Сформулированы условия принадлежности функций к классу структурных для стационарных случайных процессов. В пространственной области это соответствует однородному и изотропному скалярному полю. Показано, что степенная функция является структурной лишь при показателе степени не больше единицы. Также показаны связь спектральных плотностей стационарных и случайных процессов со стационарными приращениями и осциллирующий характер поведения спектральной плотности стационарных процессов. Получены аналитические выражения для их описания с анализом точностных характеристик, рекомендованные для широкого практического использования.
Изучается зависимость изотропной поляризуемости α молекулы Н2О от переменной θ, описывающей изгибное колебание большой амплитуды в молекуле. Функция α(θ) выбрана в виде степенного ряда. Коэффициенты ряда подбирались из условия, чтобы матричные элементы <ψn|α(θ)|ψn> в базисе ангармонических волновых функций ψn(θ) совпадали со значениями поляризуемости α(n), найденными при анализе сдвигов линий поглощения молекулы в колебательных полосах n × ν2( n = 1-6) давлением азота, кислорода, воздуха и аргона. Для численного расчета волновых функций ψn (θ) использовалась потенциальная функция с низким барьером к линейной конфигурации молекулы. Проведен численный расчет вращательных вкладов в эффективную поляризуемость молекулы и дано сравнение полученного представления α(θ) с ab initio расчетами.
Представлены результаты измерений концентрации молекул Н2 в нанопорах образца аэрогеля (SiO2) диаметром ~20 нм, выполненных по стандартной газометрической методике. На основе полученных данных о концентрации молекул в объеме нанопор и об интегральной интенсивности индуцированной столкновениями полосы поглощения Н2 0-1 сделаны оценки сечения поглощения в максимуме полосы.
Показано, что снег с ледовой поверхности озер, расположенных внутри верховых болот, пригоден для мониторинга стока «дальнего» аэрозоля на земную поверхность. По многолетним сведениям о концентрациях твердых и растворенных примесей в таких пробах снега с Барабинской и Васюганской равнин проведена оценка фона зимнего поступления аэрозольного вещества на юго-восток Западной Сибири. Обнаружено, что за счет дальнего переноса на 1 м2 поверхности здесь выпадает около 7 мг аэрозоля в сутки, в том числе в виде твердых частиц - 3,1 мг/м2 в сутки. Зимний сток атмосферных примесей не превышает 10% от годового стока, поэтому существенно не влияет на скорость осадконакопления. В составе твердых примесей стабильно преобладает зольная часть, средняя зольность - 65%. Минерализация талых снеговых вод с поверхности болотных озер близка к глобальному фону минерализации атмосферных осадков.
Выполнен анализ содержания и эволюции коричневого углерода в дымах сибирских лесных пожаров по данным измерений абсорбционной аэрозольной оптической толщи (ААОТ) на трех российских станциях сети AERONET в Томске, Звенигороде и Екатеринбурге. Получены оценки относительного вклада мелкодисперсного коричневого углерода в абсорбцию солнечного излучения на длине волны 440 нм (hBrC), в том числе для ситуации аномального дальнего переноса дымов из Сибири в европейскую часть России летом 2016 г. Значительное содержание коричневого углерода обнаружено в дымах в Томске и Зеленограде (где значения hBrC равны в среднем 15 и 18%). При этом значимых величин hBrC в период прохождения дымов от сибирских пожаров над Екатеринбургом не обнаружено. Выявлено убывание hBrC по мере старения аэрозоля в освещенных условиях с характерным временным масштабом ~ 30 ч. В то же время результаты измерений в Звенигороде свидетельствуют об увеличении абсорбирующих свойств органической составляющей компоненты дымового аэрозоля при гораздо более длительной эволюции.
Исследуются статистические связи между содержанием черного углерода (black carbon - ВС) в столбе атмосферы и альбедо ( А ) подстилающей поверхности, величины которых получены из данных реанализа MERRA-2 для четырех тестовых районов вблизи арктического побережья России в апреле 2010-2016 гг. В анализ включены также метеопараметры атмосферы: температура воздуха, количество жидких и твердых осадков. Статистический анализ проводился по среднесуточным значениям параметров. Повышение температуры воздуха везде сопровождается понижением альбедо поверхности - как в масштабах месяца, так и в ежедневных вариациях. Осадки в виде свежего снега повышают альбедо поверхности. В целом за 7 лет значимая отрицательная корреляция между ВС и А в апреле обнаружена в Ненецком автономном округе и на Гыданском п-ове. Выявлены отдельные годы (в общем случае различные для разных районов), когда коррелируют межсуточные вариации А и ВС в пределах месяца, также с отрицательными коэффициентами. Оценены возможная изменчивость альбедо за счет вариаций разных параметров и изменения его радиационного форсинга.
Исследованы зонально осредненные поля сезонной и долговременной изменчивости общего содержания озона (ОСО), включая приполярные области. Показано, что долговременная изменчивость всех указанных рядов (с пространственным разрешением 3° широты) сводится к параметрическому резонансу с наименьшей из частот приливных колебаний (период 18,6 года). После исключения этого эффекта тренды рядов для всех широтных поясов становятся исчезающе малыми (имеющими разные знаки) и статистически незначимыми. Полученные результаты несовместимы с антропогенной версией «истощения озонового слоя». Указано, что обнаруженное явление параметрического резонанса наблюдается и в литосфере применительно к глобальной тектонической активности.
В работе анализируются изменения продолжительности солнечного сияния (ПСС) в Томске за период 1961-2018 гг. и отдельно за 1961-1990 и 1981-2010 гг. с использованием информации об облачности. Установлено, что фактическое значение средней многолетней месячной ПСС колеблется от 44 ч в декабре до 317 ч в июне - июле. Анализ многолетнего хода ПСС показал, что с 1961 до 1989 г. наблюдался рост, а с 1999 г. - уменьшение ПСС, обусловленное ростом балла нижней облачности и высокой повторяемостью сплошной облачности. В настоящее время ПСС в Томске увеличилась относительно исторического периода 1961-1990 гг. Получены уравнения регрессии между ПСС и суммарной солнечной радиацией, измеренной на TOR-станции ИОА СО РАН в период 1996-2018 гг.
В настоящее время только один классический метод учета рефракции в периоды спокойных изображений позволяет в значительной степени компенсировать ее влияние на результаты геодезических измерений. Однако период спокойных изображений очень мал, и его временные границы крайне сложно оценить. Поэтому, несмотря на многолетние усилия, проблема учета рефракции в геодезических измерениях до сих пор не решена. Благодаря проведенным исследованиям турбулентного метода получена точность определения рефракции, соответствующая инструментальной точности используемого прибора, даже в условиях неустойчивой температурной стратификации атмосферы, когда наблюдаются значительные флуктуации угла прихода пучка лазерного излучения. Исследования выполнены группой компаний «Геодезия и Строительство» совместно с кафедрой геодезии МИИГАиК.
Показано способ измерения мощности структурной характеристики флуктуаций показателя преломления C n 2 на основе данных двухканального турбулентного аэрозольного лидара, работающего на эффекте усиления обратного рассеяния (УОР). Предлагается использовать приближение В. В. Воробьева, которая для случаев проявления турбулентности определяет зависимость C n 2 от отношения эхосигналов. Основанием для этого являются экспериментальные данные, из которых следует, что эффект УОР возникает в относительно небольшой области пространства вблизи рассеивающего объема. Приведены результаты зондирования для горизонтальных трасс.