Конкурс Российского научного фонда

«Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований коллективами существующих научных лабораторий»:

 
Проект 14-27-00022 http://rscf.ru/prjcard?rid=14-27-00022

«Лазерное зондирование аэрозольного, газового, метеорологического состава атмосферы от приземного слоя до мезосферы (методы, аппаратура, исследования)» 2014–2016 гг.

 Руководитель: д.ф.-м.н. Г.Г. Матвиенко.

2014. Результаты:

1. Аналитический обзор по современным лидарным методам зондирования облачных и аэрозольных полей, МГС и метеопараметров атмосферы.
2. Информационно-вычислительная система для дистанционного газоанализа атмосферы методом дифференциального поглощения;
3. Результаты численного моделирования лидарного зондирования в диапазонах генерации перестраиваемых многоволновых ИК лазеров.
4. Экспериментальные измерительные установки для лидарного газоанализа на основе многоволновых ИК лазеров.
5. Макет приемо-передатчика поляризационного сканирующего лидара для зондирования пространственно-временной структуры кристаллических облаков.
6. Модернизированный лидарный комплекс для зондирования озона на Сибирской лидарной станции.
7. Макет поляризационного блока для измерения взаимно ортогональных компонент сигнала с использованием линейной и круговой поляризации излучения передатчика.
8. Макет приемо-передатчика лидара для дистанционного определения вертикального распределения температуры в тропосфере на основе анализа интенсивностей линий чисто вращательного спектра СКР на молекулах атмосферного азота и кислорода.
9. Макет блока спектральной селекции участков чисто вращательного спектра СКР на молекулах азота и кислорода на основе оригинального двойного дифракционного монохроматора.
10. Модернизация компьютерного алгоритма физической оптики для случая невыпуклых кристаллических частиц.
11. Банк данных матриц обратного рассеяния для кристаллов выпуклой формы для длин волн 0.355, 0.532, 1.064 и 1.5 мкм.
12. Пакет программ для расчета по лидарным сигналам метеопараметров атмосферы.
13. Методики и алгоритмы восстановления концентрации парниковых газов при зондировании из космоса.
14. Результаты лидарного мониторинга зондирования облачных и аэрозольных полей, озона, МГС и метеопараметров атмосферы.
15. Монография: Бобровников С.М., Матвиенко Г.Г., Романовский О.А., Сериков И.Б., Суханов А.Я. «Лидарный спектроскопический газоанализ атмосферы» Томск. Изд-во ИОА СО РАН. 2014. 508 с.

2015. Результаты:

1. Результаты комплексного аэрозольного оптического эксперимента с использованием средств дистанционного и локального контроля параметров атмосферы, в том числе интеркалибровка лидарных данных о характеристиках атмосферы с данными стандартных измерений (наземные наблюдательные посты и радиозонды) и спутниковыми измерениями.
2. Результаты сопоставления различных подходов к восстановлению микроструктуры аэрозоля по данным многоволнового лидарного зондирования на основе использования метода регуляризации и итерационного алгоритма.
3. Границы применимости метода физической оптики для расчета матриц рассеяния света в перистых облаках.
4. Оценка влияния параметра неидеальности формы гексагональных ледяных кристаллов на параметры лидарных сигналов: спектральное, деполяризационное и лидарное отношения.
5. Анализ данных измерений характеристик стратосферного аэрозольного слоя, температуры, концентрации озона в районе тропопаузы и общего содержания озона на предмет выявления кратковременных аномальных изменений и долговременных трендов изменений.
6. Базы данных измерений вертикальных профилей озона в верхней тропосфере – нижней стратосфере, оптических характеристик стратосферного аэрозольного слоя, общего содержания озона.
7. Корректировка эмпирических моделей рассеивающих характеристик фонового стратосферного аэрозоля.
8. Ряд данных вертикального распределения аэрозоля, температуры и плотности в стратосфере и мезосфере над Томском в условиях их фонового и возмущенного состояния, полученный на основе лидарных измерений.
9. Пакет программ обработки и представления данных лидарного зондирования.
10. Результаты моделирования и решения обратной задачи для лидаров космического базирования при восстановлении концентрации парниковых газов.
11. Программный комплекс имитации процесса переноса излучения, добавление оптико-аэрозольной модели в программный модуль расчета.
12. Монография «Лидарное зондирование облачных и аэрозольных полей, МГС и метеопараметров атмосферы». Томск. Изд-во ИОА СО РАН. 2015.

2016. Ожидаемые результаты

1. Макет приемо-передатчика поляризационного сканирующего лидара для зондирования пространственно-временной структуры кристаллических облаков.
2. Метод совместного определения показателя преломления и характеристик функции распределения аэрозольных частиц по многоволновым лидарным измерениям коэффициентов ослабления (355 и 532 нм) и обратного рассеяния (355, 532 и 1064 нм).
3. Результаты натурных исследований одновременных наблюдений вертикальных распределений аэрозоля и метеопараметров, выявление их корреляционных зависимостей.
4. Оптическая схема монохроматора для одновременного спектрального выделения Q-ветвей колебательно-вращательных спектров СКР кислорода, азота и водяного пара.
5. Методика дистанционного определения температуры и влажности тропосферы на основе анализа лидарных сигналов комбинационного рассеяния.
6. Сравнение рассчитанных характеристик света, рассеянного на ориентированных ледяных кристаллах, с экспериментальными данными, полученными сканирующими поляризационными лидарами.
7. Матрицы обратного рассеяния для кристаллов невыпуклых форм.
8. Данные измерений вертикальных профилей озона в верхней тропосфере – нижней стратосфере, оптических характеристик стратосферного аэрозольного слоя, общего содержания озона.
9. Дополненный за 2016 г. многолетний ряд данных по лидарным наблюдениям вертикального распределения аэрозоля, температуры и плотности в средней атмосфере над Томском.
10. Результаты натурных экспериментов по лидарному газоанализу с использованием лазера на основе ПГС в области спектра 3– 4 мкм.
12. Методика и алгоритм восстановления концентрации парниковых газов при многоволновом аэрокосмическом лидарном зондировании.
13. Методики и алгоритмы восстановления концентрации водяного пара и микрофизических аэрозольных характеристик с применением лидаров на основе фемтосекундных источников излучения.
14. Монография «Сибирская лидарная станция: аппаратура и результаты». Томск. Изд-во ИОА СО РАН. 2016.