Модели вертикальной трансформации оптико-микрофизических свойств аэрозольной компоненты атмосферы тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОРЛИМ ЛЕНИНА

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТШТ ОПТИКИ АТМОСФЕРЫ

РГ8 ОЛ

На правах рукописи и !..........УДК 551.531.3:535.3

РАЛМОВ РУСТАМ ФУАТОШЧ

МОДЕЛИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРАНЗСОРМАЦИЙ ОПГЙКО-ШКРОФИЗКЧЕСКИ СВОЙСТВ АЭРОЗОЛЬНОЙ К0МГО1ЕНТЫ ЛТ1.ЮСФЕРЫ.

специальность 01.04.05 -Оптика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой стелет доктора физлЕо-изтеиатических.нзугс

Тшск - 1894

Работа выполнена в Институте оптики атмосферы СО РАН

Официальные оппоненты: доктор фкзико-ыатеыатичесхюс наук, Горчаков Г.И.

доктор фя зико -ызтенатичесши наук. Майер Г.В.

член-корреспондент РАН, профессор. Творогов С.Д.

Ведущая организация: Научно-исследовательский Институт физики при С-Петербургскои Государственноы университете

Защита диссертации состоится "2В" 1994 г ^ час.

на заседзшм специагагафованного совета . Д 200.38.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени дсктора наук в Институте оптики этиосферы ПО РАН (634055, г. Тоыск. пр. Академический 1)

С диссертацией иоено ознакомиться в библиотеке Института остяки агиосферы СО РАН

Автореферат разослан " .¿¿сыс 1дд4 г

Ученый секретарь слешалгеировашого

совета канд. физ.-шг, наук - Веретеншкзв В.В.

ОБОАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Р>ГОТЫ.

АКТУАЛЫХХГГЬ Т1ЛЦ.

Технологический прогресс в развитии систем оптической связи локации, лалъночетрирования. навигации и другой аппаратуры. функционально определенной через атмосферу.придал новый иыпульс исследования« свойств оптически активных компонент. существенно позксив требования к информационному обеспечению нового класса оптико-электронных приборов оперативны/и данными о состоянии среда распрос-странения световых сигналов.

Составляя по нассе гшчтокнс налу» долю Г ыхг/Л . аэрозольная фаза является одной из основных причин нестабильности оптической ситуации в атмосфере - решающим фактором трансформации световых сигналов- Чрезвычайно развитая поверхность, открытость ее в атыссф?ре как подсистемы, предопределяет активное взаимодействие частиц как нешху собой, так и с различными геофизическими полями-

Огватнвая в своей многообразии ¡¡калу рпзмерор от нолекулгрж/х комплексов-кластеров в десятки Ангстреа до палевых образований в сотки ыикрсн. аэрозоли являются промежуточный звеноьг неяду глссро и иакроаасвтаСзш! структурирования- Мгновенное состояние аэрозольной фазы в атмосфере есть созыесткый результат кинетических процессов на микронолекулярнон уровне и ыезсыасотабкых, определяющих смещение и пространственное перераспределение частиц.

В связи с исследованием атмосферного аэрозоля словклзсь в некоторой степени парадоксальная ситуация: с одной стороны оптнко-шг-хрофкзичбские свойства объекта в многообразных проязлениях экспериментально неплохо изучены, а с другой - до сих пор кет достаточной ясности в том.какие из этих качеств иогут чзио реализоваться в той ш иной конкретной ситуации.

Данные об зтыосфершш аэрозоле, установленные как некоторые эи-пирические закономерности аэрозольного светорассеяния, являются, как правило, отражением сзойств приземной дшки конкретного региона, и вопрос та обобщения на другие стратификации и климатические зоны требует дополнительной проработки и обоснования.

Особенно актуальна задача конкретной диагностики возможных изменений светорассеивашш: свойств аэрозольной компоненты атмосферы по высоте, поскольку наиболее значительный градиент их пространст-веяко-вре«?нной изменчивости регистрируется именно по этой координате.

сосгояве вопроса.

Наметившийся кризис теоретико-численных оптических «оделен атмосферного аэрозоля (косвенно слоившейся классификации его типовых фору) обусловлен противоречием ыезду относительно узкими рашсааи аоделыюй концепции, трактующей структуру атмосферной далей как однородную систему дасперсных частиц и теыи щроккыи пределами изае-нения фиэико-хивдческих качеств реального объекта.

Развитие существующих ыодельнш: представлений об оптических свойствах атиос^врного аэрозоля, их детализации с учотои регионального ыногообразия предполагает разработку данной проблемы сразу б нескольких направлениях.

Во-первых,кеобходдаы достаточно эффективные алгоритмы оценки параметров светорассеяния отдельной аэрозольной частицы, лг-ичэн, для все более сложных морфологических структур. И поскольку эти алгоритмы являются внутренним блоком всей проблема, для оптимальной адаптации к возможности! ЭВМ исходных к прогрэдтровааюэ выражений дифракционной теории, требуется определенная предварительная работа по ИХ ЫОДИф'-НОЦШ.

Во-вторых,проблема адекватной оценю! оптических свойств лекального объема дисперсной компоненты и подразумевает переход к задаче рассеяния с учетом фракционной разнородности частиц, их полхдиеяе-рсности и попиориентированности,а такда» неолвогзнаадой ипыьнчитюсти никросостояния системы по ьоздсиствиш локальных шаропроиесссв.

Если решение круга задач второго направления предполагает анализ закономерностей внутреннего развития йчейяи дисперсной системы. то третье направление обусловлено необходимоотьв исследог.екип специфических особенностей просгрзнстзоккогс перераспределят« п формирования аэрозольных полей в пределах характерных стрзти^жа-ций атмосферы и учета их при иодэлировзшм обненннх процессов с параметрами, приближающийся к ыезоызсатебяьм, т.е. изукшя свойств атмосферной дщ'ки, как геофизического объекта.

Решение т указанны/: вопросов в шлкоы ебь&ао, строго, без хеи-аептуальных упрощений нереализуемо даже :$я ислользовькка ысчцьых ЭВМ- Кот одически .обоснованная редукция модельных построкдй. ж-лиз приоритетной значимости различных факторов - один из валила этапов развития проблемы-цель ра го та и задачи I гтсЛ1хра:ч к] -

ОсяО!>1ая ц-ель ряБоты состояла о ксонодозтии накгзолоо процессов, ог/7»до^1якз;их ноха,шзи юарчихальпог-о рвгесткя сч1Гихо-мпг<~ ро^лзических свойств дисперсной хомюяонти лгтисх^ог«, в {хпзр-'гатко МОТОДСШОГИЧОСКИХ ОСНОВ гюс-гроемид НОЕЮТО Г!ОХГ>Л0МИЯ 1ВИ*>Г*:^1С.ОЧ<;о-

модаяирующих систем для олорптишгай сцекки парЕМ^пхди азр^эолььогчэ

светорассояни-1 в интервале ваил' О-ОО кн и спектра дтш ваян О. 2315 мкг£

Сформулированная цель потребовала решение слет/ющпс зэдзч: 1. йсследовоние влияния морфологических признаков ЧФориы, диэяэяг-

ричзсхсй структуры и пространственной ориентации) полидисперсной смеси аэрозольных час-тип на формирование светорассеивающих свойств.

2. Изучение закономерностей изменения светсрассеивающих свойств дисперсной компоненты атмосферы на разшчных высотах под воздействием процессов турбулентного перемешивания, седиыенташм, коагуля-ционнсй к конденсзциогасй трансформации спектра размеров и диэлектрической структуры аэрозольных чаепщ,-

3. Анализ и оценка приоритетной значимости различных геофизических 4актороо в изменении состояния аэрозольной оптической поюды в зтиосфаре. Определение потентдаэльнш: возУОЕностея метода ыодельно-го ошкизакмя своторзссеивающих свойств (СО) атмосферного аэрозо-ЛЯ(АА), ИСХОДЯ КЗ КОНКрОТНЫХ ЫИКрофйЗИЧеСКИХ ДаННЬК (юпсрофизичес-

^.и зкстр^о.пячип). Обоснование нетодоз коррекции и дополнения данных ьшкрофизичеосого эксперимента, прталекаеиых в качестве исход-

для оценки оптических свойств ашосф'ерных аэрозолей; 4-А:&из светорассеивающих свойств типовых форы АА с учетом ро-гиоьзлыюй специфики их фсшировсжия э нккнеы тропосферной слое; 5.Теоретические исследования закономерностей формирования вертикальной структуры оптических свойств аэрозольной компоненты в различных атмосферных стр&тифгссацяях.

: У. У 5 ¡ЛЯ ¡ШСТА РЕЗУ-ЯЬТАТШ-

1. Создана библиотека расчетных алгоритмов оценки параметров светорассеяние для част:щ различной морфологической структуры и разработаны норые ыетодзкк и нрограйШ, ориентированные на прогноз воз-отклонении оптических характеристик типовых аэрозольных образований от фонового сссюяиля. под еоздэйстииеа различных геофн-:НЧС-С.КУХ Счжгорог:

г.Предллгсн и развит в оперативной опенки оптических свойств

атмосферной дныки фракционный метод описания ее микроструктуры.

3.Показано, что колебание относительной влзшости среды является модулирующим фактором изменчивости оптикс-микрофизичесхого состояние атмосферной дымки.

4.Разработан к методически обоснован ковш гго.оход к формированию :ч:ементов ¡шфорышионно-ьюдедируюших систем (ИМС) оперативной сценки параметрср аэрозольного светорассеяния с интервале высот 0 - 90 ¡см и ,1/ин в они 0.25-15 «.км.

5.Теоретически предсказана возможность эффекта локальной монодис-персиэации спектра рззчероз частил груГ^дислерсной фракции в стратосферном. аккумулятивной - в нэзосфернон слоях.

5. Показано. что для осясдаиетричнш: нтянутых частицСОВЧ) с азимутальной симметрией распределения осей вытянутости. ¡три увеличении ыкиыой части КПП начинают существенно диюляриэовывать исходно? излучение, дате мелкие частицы с рТКЬ-З. При наличии :ке преимущественной ориентации деполяризация зачетно уменьшается. но при э'юы происходит существенная перепо.чяризэция негодного состоящая (например, линейной в глиптическую).

Б. Эффективность деполяризации для вытянутых прозрачных частиц определяются не столько соотношением ыемду наибольшим и ваиченьЕиа характерным Саэродинакического сечения) размерами частиц, сколько близостью одного из них к интервалу резонансного рассеяния. 7. На основе анашза соотношений мезду элементами катрицы обратного рассеяния СКОР) показана возмоигоегь .«агностикя углз и степени преимущественной ориентации 034, пгагользуя сзойстеэ и взаиыюе соотношение элементов МСР, НА ЗАЕКГУ илюггтгея-

Предлагаемый тою« к решение гроб-каш динамического гропюзэ

лростраяствеяко-аремешсш изменчивости параметров аэрозольного светорассеяния (АС) как когаептуально новее направление в развитии моделей вертикальной трансформации оптико-«икро$изических свойств аэрозольной компоненты атмосферы и как методологическая основа создания инфориэаконно-иоде.'пгрупф'х сист"ы по аэроэо пьному светорассеяний. с учетом оСыокных процессов на ыяк.рси-.'лб'куля^.ном уровне и геофизических - на незсмасштабнш. А такзе следующие положения:

1 .Фракционной метод пэрауетряческого описания исходной кикрофизи-ческой информации является оптически эквивалентным представлениеы данных по игасроструктуре аэрозольной фазы:

2 В слое перемешивания колебания относительной влажнссти являются уэдулнрующиы фактором в механизме изменчивости оптических свойств атмосферной дымки:

З.Часпгцы атмосферной дамки, вовлекаемые в процесс облакообразопа-тя, в качестве инородных вклэчекий капель в видимом диапазоне длин еолн поглодают -на 10-1Я более эффективно, чем в ыеасапельноы пространстве;

А. Состояние поляризации локационного сигналд существенно отличается от негодного, когда кс оси вытшутости часат леаат пол углои ■чЗ'и плоскости голяркзацил и к направлению падающего излучения;

птаз-Еггсм зл:этти также язляются:

1.Результаты ьодэлирооания оптически* свойств (ОС) атмосферной дш-ки н ее типовых фор« с учетои геофизических особенностей ее форки-ровашц в нижней трспосфора. - слое <леремекташ!я (СЮ: й.Результаты шдольнок з:с«рзпогапии однсяарагярииеской нодели(0М> изменчивости угловых характеристик светорассеяния (установленсй

эипирическм для длины волны >--0.55 ыкы) на другие длины волн совре-иенных лидеров и локациоигае углы рассеяния;

3. Результаты числешгаго моделирования оптических свойств дьики, исходя нэ которых, получены следующие выводы:

а Ири нарастании двулучепроломлошя не происходит аззшной компенсации дифрагированных парциальных волн оптического излучения с левой и правой круговой поляризацией, и. как результат,- резонансные пики кривой ослабления и поглощения во. растают в 5-6 раз по сравнению с нентральнши.

б) С. ростоа оптической активности наблюдается также вырождение пиков обуслов ленных электрической составляющей и усилением силы ре~ эонансов для магнитных иод.

в) Для адекаатного прогноза светорассеивающих свойств дамки спектральной и влаиюстной их изменчивости пргепшпиально вакен учет физико-хишческой разнородности ее локальной дисперсной структуры;

г) Характер изменчивости локационных свойств атносфорной дымки при колебаниях относительной влажности позволяет выявить региональные особенности физического состава аэрозольной фазы;

научно практачбсхое значение результатов работы.

Полученные в работе результата иогут быть использованы:

- для инженерного прогноза энергетических потерь и изменений состояния поляризадаик излучения при взаимодействии с аэрозольной компонентой атмосферы;

- для информационного обеспечения работы лидзрззых систем в качестве базовых значений при решении обратных задач дистанционного зондирования параметров атиосфэры.

Разработанные оценочные олтигсо-локационные модели аэрозольной компоненты нашли практическое применение з Государственном оптиче-

скоы институте т. С.И.Вавилова; ЦЩЖ "Комета"; СКБ НП "Оптика"; НИИ Фиэ.лси ЛГУ и других организациях. Частично отражены в справочных монографиях "Радиационная иодель облачной атмосферы".- Л.:Гид-роыотеоиэдат.1981, "Атмосфера"!.:Гидроыетеоиздат. 1991. апрсслгия результатов. Результаты работы докладывались на 5-ти Всесоюзных симпозиумах по распространению лазерного излучения в атмосфере С1973.1974.1979,1532-, 1386); 5-ти Всесоюзных симпозиумах по лээс>ноыу и акустическому зондирований атмосферы (1974.1976, 1978,1532,1989);3-х Совещаниях по атмосферной оптике (1976,1980, 1331); Совещании по распространению лазерного излучения в дисперсной среде 1982; vi (Сендзл Япония 1974) Международном сишюзиуне по лазерному зондирования; Генеральной ассамблеи МСГГ <1«ар, Ванкувер Канада 1987).

публикации. Результаты ¡.-пботы опубликованы в 30 статьях (из них 5 без ^авторства) центральных куриалах и тематических сборниках центральных издательств,2-х ыонографиях и 25 докладах на Мендуиа-родных и Всесоюзш-сс синпозиуиах и совещаниях. - стажгацвс: гисааргаижлдюя работы.

Диссертация состоит из введения,семи глав и заключения.

Во введен, и определяется место работы и суть решаемой проблемы в оП^.аьуион плане. формулируются конкретные цели исследования и задача «цело«, кратко излагается содержание работы, приводится с.видка наиболее пашите результатов и зашиваемых положений.

Первая главэ диссертации шсвшена анализу общих методических ь-улрссов реализации теоретична.; ~ .исследований «шпго-шпсрофизнче-V кяас свойств азрсзольяой фазы атмосферы, определены элементы чис-.vv.iK.ro нэдепирсгсйгич саеторассшвакцих свойств атмосферного аэро-

3<)|1Ч

З^шщчеынД в работе подход к моделированию оптических свойств атмосферного аэрозоля является логические развитием идей К.Юнге (альтернативных концепции Фридландера об автоыодельности фор.'.!н спектра размеров частиц), согласно коториы. ыикроструктура дьмки-болое результат взаииодействия инояества рбгионалыгкх источников и факт ров, нежели внутреннего саморазвития и самосохранения.Новизна разниваеиого подхода заклпчена в отказе от относительно тесных рамок ионоэлементного определения дисперсной структуры и переходе к пофракшонншу синтезу «Сг), используя в качестве аппроксиыанта параметрическую модель

!< г

(1)

. . n .(v) -i'

"Сг ) - -- = А г

£ ехр Г - 4, |.

Л

прототилои элементов которой является хорош известное логнор.'.'а-льное распределение. Параметры (1) в приблиаении сфер легко оцени-

»1 о

веются по известны;! значения?-» ">' ' ' ' (счетной. поверхностной и объеиной концентрации чэстш '-ток фра:.- О - юггегралыпы признака« спектра разыероз:

гСЗ V, Г1""'3 (4* м, («з, Г™'2 (2)

Ьь.= ш {СЭ Г3 С4т н, СЗ)

^ " С3 ) СМу )

* - И'ЖЬ'-ИУХ . /7Г"з~Г ' , . х

* / Г 1&Т /^у (4)

Переход к описанию состой гля агносфершго аэрозоля по интегральным признакам является клччевьы исыенгок во всех посладуша; блоках ноделирования, связующа! звеном невду разлкчншш уровжш описания процессов Свнугреинзк и внешних) пространственно-врепег.г.ой

эволюции дисперсной фазы.

Б этой ае главе рассмотрены наиболее важные в методическом плаке вопроси численной диагностики оптических свойств атмосферного аэрозоля на основе информации,привлекаемой из натурного цикройизиче-ского экспертента. Показано, в частности, что предлагаемый подход к описания микроструктуры этоисферного аэрозоля является оптически эквивалентным представлением данных исходной шжрофизичесхой информации. При этом оценены возможные погрешности численного прогноза параметров светорассеяния при использовании микрофизической информации, не обладавшей необходимой полнотой исходны! данных. Здесь ке представлен алгоритм приближенной оценки параметров светорассеяния круговым цилиндром конечной длины.

Вторая глава диссертации посвящена анализу влияния локальных факторов изменчивости оптико-локационных сзойств атмосферной дьшси. Излокенз методика численного моделирования коагу-ляшгонной трансфо-риг;аи как цикрофизкческих. так и оптических свойств аэрозолей в замкнутей объеме. Расцепление процесса коагуляции по подфракцида, опираясь на эффективное значение константы коагуляции К - 37Г ^ > [ охр (1 /4 Ь/ }4ехр (5/4 )] }, (5)

гд<э * - постоянная Бояыизиа; Т- температура; р-зязкость воздуха л- длыз свободного пробега молекул; С- поправка Кашкнгеиа, позволило перэити от иктегро-дйффереициаяьного уравнение Сыолуховс-:;сго к системе дифференциальных уравнений, описьшающихцинаыику кс".''1к'нхя кнтограгы.'шг признаков. В частности, для моделирования колулютзнных процессов с учетом ' генерации новых частиц и их

стока "раккетмс суммарной счетной концентрации частиц имеет вид: й N К

—---н: - ,7 N.. + г и.; С6)

2 1

Аналогичные уравнения для первого ^ и второго их исигтсз спектра пО ) «ожно получить,ушюяив негодное уравнение соответственно на * и и проинтегрировав в ранее указанных пределах:

" 4

— = - р + г С7)

аь 1

ч К а

—1 ---- О \л + г \л (8)

■П п 1

Используя решения уравнений СБ)-(8) соеиестно. опираясь на соотношения С2)-С4 Э.иожно нропюзировать структурные изменения спектра размеров, как следствие созаестного действ.;я процесса хоагуля-ляшот. источника и стока частиц. В частности, из уранения (8) следует, что поведение (г ) цояно описать,исходя из соотношения:

и-? 4- п с? + в) ехр с2 ° *)

n (i) ------, (9)

а [ 1- О ехр (2 3 1)]

Г~г--» + * ~ 3 >

где а - -К/2\ { = -р/2\ 5>У( -аси.)11 = -—-

3 (а »¡О + < + В У

Аналогично из (7) и (8) следует:

?Ц 1 г ь

гдэ

♦—- (2 г г)--г. ? ио)

1*2ч J 2 е

М/С») = К0 * —«Ф СП I)--¿., (11)

I 2 с -1 2 {

тН"*^ '>-•]}}•

н10, 1-/0. ч/0 - соответствующие ноыенгы исходного спектра в ыоиент вренсни г-о.

1нашз дантяс лабораторного и численного экспериментов показал перспективность предлагаемого метода описания процесса, при этой было обкартзено, что при коагуляции донзвых аэрозода! лжь кандоо

третье столкновение частиц ведет к иг объединению. Важны! достоинством развиваемого подхода является возможность использования решения (9)-(1П. как иульпшликативкой добавки, при анализе более сложного комплекса процессов, определявших эволюцию спектра разце-ров частиц даыки в реальных условиях атмосферы.

В этой не главе., исходя из результатов численного моделирования, определены наиболее важные, оптически значише иикрофизическке изменения локальной структуры атмосферной дымхи с ростоа относительной влажности воздуха о.

Теоретические оценки равновесного разиера аэрозольной часпшы в увлажненной атмосфере являются логический развитием недельной концепции смешанных ядер Винк.пера-Шгег-Ханеля для пардаэльгого давления водяного пара над частично растворимой сферической частицей:

[ 2с,р ] Г, -

Р«тг\ I Г3- г* }

(12)

где л - соответственно значения парциального давления водяного пэра над сферической частицей радиуса и плоской поверхность?/ при температуре т; о и рр~ коэффициенты поверхностного вагя-кекия и плотности раствора» «3- ыасса растворимой части; «~т - эффективный радиус нерастворимой частицы Параметр л характеризует понижение давления вследствгсе диссоциации, гидратации и яругах -.ффектов растворения.

Изучены закономерности взаимного изменения коэффициента аэрозо-

а

льного ослабления км"1! , соаыестно со объемной <;а ) I и иассовой концентраций частиц. При этом были рассмотре-

ны несколько гипотез относительно возможного ыехшизаа адаптации микроструктуры аэрозолей к изменениям относительной влажности среды. Результаты моделирования для континентальной дшхи выявила

стегкзнную зависимость вида1

8 - ПВО V • А г

-0,5

эксперимент реор расчет

а)

л_]_1_|___и

Наклон расчатной прямой, аппроксимирующей данные в двойном лога ркфшческоы масштабе. несколько отличается от акало точной аппроксимации Нолла. построенной по экспэриаен- 0.2 тальныг даннш взаимной изменчивости нетеорологичес-хой дальности видииости 3„ "3.91/ц£(\-550на) и кассовой концентрашги аэрозольного вещества. Выявленное различие данных исчезает, если учесть нзаененекие плотности иатеркалз аэрозольных чзспм с ростоа относительной влажности -все более приближавшихся к воднш хатлш.

Показано (рпс. 1что -0.6 среднестатистическая ззкс-пс«ерность взаимного изменения значений индикатрисы рассеяния и коэффициента ослабления:

30 60 90 120 ПО в

/ -А = 0.53 мкм

2-Х = 0.694-3 мкм

3-Х- 1.06 мкм

Рис. 1а) Угловая зависи>*эст1» ко:>1>Фи-цие.чта к (& ) ре»-рессзяэнкоЯ (1)

газ эмпирическим даиая и тооретя-кзс-ким оцэккяи; в ) модельная экстреэтоля-цил регрессионная на ярупггв

длины ваш: лазерного гкзндарошзиия

¿.л [0(©,Х)1 - /*-(>• Ж»[С(е,Х)] ,

(14)

об.чаруженная эмпирически в работах Г.К.Горчакова, М.А.Свирнденко. М.В.Панченко. есть следствие модулирующего влияния относительной влажности. Используя теоретические оценки* удалось однопараметриче-СКУВ цодоль, ЭЦПИрИЧеСКИ уСТЭШЗЛеННу?) для ДЛИНЫ волны ^-0.55 мкм, экстраполировать на другие длины волн лазерного зондирования 0.53; 0.6943:1.06 ш, а такке локационные угла. В последнем случае отмечена необходимость днффгренмированного подхода к априорному выбору прэгет;-;в подели \ и с учетом региональных вариаций относительного содергашя частиц грубодисперсной фракции, т.к. аэрозольное светорассеяние в локационных угонах почти на паритетных основ: -'ях определяется кат аккумулятивной. так и пылевой фра*аа:;ам.

Разшзаешй метод параметризации процесса адаптации дисперсной фазы к нзконязвиася условияи относительной увлажненности среды-носителя достаточно прост, что позволяет легко использовать его при анализе приоритетной значимости других геофизических факторов, з слошюм комплексе процессов, определяющих динамику атмосферно-аэ-розольных изменений.

В третьей главе представлены результаты моделирования оптических свойств некоторых типовых форм атмосферного аэрозоля. Известно, например, что состояния аэрозольной компоненты в нижнем тропо-сфсрном сяоо зависит от активности обменных: процессов между погра-пг.чпы.' слоем и свободной атмосферой. В своем дзизении по вертикали аорозолеобразугею соединения Сводяной пар в том числе) пересекают темпера:урпо-неоддородныо слои, многократно испытывая изменение фазового состояния и зачастую- вовлекаются при этой в начальную стада» обдзкосбраосванкя. Б связи с чза, на основе данных зондирования шкроструктурюп параметров аэрозольных частиц с борта са-цедэта, били вшюянона ыододьнко оценки спектрально-высотного из-

ыенения коэфидаектов ослабления поглощения ^ и обра-

тного рассеяния

Результаты исследований подтвердили, что основной (преоблэдао-пей) тенденцией изуэнегия оптических хараггеристда в интервале высот 0-4 ки,является закономерность экспоненциального спадания анализируемых величин с высотой, хорошо соглзсуящаяся по срзднелу наклону пробей с аналогачгшни даягаии ггодели Эльтерцзна. Вместе ' с тш, полученные оценки убездапт в тсы, что для разработки более точных Сс высошгл разрешение:! по высоте) ыодзлей необходан учет оперативных данных об особенностях формирования температурного поля и относительной влажности. При этоц обращает на себя Ешнанхэ зетегное повышение аэрозольной зацутнекгости слоя га второй Свесе-ннеа) этапе натурного эксперимента. практически во нее! оналгзиру-аои спектральной интервале длин волн х - 0.4-15 кки. что 7злтатся пряла следствием интенсификации турбулентного перснеасзаш!?! к обменных процессов цезду стратификацияия в это зреия годэ.

Активное вовлечение Ч5СТИЦ атмосферной дш-1Ш1 в рож центров конденсации в процесс об-лгкообразования приводит к нарушении диэлектрической однородности калель л изменению оп^ тичеоаа свойств, что и было исследовано в рамках комплексного лабораторного зкеперпуен-

Рис. 2 Согюсгганлони« нзморениют (а) и рассчитанных (с ) значения иняш'-аггриоы кажяда тукнач хршзыв 1, а - на этапе е-гаешп'. г^тд-гк; 2, а - на реинвЯ стадии «югчвдроаэнич ту.-гзна; 1,6 — для концоитги^Р-схи неоднородна ка-пелъ 2, В - для олкероцкьк кзгкыхь.

Рис. 3 СЬпоелгюяенив изгаэречшьЕг и рссс-^итаюгьсг (б) сзкачокля стапами псияри.зашдо маяучания рассе-шюго даидкокаятуманим; крсгаыэ 3, а — на зтапо стЕблЕи.эации; 2, а — на ранней стадии «армирования тумака; 1,5 - для кшгиектрмчгкжи неоднородна капель г,е - для однородных капель.

та, используя результаты измерений в камере искусственных туканов угловых функций светорассеяния и модельных оценок для ыногосдойшх волшх капель. Показано, что форыа индикатрисы _ рассеяния туманов зависит от вреаеш измерения- Расчетные ыодали индикатрисы рассеяния (рис.2) и стелена поляризация (рис.3) для капель с инородаьыи включениями лучке соответствует данным ' измерений, далучоннш на ранней стадии форщэдзашя туканов-В более поздних измерениях (через 5 часов ) эти нзрагуляркости исчезают и становятся близкими иодаль-еыи оиешсаа для однородных калэдь. чгс объясняется костепеккш вшнва-ниш крупных капель и растворением гигроскопических ядер.

На основе представленных в работе модельных оцэяок, предложено но-Еое объяснение иззестному клииати-чвскоцу эффекту "серости облаков". В частности, яохззэно (рис.4), что

К.**'1

~1-1—I Ч "I I I |--1-1—г

/

/

/■

/ ,

/

\ /у :

-у ♦

. •« Л *0.53мкм

-г ++ 0.69 мхи • •' 1.06клм -

.1 1_I—1—I

10

10'

Ю'2

Рис. 4. РелгягрЕиъса сопоставлении расчета« оценок мээ<$<»яд№»гга поглоаггиия части« отмооглрной дакки, как инородных Езогочеция в сос-гагэе овлачных капель р и

сансзстсзятаиьнов иеакгпваьиом пространства ¡¡.

2

чэствды атносфериоЗ лигкп, вовлекаемые в структуру обдзчккх капель, ка 15-23* поглопезот больно, чет находясь в ыеэсзшльноа пространство. Двнтэг розультзт вазш тех!, что обнаруженная неаддитивность вклада чэсткц дкпя в поглопегаз солнечной ралкапш облаками, дзот основание говорить о ноЕоа зшзиатообразукзеа фактора.

В этой 'зэ пазе продет авлиш ыод&пьць'о оценки, посвявенннэ ис-' следовании особенностей спектрального шзенения оптических характеристик атгоейэрного аэрозоля вблизи индустриальных цектроз, изучено влияние сушесгвегаго поглскэвкз соединений, о частности, саек, графита, органических ссехетскй, а тахта окислов металлов.

В чэтвертс-л гл250. кешдьзуя д83ныэ Щ5Хр0£изкчэскиг измерений, анализируются законоаерности вертикального кзнснокия параметров светорзссепг-шя атиосфериоЯ дшкл по всея оптически активной топке атаосферы. В частности, в первой Сиэсткслойиой) версия оптической недоля атыосфсриой дкгха отразилась трахзшконьая методология определения свойств дылда в соответствии о, известной нласслфигаши ат-косфер1аа: сдоев. Предяояенпыа вариа:гг слоисто-неоднородной иодели был реализован для предварительных иэтодичэоапс исследований я оказался полезней при анализа проблемы переноса потоков радиации чэрез аэрозольную зтиосфэру. Слзбостьп иододи является недостаточная обеспеченность иедтта взято, относительно содергэнля ыихродисперсной фракции. Погрешность ивпактерныг данных была устранена в следувщей версии Оптической подели на основе болег совершенной даннных ссвет-ско-аыериканского аэрозольного эксперимента под г. Рыльскои к Дарами (отзт Вайськнг СШАПодробно рассмотрен вопрос адекватности ио-делируеыых парааетров аэрозольного светорассеяния свойствам реальной атмосферы и оценено несто обсуадаеной подели относительно других теоретыго-экслериыенталькыг данных аналогичного содержания.

Ha pnc.S показан рассчзташаа вертикальный профиль коэффициента аэрозольного ослабления /|С=» х- 0.G343 -к») для никней тропосферы, отличавшейся наибольшей дянааячнссть» оптического состойся, в сравнении с данными лазерного зондаоовашя ряда авто-роз. Кешогра на значительного географкческув разобщенность регионов лидарных и ыакрофлзи-ччских измерений, обнаруживается довольно хорошее взаимное соответствие анализируемых данных. Модальный профиль ß, (= ) является неплохой • шшострзциен концепции "ступенчатого" изменения коэффициента аэрозольного ослабления с высотой. В частности. хорошо идентифицируется сдай повышенной за^уткешости до высот 500 к, а такае область слабой йзаенчиБОСти ßc от 0.5 до 3.5 кн. основана элементом которого является, так назызаэ-икй. динамичный по высот© слой активного турбулентного r.'apcüe-шизания. Расчетные данные, flpe-длаг-здаой оптической кодвлй ДЛЯ

Рис. 5 Рассчитанный вертикальныя про-ймлъ коэффициента аэрозолыгаго осла-Биения в ниасиа» ггрсм.оос^ро и оопоо— тазпанин с дамшкя лазерного зс«и-роиания.

Рлс. б FaccuwraHHis» ввртагсал^имя про-с/тно иония рассеяния ПО1) Л555* стратьсФарися-о слоя. Ззогриясвгзнная сшьгсть интервал изменения величины ко данным измерении за париоД <t>es-fxinfa- ücßspt, 1B7S г.

стратосферного слоя, показаны на рис.6 в сравнении с обобаегшши дзнньми лидарного зондирования в тершпгах "относительной мутности"

>* РСХ* ) ' ). где псп(г ) - коэффициент молекулярного ос-

лабления.

Однако, несмотря (га несомненную сгаостоятельну» ценность представленных в глаза результатон. енэлнз 'лх содерлганйя все ке показал, что достичь необходимого для модельного уровня обобщения рае-счетных данных ко удалось. Поэтому лри последующей разработке проблемы за основу была принята несколько гкэя стратегия нододышх построений.

Как известно, а своея развитии дисперсная компонента атмосферы претерпевает разномасштабные по своей длительности циклы обновления своего состава. Причем процессы внедрения о атмосферу новых порций аэрозолеобразую'отг вецеств и ш пространственное перераспределение происходят всегда на фоне ухе существующих. без учета взаимодействия с которыми невозмогло адекватное описание процесса в целом. Охватить ге сразу весь временной спектр процессов, определяющих состояние дисперсной фазы а атмосфере, невозможно. Очевидно, для успешного решения проблемы необходима язнаодльнэя проработка фоновой составлявшей этих процессов. А поскольку фоновый аэрозоль - это. Фактически; перманентное образование.аккумулирующее в себе результат наиболее длительных релаксационных процессов, то следует признать, что подход, в основе которого лежит поиск взаимно непротиворечивого соответствия иенду оптическими и микрофизическтга данными С для минимально возмущенной атмосферы), пожалуй, наиболее эффективный метод определения фоновой составляющей.

В пятой главе диссертации на основе систематизации и обобшешя нно?есгва эмпирических данных по микроструктуре аэрозольной фазы в

интервале высот о-чо т представлены результаты оделенного ыодели-рсвания параметров светорассеяния, рекомендуемых в качестве фоновой оптической модели В связи с этил иробдеиз конкретизации светорас-сеииавших свойств различных типовых образований цатодологачески ыохет бить сфораулировэнэ. как анализ возаоЕих отклонений оптичэ-ск;-££ параметров аэрозольной атмосферы от фонового состояния.

3 частности, з сравнении с фоновой версией оптической ¡¿одели, на основе эмпирических дачных но микроструктуре в главе рассмотрены отклонения параметров аэрозольного светорассеяния: а) вблизи индустриально развитых центров: б) для различных акваторий Ярового Океана, с учетои влияния' скорости ветра; в) для континента с градацией дай-. к а относительной влахности, такке представлена их дипаыика для стратосферного слоя на этапа поствулкашчеасой релаксации.

Опираясь на содержание фоновой подели,удалось реализовать принципиально новья подход :с построения Инфорыашэкно-иоделирущиг си-стен (Ш)), в которой данные по аэрозольному светорассеянию слре-д^леются не в окончательном виде, а ыоделируются оперативно, исходя из достаточно компактной базы данных пользователем на основе разработанных алгоритков Сбазы знаний), оперативно (в течение з -5 икнут), с привлечением текущей информация- В частности, предлагается возаояные отклонения аэрозольной оптической погоду на различных ьисотах атмосферы от фоновой оценивать .исходя из развития состояния четырех крушоыасвггабных аэрозольных образованы}, учитывая'

»■Особенности формирования атмосферной дыигаислое переиешгоашы. до высот 2-з кн;

2-Кх активное влияния в формировании оптических свойств облакоз

3 слос. до высот ю-ыкц;

з. Процессы длительной эволюции аноиахьша накоплений вужаногеи-

ЯЫХ выбросов В ДО ВЫСОТ 30 кы; 4 • Внедрение иекпланетной пыли и продуктов сгорания ыетеорных осколков в хосао генной опое до *?о кн. В шестой главе рассмотрена ьгетодика пропюза дневных язмснасж оптических свойств ггшосферного аэрозоля в сдое перигешиванкя.

Изменение состояния элементов слоя переыегаквания прогнозируется, используя систему уравнений Болла-Яшшя-Тешгекиса СБЛТ):

ь

Ё2

= <И'0">0 -

А — «■ - <Н'в»>,

нд _

Ё£ «К

Ь

¡25.

<Н'»'>. = - с <Н"0'> Н с

(15)

(16) (17) (13)

где ь - высота слоя лереыепиванкя; л - скачок температуры у основания инверсии: г- вертикальней градиент виртуальной температуры 0 над сдоеи; <н'0'>о и <и*в'>ь - средние турбулентные потоки тепла, соответственно с поверхности и у основания инверсии: с - константа вовлечения.

Ккт 1.0 -1

0.6 -А."

0.0

а)

Ы

1Л

¿Э

ш

■т—I | 1 I I | I м 289 о°

V

У к а)

Т---- | < X 1 1 X. \

\

\ ; \ •

111111 \! 1 : I I I 1 ("Г! г

(т'-У)

Сгоэт

Существенны! ысыентоа обсуждаеыой ыояэли является вопрос об т-

Рвгх 7 Вертигсэяьная сгтрутсг^'ро кэтсозлок-онтои тадаи Сгоэт ТууЛу-игмгшсл-э Пврснетае^дая.

тенсивности нисходящих потоков тепла из надынверсных слоев атмосфера в структуру слоя перемешивания, ты. казызаеизз "проблема вовлечения". В качестве рабочей гипотезы для задыкаппя систеиы ураз-нежй С15>-(17) использовано соотношение (18). обобцаязяе многочисленные эмпирические данные и постулирующее пропорциональность турбулентных потоков тепла у основания к на вершине слоя пергыеаш-ванпя Срис.7).

Высокая скорость турбулентного переиеизшания энтальпии по мере поступления тепла в слой обеспечивает реалистичность основной гипотезы модели, а шенно: параллельного сдвига профиля потенциальной температуры без изменения фориы.

При решении системы (15Э-С18Э дневные вариации турбулентного потока тепла с поверхности аппроксимировались синусоидальной волной с ыигашумон в момент восхода солнца и иакскнумон в полдень:

<Н*О*>0 * sin[« (t-tsJJ (13)

где ts - момент восхода солнца, В - амплитуда колебания, « - частота суточного цикла, определяемая величиной:

«-«Л 2 (12-ts)l С 20)

Динамика трансформации локальной микроструктуры атмосферной дьы&я внутри неустойчивого СП моделировалась на основе прогноза совместного изменения профилей интегральных признаков спектра размеров частиц из условия, что по неро дневного развития СП (его турбулентного режима) на каздзи уровне достаточно быстро достигается динамическое равновесие векд/ восходящими к нисходящими потокш» аэрозольного вещества, котя бы для-средних значений шссрофизичес-ких параметров спектра.

Причем, квазирашовесный профиль распределения аэрозольных частиц внутри слоя и соответстьужет& шу градиенты кзиенгшя срв&ш

значеш® интегральных признаков количества аэрозольного вещества по высоте обеспечивается но только для счетной, ко и объемной, а тахие и поверхностней хснцентрзпий четтвд для казной отдельно взятой фракции. Пиши слоении, условно баиаяса для вертикальных потоков аэрозольного вещества внутри слоя перомеЕетаиия ештолгкзтся для всех г:

а

) * ; « о (21)

Здесь под (г < t) подрэзуиезаотся среднее значение конкретно собранного интегрального признака дисперсной структуры "С»1),т.9. (21) выполняется одновременно как "ля . так я для Si. о (г ) -профиль коэффиииета турбулентно:': 'ффузки (ц2/с); 1!(- ^ 5 - средняя, т.е. отнесенная к характер:":1у размеру частиц давкой фрагаия равнодействующая вертикальной ссстазлящей скорости нх упорядоченного движения (и/с).

Креме того, на нергс^ этапе численного шделнрозакяя *СГ»=» учитывалось лишь перераспределение аэрозолей по зысоте, при условии сохранения квазиразковесного уровня их интегрального содержания в целоа по слоа.

V

| С- > * ) 1,2 '"* ^ С4 ) (22)

о

Это. в частности, предопределило ззаетноо появление оптичасссй плоткности дисперсной фазы на высотах, прянькежах к поверхности не только в результате прогревания слоя и уменьшения огкосигальчой влажности среды-носителя,, но и пониаешя концентрации аэрозолей з результате "разжижения" мутности слоя по перо увеличения высоты слоя переившивзння (СП).

Вертикальный профиль коэффициента турбулентной якффуззя в иоде-

jm задавался с поправкой на состояние устойчивости слоя:

DÇr>- к Us Cl-« А>, ) / . (23)

где ь - постоянная Карагшзг us - иашгаб. скорости трения в турбулонтноа потоке; - попузэтшрическая функция от безраз-

мерного параметра устойчивости:

Ç- =/L « - U <К'£>»> 0«(=+го)/С<> С24)

где l -ça u^y k <U'0>> о (25)

характерный ызентеб дша Уошка-Обухова! о - ускорение силы тягостна *а - ларааэтр шероховатости подстилаэвзй поверхности.

Оценки "j в последующих расчетах проводились,, исходя из логарифмического закона изменения средней скорссти ветра "С2 ) в пркзе-кнou слое»

u. z+- z

u (z>i-in g С 25)

Вид функции устойчивости s (г ) определялся в зависимости от области определения аргуыента ?

' 0.74*С1-9 ?) если f s о с«)-' С 27)

0.74*С1-6.Л О f > 0

Скорость стоксозского оседания аэрозолей в гравктадаоноа поле Зешж. пропорциональная квадрату радиуса частицы

'w.CO - 2р о -"^/СЭ о). • (28)

где г> - коэффициент вязко ста среды» с- плотность аэрозояьнош вэ-пэства. является регулярной ссстгзляювей величины «у О ), входящей в уравнение C2î >-

Так как диапазон раэмероз частиц атмосферной дьыки простирается от сотых долей до нескольких десятков икронз, а средняя длина свободного пробега ыолекул газа в' призешгоы слое составляет 1 -0.07 1кн, в расчетах учитывалась поправка Каннингеиз:

С„ - 1 + ~С А + О ехр( - о ~~ ) С29)

- гдо значения постоянных А-1-257: О - 0-40© п-1-10- Крс.та того, в призеанси слое С2 < ■-). в рай ах предгагесусй ыетодакп, используя т.н. эффективную скорость сухого осаядения. рассмотрено влияние процесса захвата аэрозолей из турбулентного потека разл!чнши препятствия® (кроной кустарников и деревьез, траоой, другаш элз-ыеятами шероховатости подстилэвгозй поверхности), что язлсэтся важный ыехзжзасу стока дисперсной фазы в пограничном слое.

В расчетных сценках апробирована линейная зависимость скорости

сухого осгздения от высоты:

га (i- - 2 ) 6сл1 2 < 1.

МЙСО-] СЭО)

I 0 если

Линейная зависзшость использована для аппрохаязцня высотного профиля скорости упорядоченного конзектиг>пого яэкзешя аэрозольных частиц год возцейстьиеа потскоз тошзз - восходящего с позс-рх-кости и нисходяизго у основания инверсна температуры

(= - ^о ) если = < ^

{аь <ы'9'> - ьв

(Г

(31)

если = г \ ,

где ьо = 5 ь,./в - высота нулезого потока тепла > з СП (су. рис.7,в) 'ч - коэффициент пропорциональности негду волнчингии и., и <Н'£>'>.

Тагам образец, вертикальная составляющая скорости упорядоченного движения аэрозольных чается: в СП в нодэдькых оценках определялась в виде суши трех основных компонент:

) - ) ■-ийсо + ) ' (32)

Результаты моделирования показывают, что темп и характер деформаций вертикальной структуры призеиной дыпеи существенно зависят как от исходного профиля температуры, шггеггасдкостл турбулентного

першшшвания, так и от потока теша с поверхности и ее шероховатости. Существенно нерегулярное изиенанпе претерпевают оптические характеристики и во времени. Прогревание слоя в дневные часа ведет к поннзшио относительной влогности в прилегавши! к поверхности слоях атмосферы, что обуславливает ыонотонное уиеньиение коэффициента аэрозольного ослабления на этих высотах. Тенденция накопления аэрозольного вееэства в годккзерсной зоне в сочетании со скачкоа относительной влзиюсги ш этих высотах на этапе вовлечения их в структуру СП предопределяет сукестзешое увеличение значений коэффпшзтов ослабления и рассеяния на этих высотах.

Б работе рассмотрено влияние лпзь Фактора гравитационного оседания. однако, предлагаемый подход позволяет провести анализ сезонных вариаций и широтных особенностей в данаикке поведения оптических свойств призеаной атмосферной дацки с привлечением данных о конкретных условиях Формирования турбулентного потока тепла с поверхности <н*«>'>, суточные вариации которого, несшненыо, зависят как от типа климатической зоны, так и от вршеки года.

Б ШЯ псыгшо раздела, госвяизнкого анализу механизма форьшрова-тая вертикальней структуры аэрозолей в слое переиешивания, рассмотрены такЕЭ пространственные дефориации их спектра размеров при адвекции над неоднородной лодстилащей поверхностью в турбулизироза-1шоо воздуеюа потоке. Такой блок необходим для развития средств контроля технологии карьерных разработок ила анализа таких аномальных отклонений оптической погоды, как пыльные бурк.

Сохраняя концептуальную основу недельного прогноза дневных изменений оптических свойств атмосферного аэрозоля в слое перемешивания. при исследовании процесса адвекции грубодкепереннх аэрозолей в турбулизкрованноц воздушной потоке, возаозные дефорыацнп в

дисперсной структуре определялись аналогично, ка сс:сзэ сгастза пространственного изменения интегральных признаков, ггос-тоту пс*г:чо уравнения диффузии для счетной концентрации чзспщ ксяользсва-ны аналогичные уравнения я для послояукшх иоысигоз слстгра . Сериально эту систелу уроекгшгй. используя сбобщэяны-1 зсхтор-гсра-иетр О,, носко представить а виде:

Л .л А

UCO —L-= _0(=О—i--UiCrf)—-- ' СЗЭ)

<?я аз вг лг

где поя зеэтор-пзраиетрои G,(* >- ) подразумевается отдельно .»ибо объемная , либо поверхностная s,-» либо просто счетная Nf хокцеп-траики аэрозольных частиц в некоторой точке с кооряикзтсмн *• = > :|Y - средняя скорость стсксовасога оседания чзстта. той ipsxam. оцениваемая для" каждого уравнения по шдздьксну радиусу ¿ужнет плотности распределения соответствующего интегрального признака по спектру размеров. Ось « совпадает с направление:.! сродней скорости зетра.

При этом предполагается, что вертикальнее профиля горизснта-льной составляющей скорости возгукнсго потеха и(г ) и коэффициента турбулентного обаена о (* ) в призежоп сдое киеят дянейнуа зависимость от высоты, а ииелно:

U(I)= Uo г! D(a ) = Do з{ (34)

Реаеяне (33) с граничными условиями:

а) вертикальные распределение интегральных признаков в нзбегЕЗшеа турбулентной потока:

Qj С») QJo «РСЧ» г2 ) (35)

б) горизонтальнее распределение Ептегрзлькнх щяенееоэ на подстя-лакней поверхности:

в) па больеа высотах е « о

0,<*.а)н0. (37)

ЕлМГ вид:

¿¿(«.г ) » О£о К1'р с - Г(р, се=г)| *

и „ ¿3 г = -,2 р г Г а 2 -3 + — I—1 I «.- ^Р - -- Ьз? , С33)

гда О » р •» Я У 2 Ей; £ ~ а/(о+4 к ).

1 ° р-.1 ■

ГСр .г) --- Г схр (-С ) С - неполная Геша-фуЕсцкя;

ГСР) ^

Еслз подсгалззщуг поверхность разбить на п однородных учзст-ков, па которых интегральные признаки прянжазот постоящце значения:

^(«.О-ЕСО, „-^ ) "О"**-,), С39)

П«й 1 •

где о-("-*.) - едикячная фуккшя:

Г I I > *.

с(«-*.)=4 . л (40)

1« » < V*.

тогда второй интеграл в регенаи (38) кошт быть представлен в вндэ:

г г и, 1ч } г а г

2 J ' ),+Р I-

ГСР)

о

пч • • ь 4 (*-х у

4 П—1 '

Теоретический оценки влияния средней скорости потока, интенсивности першешвеняя. степени однородности распределения их по вер-

тикалн з избегающей воздушной потоке показывает, что воздействие фактора гравитационного оседания сукествешо для чэстэд грубодисперсной фракции, в то вреая как частицы шародисперснсй и аккумулятивной фракций переносятся практически без каких-либо качественных изменений спектра, уменьшаясь лишь только количественно, как результат процесса рассеяния. Выяснилось тахке, что вследствие по-лщксперсностк при адзехшя ие&ау ячейкаии аэрозольного поля зоз-никаят дополнительные обменные процессы структурными аленентаип спектра размеров. не учитывавшиеся ранее а работах данного направления друпаи азтораш. Могут возникать характерные зоны пространственно-спектрального накопления срешедислерсяых аэрозолей, которые при конвективной неустойчивости прпзеаного слоя и к алой п5г-роскопичности частил создавт предпосылки к формирования "пекондш-сацяонныг" облаков.

Наконец, в данной блохе заложена возможность анализа влияния удельной плотности материала частиц на дисперсный состав грубодяс-перашх аэрозолей и механизм формирования пространственной структуры аэрозольных полей.

В своем движении ячейки аэрозольно-газовой снеси, проникая з облачный слой 2-10 гш, активно включаются з процессы фазовых превращений аткосферной влаги, где отклонения оптических свойств атмосферы от фоновых аксиально велики. Поэтоау в иодели и в 2МС этот слой атмосферы представлен блоком, обеспечивавши оценку олтпческяг свойств облаков различной ыорфологичэской структуры как ваяко-яа-пельных, так и кристаллических.

Вопрос о влиянии частиц атмосферной лиши па оптические свойства кидкокапельных облаков и туканов Сих зависшость стадии формирования) в качестве инородных включений капель подробно рассмотрен

в третьей глазе ш:сартаакп, где оптнчзскае издага облаков Дейрые-ндЕана дополнены соответству!зщйин дзнньш для более слоаиых иорфо-лотчватх структур.

Спеаа^кса формирования фазового состава облаков верхнего рруса псщщо слоеной внутренней шрфологш чэстш. предполагает Формирование в юаг крпстипяячвскиг аэрозольных структур, шеают судест-ваныэ -отуячая по (ериа от сфер к, как следствие, оптическую ашгзо-

Рко. О Иаманеико значения 1с»втокаи-г вектор-парома-тра Стикса реесеямнзг*) назад излучения ггрм у&оличегедо модального радиуса споктра размеров г^.

тропка. В связи с эпш ряд оптических эф$еетоз аэрозольного светорассеяния. вознкхаготх, напргыер. при взаимодействии излучения с перистшн облакам, не когут быть интерпретированы в рамках ыоде-

лей,основанных на теории Ми. В работе на основе приближения для конечных цилиндров. полученного для дальней зоны по точноиу реиешэ для бесконечного цилиндра в бли-гней. выполнен анализ своторассеива-Юцмх свойств облаков верхнего яруса с учетом фактора несферичности. Подробно изучены закономерности формирования лидарного отклика для линейно поляризивашого зондирующего излучения от пористых облаков. На рис.8 представлены результаты расчетов компонент вектор-парааетра Стокса рассеянного назад излучения для полидисперсной снеси ледяных иголок конечной длины с модальными радиусами, изменяющимися г . от 0.1 до 16 икы и шриной спектра » - 0.1 и O.S. Отношение длт-ш цилиндра я радиусу поперечного сечения иоделирозалось равномерно распределенный з интервале [5-10] ; распределение по углу 0 (ыехду направлением падавшего излучения и осью цилиндра) предполагалось кориальньш с /5-SCf и ^=10°; угол ° (менду плоскостью рассеяния и плоскостью содеряащей направление падающего излучения и ось цилиндра ) полагался равным 45*. Кривая 1 для длины волны 1.06 ккн. »-1.299-10"3i; <»»0.1; 2 -х=1.06шси. »=1. 299-10"3-< ; 0.5; 3 - х-10.6 ыкы. в- 2.2 - 0.093'i ; »-0.1; А - х-1.05 ккы. 1.91 - 0.68- J ; О--0.1, Из которых следует, характер проявления деполяризующих свойств слотаьы образом зависит как от распределения частиц по размерам, так и оптических постовых. Возиопхы варианты. когда ансамбль существенно не сферических частиц обладает допо-ляризуюззж свойствши при рассеянии назад, очень близыгл: к акэ-логичноиу ансамблю сферических частиц. Позедошю кривых 1. 2 на рис.3,6 показывает,что деполяризующие свойства для зэтянутмх грсп-рачных частиц определяются не столько соонюшениен декку наибольшим и нанменыкш характерны!« (аэродшзиического сечгнкя) ршмерэ-ни частот, а сколько близостью одного из них к naiet -?алу ро^о'санс-

-м-

яого россояая.

Кроме того, следует отметить. что при азимутальной сгашетрии распределения осей выгянутости,«едкие частицы при увеличении шпшой части КШ1 нзчкнват сукественно деполярнзовывать исходное излуче-кио. При пади тал ш яреаиущсствбннсй ориентации деполяризация заветно уцелыается. но в то но вршя происходит существенная пере-пол^оашя исходного состояния (наприаер. линейной в глиптическую)

Процессы вшивания азрозолеобразуюкях соединений из восходящих воздусных потоков внутри облачного слоя играют роль достаточно эффективного фильтра. препятствующего ингшсявноцу проникновению аэрозольных веаеств в более высокие слои атмосферы. Их внедрение в стратосферный слой 12 - 30 кы снизу происходит в основном лишь в эпизодах вулканогенных выбросов О 50 х времена слой находится в состоянии релаксации из возауленного состояния в равновесно-фоновое). Аэрозольная возыущешость стратосферы играют важную роль в формировании планетарного альбедо. Оценки радиационного эффекта на основе вддоди индивидуального события иогут быть использованы при анализе воиоеных клшаткческих последствий на основе повторяемости и кктеяскашсти аноиаяьннх выносов вецества в стратосферу.

Не отригзя значаиоста процессов ваутризтиосферного синтеза аэрозолей (гетероаолекулчркых фазовых превращений комплекса азото и серосодерзагиг соодинеанй, паров воды), особенно на начальной этапе вулканических воздействий, в задаиака наги подходе акцент сделан вэ анализе более длительной стали - коагуляционно-седиаен-тгцгонного сыевення аэрозольных аномалий, разнородных по вреиени и высоте начальной локализации. Т.к. наиболее сувествешые изменения оптического состояния слоя в глобальной кзсэтабе происходят именно на стадии релаксации. Своеобразие процесса предопределяется згиет-

яш уыеньиениеы плотности и вязкости воздута в слсо. ПопрЕпгса Кеа-нингеыа к скорости стскоозассго осэденля азрозогтьпыг хеттах возрастает на порядки.

В качестве исходной игэтеаатичеосой сспозн иодаля, опискзазязеЗ изменение структуры эруптивного облазса в стратосфера, была использована система уравнений для штегральшг прпзн~асз, С^ - \ ¡^, . характеризуете! слегстр размеров аэрозольных частиц *-тоЯ фрахтом в терминах логенораального распрэделешя (1УС4У.

<К/}. (г, с ) а ¿о - ' - -

где ма1- средняя скорость стохсовского оседяшш чэспгц, той Фракции, ошшзаетая для хаядого уравнения по ¡годалык£17 рз,зусу функции плотности распределения ссотвбтствугкэго интегрального признака по спектру разиероз. Коэффициент турбуле:ггпса .>и:$4узз1 ЕХ^.О в пределах нпззеа и ерэяней стратосферы слабо нэняатся по Еысоте и с учетов сезонных Бариацнй, его значения лопат в интервала 0.1 - 1.0 и2'с. При этш. следует подчеркнуть, что гарегггерньй интервал располозенкя вулзгногенных аэрозольных слооз совпадает с миншуисц интенсивности турбулентного перезепзвашга.

Вертикальная составлжззя скорости регулярного дваяекня аэрозолей в общей слутаэ складывается аддитивно за скорости грзвнгшкон-ного оседания и средних ^ветровых потоков. Последняя ксапшеята а стратосфере незначительна по величина и за большие прсаезутан времени И020Т быть практически липразнена нуло. Скорость 'гравягешсон-шго оседания частиц з следствие достаточно енрекого кптерзалэ из-ыейения одела Кнудсена ^определялась по формуле Стогсса-Каякнгеаа:

- — осо

ег

2 <3 (3 г3

Л

ч п

где г - радиус чэстицн: в - ускорение свободного падения; р - платность аэрозольного вещества п - динамическая вязкость воздуха ;СКМ-средневзвешанное по спектру размеров частиц '-той Фршшш значение поправки Каннингема (29).

Полагая, длину свободного пробега "нолекуд" воздуха, изыеняв-иейся по барометрическому закону с постоянной по высот© температурой т, для скорости вертикального оседания частиц Ис цожно использовать следующее обобщенна

W„

Z 0 р г

2 о Р г

l'km

Го охр (-

и g г

кьт

-) -

9 г> *? т>

- -А - В охр (Г г ), (44)

где ® - касса "ыолекул" воздуха кь - постоянная Больццана; г° -длина свободного пробэга "нологул" при нормальных условиях. Решение (42) с гракичнььш условник:

t«o

■Ь« со

иожвт быть представлено в виде ЛСО

OiC=,t)

/ Л П D f.

ехр

Р (* ) "т

, , »

4 D р*Ст)

(45) (4S)

(47)

где I'- 2-z0(t) z (t)«: -it

r"Vi{l A_1exp (Г го )[l -ex? ("Г A t )J j- (48)

= - начальная высота выброса:

J(t) » ехр^ ¡"8 С схрГг г Ст

■)] -г}

(49)

В модельных оценках обтружлась интересная закокоыарность в изменениям спектра размеров фракций- Так. в чзсткости, при слабой

о

25.0 -

турбулентной переиекивании 0.1-0.3 1?/с д ^ (что характерно для летнего сезона) в эволюции дисперсного состава грубодис-персной фракции обкаругизавтся достаточно неожиданная тенденция к ионодиспср-сизации (рис.Э). Этот слой неустойчивый, и на последующи этапах процесса постепенно размывается, йзаенения дисперсного состава аккуцулятивнсй фракции в зна'Я-тельной степени обусловлены процессов взаимного смешения фоновых и "аномальных" частиц. Аноыальшй спой частиц ек-кунулятивной Фракции иозет сохраняться в течение более двух лет. слой гэ грубодисперсных аэрозолей деградирует з течение-неннопш более полугода.

Анализ оптических проявлений эффекта

ИОНДИСПерСИЗаЦИИ ПОКазаЛ. В ЧаСТНОСТИ. Ркс. Э Изменение пзраю?Т>а

распредасг; етя (1 ) для £*^уво~

что лидарное отношение для данного слоя ^¿режа» «рзкцки по высоте

Га) и ЕО времени, а процесс«»

на спектральной интервале 40-50 НЫ НОЗОТ ¿с^цакия эруптивного свяаха

ьг 10' 10' 10 ■ 1 -

су-г.

га стргггосФеро: Крнггю 1-4 п случав (а) твхуивыу отсчету вромани 05,113,1вО сут

в) ЕЬКХУГЕМ гввз,24,23,28 км.

колебаться в пределах 110-150 х от среднего значения (рис. 10). Эффект, нонодис-персизащи и возникновение тонкой структуры в спактрапьноа изменении коэффициента обратного рассеяния ^(х) кокет быть использован для лидарной индикации диэлектрических свойств материала частиц и в конечном счете их химического состава. Расснотрено влияние таких факторов, как шпенсизностк турбулентного перевешивания, исходного спектра разыерса. разновременно-

ста начала процессов на различны! высотах. Рп

В седьиой главе в качестве прилогешй численных методов рассмотрены некоторые особенности светорассения оптически активных частиц (с дихроизыом и двулучепрвло-илениш). Предшзен метод разделения аэрозольной и молекулярной составляющей при лазерной зондирования стратосферного аэрозолей. Обсуждаются некоторые ыетодичес-кие особенности реализации расчэтных алгоритмов.

В ст. язи с развитием иотода поляризаш-онного зондирования открываются новые возможности оптической индикации атыосфер-шх процессов, в частности, возникновения

0.90

1.CS

1.21 >. ti

Lr

0.32

0.16

0.00 0.90

1 05

1.21 \ f¿

воздушных потоков на различных высотах.

И изиеления СОСТОЯНИЯ ориентации ээрозо- Ри - i о СПек-тральнс» r¡cизвлекло ларамоч-рав аэрозольного ЛЬНЫХ частиц С посдедуюкей перспективой светорассеяния, о- kd34-1s1uh-

еита овротчага рассеяния; в

идентификации интенсивности и НаНрЗЗЛеНИЯ - лхдарнапо отногазнкя на OJ-

соте 25 кк Кривые 1-4 _хют-вотстЕухгг t в 95.1OS, IIS н i 23 сут.

В главе представлены -результаты анализа влияние фактора преимущественной ориентации осеазшетричных вытянутых частиц С0ВЧ) на формирование матрицы обратного рассеяния ОЮР). На основе анализа соотношений ыевду элеаенгаьш НОР показана возыогность диагностики угла и степени иретаущественной ориентации 0ВЧ.

Яа основе иодельных оценок подробно рассмотрен вопрос о влиянии Фактора преимущественной ориентации цилиндрических частиц на изменение состояния поляризации лидарного отклика (параметров Стокса).

Показано, что для ансамблей горизонтально ориентированных 0ВЧ

/5-90*(иголки, сфрроидн. эллипсоида, гексагональные столбики), т.е. имегшиг плоскость зеркальной симметрии, лерпендикулярнуя ост симметрии и равномерно ориентирований: по углу вращения вокруг этой оси,Матрица обратного рзссежшя имеет вид:

РГо. >

1•Всоа2а

-1 -051112«

I о 22 о 1 а

1 О 2 2 о

СЕ^ \osHa -1 • ЕГсо52а

2 г 2 о » о

1 • п2а

1ЕсогЗа

, (50)

где а,в,с,з только функции от г и 1 и не зависят от =<о - угла преимущественной ориентации цилиндров (рис.11). При этой ориентация частиц по

углу а описываете« распределением г

Иизесз:

*(а,ао,к)=е ^ и (к )/», <51 )

где то (к)- модифтшровашгэя фунс-

кция Бесселя нулевого порядка; 1 , ('-" >'1, № у 1о (!: ); 1 , (¡- > 12 (!-• )/ ГчЧ\ ( / \\\ 1 -чР \

1,(10; 11» аналогичное 100') / функции Еесселя гореого рода Г ) Х\\ \ ^ 1ф~а

соответственно первого и второго . ( /

порядков. Ух к(8>

Из (50) лето устанавливаются следующие расчетлив соотнесения незду элементами ЮР и параметрами распределения «и ь.

йгс. 11 Геоиоттмя ргасг-ютмя на

прОИНПОЛЬНО орИ&т^рС-ЩЛИНС?:? '/у

р р ct0 2а - - рА2- . 2а - - п^ (53)

is г*

(Р + Р ) -

i #i ** 01 • it 3fr 5f? 7fr /ч-.n

t -;- i o k 5, g-, g-, g- (54)

I -Hil- » a * o. J, 5, ^ (55)

Сооткосешю (52) воает слуштть критериев правильности измерения ПОР. причем, это ыэено показать не только для вытянутых частиц, но И для произвольной фОр^Ы. СООТНОПШНИЯ (53) позволяют оценить угол преииукэственной ориентации частиц, а С54).(55) степень ориентированности частиц.

Такка образогз, выложенный анализ показывает, что несмотря ка то. что ориенташоннэя анизотропия несфернчэских частиц ыокет приводить к существенный вариация! параметров арозольного светорассеяния, все во используя свойства ЮР (взаииное соотношение элементов), при целенаправленной натурной эксперименте возаовна достаточно уверенная инддасашя состояния и степени преимущественной ориентации ОВЧ.

Б главе raxsa" обсуадаются структурные особенности информационно-диалоговой систеыы формирования данных по аэрозольному светорассеянию. внедренный в Государственный, фонд алгоритмов и програгш (ГосбАП), представляющей собой пакет програгш генератор-кода оценочных оптических моделей атмосферной дшки

В заключение сущшруется основные результаты и выводы работы е^целсм;обсуждаются перспективы развития дальнейших исследований светорассеяваяшх свойств аэрозольной компоненты атмосферы.

" Нумерация рисунков, таблиц форыул проводится по параграфам.

лимит вклад оохора Результаты диссертации, сформулированные в зэ-шшаеиьгх положениях и вьводах, отражают личный вклад азтора в опубликованные работы. Автору принадлежат основные идеи изложенные в диссертации. выбор направления, формулировка задач, научных положений. выводов и рекомендаций.

Исследования вопросов нетодического обеспечения возаояности численного моделирования параметров аэрозольного светорассеяния по данным ьнкрофизических измерений даны в работах, опубликованных автором совместно д.ф.и.к. Г.М.Крековьы. В этой ге цикле работ были опубликованы ряд результатов, рекомендованных в качестве оценочных версий высотной оптической модели атмосферной ддаки. содеряа-ние которых обсуадается в четвертой главе диссертации.

Ряд вопросов о влиянии морфологических особенностей капель на оптические свойства облаков и туыанов на стадии их формирования были исследованы авторш в совместной с Б.Д.Савельевым и В.Я. Фадеевым работе.

Исключительной заслугой автора являются разработка базовых алгоритмов оценки параметров аэрозольного светорассеяния для частиц концентрически многослойной структуры, оптически активных сфер и цилиндров. Реализация цюслз численных экспериментов. позволивших обосновать более полную версию однопаранетрической подели изменчивости аэрозольной индикатрисы рассеяния для длин волн лидеров.

Вопросы о влиянии процессов козгуляцшнной трансформации и адвекции частиц в гурбулизироракнои воздушном потоке г~эд неоднородной подстилающей поверхностью такке являются предметен самостоятельных исследований автора. Дзтсроч впервые сформулировании и обоснованы новые подходы к ыоделироватэо суточных изменений светорас-сеивающих свойств дымки в приземной слое перемешивания и модели • естественной эволюции микроструктуры и оптических свойств аэрозолей вулканогенного эрулгишего об.пака в стратосфере. При этой впервые теоретически предсказана возможность резкого локального сужения спектра полидасперскости частиц Сэффект ыонодисперсизашш) стратосферных аэрозолей на высотах 19-23 ки.

Под руководством автора и совместно с Д.Н. Ромашовым выполнен цикл работ по исследовали» влития фактора несферичности и состояния полиоркентированносш частиц на светорассеивахящзе свойства кристаллических облаков.

ochobiüe пувдиклигег

1.Багаш D,С. .Креков Г.M..Рахимов Р.Ф..Самохвалов И.В. Влияние влажности на локационное рассеяние в атыосфере. '/Метеорология и гидрология 1970. N в. с. 114-113.

г.Еелан В.Д. .Зайде Г.О.Дреков Г.К., Мотышна H.H.. Рахиыов Р.Ф. Оптико-закрофизическиэ свойства тропосферного аэрозоля по дан-нш натурных изыерений и иоделънш оценкам. Сб. стат. Тлттико-цетеорологичесзсие исследования зеыкой атмосферы". Н-бирскг Наука 1S37 с 42-S3.

3-Глазов Г.Н..Крекоз Г.М. .Рахимов Р.Ф. О радиационных характеристиках полидислерсной систшы шшэдрических частиц - В кн. : il Всесовзный сшпозиуы по распространению лазерного излучения в атмосфере: Тез.докл. Тоыос 1973, с 72-73.

4.Зуев В.К. .Белов В.Ф..Йзлев Я.С.,Креков Г.М..Рахшов Р.Ф. Расчет стратифицированной модели атиосферного аэрозоля для длш волн оптического зондирования ^=0.6943. 1.03 . 2.38. 10.6 шш. // Изв.ВУЗов СССР. Физика. 1374. n п. с.30-38.

5.Зуев В.Б. .Квлев JT.C, .Креков Г.М. .Рахимов Р.Ф. Влияние шссро-физическЕх характеристик нз прогнозирование его оптических свойств, х Мелкая фракция аэрозольных »истиц.//Изв. ВУЗов» Физика 1974. n il. с. 128-130.

6-Зуев В.В. .Ивлев Л.С. .Краков Г.И. .Рахимов Р.Ф. Влияние шпсро-физических характеристик на прогнозирование его оптических свойств, и Мнимая часть комплексного показателя прелсыления. // Изв. ВУЗов Физике 1975. N 4, с.14S-151.

7-Излев I.C. .Креков Г.Ы. .Рахиыов Р.Ф. Оптические характеристики высотного аэрозоля. В кн.: v Всесоюзный сшпозиум по лазерному зондированию атмосфера. Томск 1973. ч. 1. с.83-102. •

в.Ивлев.Л.С.. Креков Г.И., Попова С.И., Рахиыов Р.Ф. Оптические свойства некоторых типов городского аэрозоля.//В кн.'Исследование аэрозоля ыэтохши лазерного зондирования.Новосибирск : Наука 1380 242 с.

9.Ипполитов Е.И. .Креков Г.М..Лопасова Т.А..Рахиыов Р.Ф. Оптические свойства облаков. Эффект неоднородней диэлектрической структуры капель. //Оптгасо-ыегесрологические исследования зеыной атмосферы. В-сибйрск! Наука 1987 с.53-63.

Ю.Крекоа Г.Ы. .Рахшов Р.Ф. К расчьту радиационных характеристик

полидисперсных концентрических сфер. //Изз. ВУЗов. "Физика". 1973. N 6. с.30-55.

П.Креков Г.М. .Рахкиов Р.Ф. Об алгоритме расчета оптических характеристик двухслойных частиц - Сб. ст."Физика иезосферы и цезос-ферньх облаков." М.:Наука 1975, с.78-83.

12.Креков Г.М., Рахимов Р.Ф. Оптические характеристики некоторых типов незосферных аэрозолей двухслойной структуры.// Сб.ст."Физика незосферы и мезосферных облаков ".М.:Наука 1975, с.84-91.

13.Креков Г.М., Рахкиов Р.Ф. Оптисо-локашонная нодель континентального аэрозооля. Н-сибирск, Наука, 1982, 200 с.

14.Креков Г.М.. Рахшов Р.Ф. Кумулятивный вклад фракций аэрозольных частиц в формирование ноля рассеянного излучения. В ich.« v всесоюзный сшпозиун по распространению лазерного излучения в атмосфере, тезисы докладов. Тонек, 1979. ч.1 с.99-101.

15.Крекоз Г.М. ,1'влев Я.С..Рятшюв Р.Ф. Некоторые результаты численного иоделироЕания сптико-шкрофизичоских свойств городского аэрозоля.'л Совещание по распространению лазерного излучения в дисперсной среде. Обншиск 1S82 ч. 1, с.44-47.

lS-Креков Г.М.,Рахшгов Р.Ф. Оптические модели атмосферного аэрозоля. Тонек: ТФ СО АН СССР. 196S, 295 С.

П.Креков Г.М.. Рахшов Р.Ф. О параметрическом списании дисперсной структуры атмосферной дьши.^Язв.АЯ СССР., WO. 1984 т.20. N 12. с.1215-1218.

18.Креков Г.М. .Панченко М.В. .Рапмоз Р.Ф. К вопросу о среднестатистической изменчивости угловых характеристик аэрозольного светорассеяния. В кн.5 vn Всесоюзный сшпозиуы по лазерному и акустическому зондировашю атмосферы. Тоиск 1982 ч.1 с. 127-130.

19.Креков Г.М..Рахимов Р.Ф. Изменчивость локационных свойств атмосферной дштси с относительной влажностью В ich.1 vu Всесоюзный сиыпозиуи по лазерному акустичоскону зондированию атмосферы. Тонек 1979.ч.1, с.123-126.

20.Креков Г.М., Рахимов Р.Ф. .Сааельез Б.А..Фадеев В.Я. Влияние центров конденсации на оптические свойства атмосферного в о дно -го аэрозоля.// Изв. ВУЗов СССР Физика. 1976. » 1. с.128-131.

21-Яопасово Т.А. .Рахиыоз Р.Ф. Некоторые особенности резонансной структуры параметров сзеторассеяняя оптически активных сферических частпц.// Оптика атмосферы 1989 т.2. и 4. с.344-351.

гг.&щаль A.A. .Креков Г.Ы..Попков А.К. .Понсыаревз С.Б.,Рахимов Р.Ф. Генератор оценочной оптической ыодели континентального аэрозоля. Государственный фонд алгоритмов и программ 1984.

23.Рахиыов Р.Ф.. Креков Г.М. Спектральное поведение коэффициентов аэрозольного ослабления по даннш модельных оценок. Сб. статей "Исследование атмосферного аэрозоля иетодаии лазерного зондирования. Н-сибирск, Наука. 1980.

24.Рахимов Р.Ф. Чиссленное иодедирование оптихо-ыиксофизических свойств атиосферкого аэрозоля. Дисс. ... канд. физ. ыат. наук "Тоыск 1332 253 с.

<5.Рахимов Р.Ф.К вопросу о коагуляционной трансформации оптико-шкрофизически1 свойств дьыовых аэрозолей.// Оптика атмосферы, 1983. т.2. N 3. с.2S9-266.

28.Рахимов Р.Ф. Фактор гравитационного оседания в дефорыациях спектра размеров частиц и парааетров аэрозольного светорассеяния в слое яершешивашя./Лптжа атмосферы 1990 т.З. м А,с. 339-348.

27.Рахимов Р.Ф. Перераспределение грубодисперсных аэрозолей по спектру разыеров при их адвекции в турбулизирсвашоы воздушной потоке.//Оптика атмосферы 1991, т.A, n 5. с.522-529.

28.Рахимов Р.Ф. Модельные оценки поствужанической релаксации оптических свойств стратосферного слоя.//Оптика атаосферы. 1391, т.А. N 6. с. Б-5-652.

29.Рахимов Р.Ф. Роиаиов Д.Н. Модельные оценки изтрицы рассеяния подидкспорсной и яолнориипированной систгыой цилиндрических частиц.//Оптика атмосферы 1991, т.A. n .7. с. 63S-690.

30.Рахииов Р.Ф. Фактор гравитационного оседания при адвекции гру-бодисперсных аэрозолей в атмосфере вблизи подстилающей поверхности. /А)пткка етыосферы,' 1991. т.И. ч 9. с.915-920.

31.Рахимов Р.Ф. Ромашов Д.Н. Исследование влияния ориентации аэрозольных частиц на локационные характеристики светорассеяния. •// Оптика атгосф&ры 1991. т.4. n ю. с. 10114016.

32.Рахиыов Р.Ф. О тонкой структуре спектрально высотного изменения отгтико-ыикрофизических свойств стратосферного аэрозоля. //Оптика атыосфэры. 1992. т.5. « 5. с. 525-S33

33.Рахиыов Р.Ф. Ромашов Д.Н. Влияние ориентации, диэлектрических свойств и поперечного размера частиц на деполяризацию лидар-ного сигнала. //Оптика атшсферы 1992, т.5. н 5. c.4S1-456.