с научными сотрудниками Карадагской научной станции им. Т.И. Вяземского (далее СФЭМ), где проводятся измерения концентрации озона, а также сопутствующих метеопараметров.
🫧Приземный озон относится к первому классу опасности, является агрессивным окислителем и может вызывать серьезные проблемы со здоровьем, наносить ущерб окружающей среде и ускорять деградацию материалов, что приводит к значительным экономическим и экологическим последствиям. Озон активен в химическом отношении, может генерироваться в ходе фотохимических реакций в нижней тропосфере и является одним из компонентов фотохимического смога. Cвой вклад в загрязнение приземным озоном вносят местные и удаленные источники, такие как лесные пожары, антропогенные выбросы углеводородов, сжигание ископаемого топлива и т.д.
Несмотря на отсутствие вблизи места измерений локальных источников загрязнений, общий уровень концентрации озона на СФЭМ довольно высок, особенно в эпизодах, сопровождающихся южным и юго-восточным приземным ветром (в связи со сложной топографией места измерений оба случая относятся к ветру с моря). Частота превышения предельно допустимой концентрации (среднего значения за 8 часов, концентрации О3≥100 мкг/м3 в течение 8 часов подряд и более) составляет около 5% за исследуемый период с 2016–2021.
Траекторный анализ показал (Рис.1), что для случаев превышения норматива весной движение воздушных масс происходит над акваторией Черного моря, преобладает атмосферный перенос с северного – северо-западного направлений со стороны центральной Украины, Турции, Румынии и Болгарии; в летние месяцы преобладает перенос над сушей с восточного направления (Украина, юг России).
Тренды концентрации озона как в целом за период 2012–2021 гг., так и в рамках сезонных оценок имеют близкие к нулю значения и статистически незначимы.
Более подробно со статьёй можно ознакомиться по ссылке.
SpringerLink
Ground-Level Ozone Concentration Variability Analysis in the Karadag Nature Reserve
Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics - This paper presents the results of a study of ground-level ozone concentration variability in Crimea at the background environmental monitoring station...
#лаборатории_ифа
Кто и зачем изучает серебристые облака?
Если для большинства людей серебристые (мезосферные) облака представляют собой просто красивое зрелище, то для сотрудников Лаборатории физики верхней атмосферы (ЛФВА) ИФА они каждый летний сезон являются объектом пристального изучения.
❓ Для чего нужно изучать серебристые облака (С.О.) спросите вы? Во-первых, С.О. являются индикатором достаточно низких температур на той высоте, где они образуются, и поэтому помогают исследовать изменчивый температурно–влажностный режим верхней мезосферы. Во-вторых, они прекрасно отображают пространственно-временную структуру воздушных течений в этом слое, помогая изучать присутствующие в них волны и турбулентность.
🖥 Мониторинг С.О. сотрудниками ЛФВА проводится начиная с 2000 г. с помощью автоматической фотосъемки северной стороны неба (где чаще всего появляются серебристые облака), изначально в одном, а в последние годы - в трех пунктах Подмосковья. Оборудование каждого из пунктов (Фото 1 в обработке AI) состоит из фотокамеры, закрепленной на штативе и ноутбука или компьютера, управляющего фотосъемкой и записывающего в свою память фотоизображения. После каждого летнего сезона фотосъемка анализируется и составляется сводка появлений С.О. вблизи Москвы.
(⬇️ продолжение)
Кто и зачем изучает серебристые облака?
Если для большинства людей серебристые (мезосферные) облака представляют собой просто красивое зрелище, то для сотрудников Лаборатории физики верхней атмосферы (ЛФВА) ИФА они каждый летний сезон являются объектом пристального изучения.
(
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM