Нефелометрия в комплексных исследованиях атмосферного аэрозоля тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

5 Он

Российская академия наук Сибирское отделение Институт оптики атмосферы

На правах рукописи

Панчсико Михаил Васильевич

НЕФЕЛОМЕТРИЯ К КОМПЛЕКСНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ АТМОСФЕРНОГО АЭРОЗОЛЯ

Специальность 01.04.05 — Оптика, 04.00.22 — Геофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Томск - 1994

Работа выполнена в Институте оптики атмосферы СО РАН

Официальные оппоненты: доктор физнко—математических наук

Клрпш Б.Л.

доктор физико-математических наук, профессор Куценошн ¡С.П. доктор физико-математических наук Павлов В.Е.

Ведущая организация: Институт физики атмосферы РАН

г. Москва

Защита диссертации состоится декабря_1994г.

в .'О час. О О мин, на заседании Специализированного

Совета Д 200.38.01 но «шипе диссертации на соискание ученой стс 1С!н! доктора наук в Институте оптики атмосферы СО РАН (634055, г.Томск, пр.Акадсмический, 1).

С диссертацией можно ознакомиться с библиотеке Института' оптики атмосферы СО РАН.

Автореферат разослан * ¿ео^Х^? 1994г.

Ученый секретарь Специализированного Совета, канд. физ,— мат. наук В.В. Веретсниикок

/."¡дуальность. Лтмосфсршан аэрозоль является неотъемлемой составной мастыо атмосферы и играет существенную роль в формировании се оптического состояния. К настоящему времени накоплен Г>ольшой объем сведений об оптических и микрофизических характеристиках аэрозоля. основных процессах сто образования и трансформации практически по всем диапазоне высот, где присутствие части сказывается иа оптических свойствах атмосферы.

В то же время сильная пространственно — временная изменчивость свойств аэрозоля и их с ¡'.та, со всеми атмосферными процессами обуславливает актуальность углубленного исследовании всего мноюобрат-и: состояний с пелыо изучения роли атмосферных частиц в изменении глобального климат и их воздействия на геосферно-биоефернис пронесем, совершенствования моделей оптических характеристик. необходимых /пи радиационных расчетов и оценки „><|к|)ектнвнос1и систем, работающих через атмосферу н оптическом лиапатоне. Особую актуальность аэрозольных иселедсимннп определяет и необходимость ¡пучения п учета все возрастающей антропогенной нафузки на атмос<|>еру Земли для корректно!! количественной оценки возможных негативных климатических изменений.

Бесспорный прогресс, достигнутый !! ра'ччгпш численных моделей обшей циркуляции атмосферы, где радиационный блок является одним из наиболее важных -элементов, диктует необходимость достижения и соответствующего уровня базовых сведений об основных оптических характеристиках аэрозоля, которые на сегодняшний день могут быть получены только экспериментальным путем. Понятно, что как бы ни были совершенны аналитические и численные методы решения радиационных задач, успешность прогноза климатических изменений а конечном итоге будет определяться надежностью и достоверностью сведении об оптических параметрах атмосферы и правильностью описания их трансформации под влиянием внешних факторов. В частности, не исключено, что корректный учет оптических характеристик аэрозоля и трендов пх изменчивости (в особенности под воздействием антропогенных источников) сможет компенсировать прогнозируемое в современных моделях потепление, обусловленное парниковыми газами.

Формальным подтверждением актуачыюстн проблемы служит и то, что аэрозолыю—оптические задачи являются важной частью

современных крупных международных, нашкшалын-<х и региональных программ н проектов. Среди них в первую очередь можно отметить следующие: Всемирная программа исследования климата (\VCRP), Международная геосферно-бносферная программа (1СВР), Международная глобальная аэрозольная программа (ЮАР), Национальная программа "Глобальные изменения природной среды и климата", региональная суперпрограмма "Сибирь" и тл.

Состояние и краткая история вопроса. В современной практике аэрозольных исследованчй можно выделить два основных подхода к созданию оптических моделей. Один из них основывается на сведениях о микрофизичсском составе к последующем расчете необходимых оптических характеристик (условно назовем "микрофизичсский"). Другой путь определяет формирование модели на основе результатов исследования непосредственно оптических характеристик ("оптическое" моделирование). И тот и другой пути предполагают постановку длит.льных экспериментальных наблюдений в реальной атмосфере и исследование связей аэрозольных характеристик с внешними геофизическими, синоптическими и метеорологическими факторами. Каждый из этих подходов обладает • своими достоинствами и недостатками.

Преимуществом "микрофизнчсского" подхода является возможность получения расчетных данных практически о всех необходимых оптических параметрах аэрозоля дли заданного спектрального диапазона. Наиболее серьезным недостатком этих моделей является то обстоятельство, что любое ограниченно иди искажение сведений о микрофпзичсских параметрах частиц или о их форме приводят к трудно контролируемым и оцениваемым погрешностям восстановления оптического образа, и, следовательно, каждая из этих моделей нуждается в тщательной проверке всех оцениваем!,ix параметров по данным оптических измерений.

Подход к описанию оптических свойств атмосферного аэрозоля, основанный па результатах исследований оптических характеристик непосредственно в реальной атмосфере в значительной мере свободен от недостатков, присущих микрофнзичсскому моделированию. При таком подходе практически Полностью снимаются вопросы по опенке и учету оптической значимости частиц того или иного диапазона размеров или различной химической природы; выбор входных параметров модели определяете!! естественным путем в соответствии с

ролыо непосредственно измеренного внешнего фактора » изменчивости оптических характеристик. К недостаткам оптического подхода следует отнести то, что применение полученной модели в этом случае, как правило, ограничено тем диапазоном оптических характеристик, спектральной области и геофизических условий, в которых были получены исходные наблюдательные данные, а выход за их рамки требует дополнительных исследований и обоснования.

Расчеты оптических характеристик для моноднснерснмх частиц и пилндпспсрсных распределений, с различной степенью их обобщения в миде моделей, проведенные КХ.Шифриним, И.Л.Зсльманоппчем, 'Э.Я.Чаяионон, ДДеирменджапом, К.Пульрпхом, В А.Смеркаловым, Л.П.Прнишшжо, П.К.Пауменко. Э.Г.Думаиеким, В.С.Козловым, В.Я.Фадеевым, Г.М .Крекоиым, Р.ф.Рахимовым и многими другими исследователями (библиография которых нриподится в диссертации) хорошо известии и но многом определили целенаправленную постановку оптических измерений. Особо следует отметить вклад в развитие лого направления работ К.Я.Кондратьева с сотрудниками, в которых заложены оспсши оптических и радиационных моделей, ориентированных на решение задач теории климата. Наиболее последовательный подход к изучению оптических свойств аэрезля, основанный на экспериментальных исследованиях микроструктуры, химического состава и разработанной на этой базе синтетической модели комплексного показателя преломления, реализован а работах Л.С. Ивлсва.

Экспериментальные исследования оптических параметров аэрозоля в реальной атмосфере также имеют сравнительно большую историю. Но в первоначальной постановке экспериментов зачастую отсутствовала необходимая комплексность и систематичность измерений, поэтому их обобщение в рамках моделей было невозможно. Только переход к систематическим наблюдениям позволил получить сведения, корректно отражающие оптические свойства аэрозоля в их истинной взаимосвязи с внешними факторами и осуществить разработку моделей оптических характеристик, которые нашли свое применение в атмосферных задачах.

Даже в полнокровном обзоре нереально описать весь тот перечень экспериментальных работ, который был проведен с использованием средств для измерения угловых характеристик рассеяния, спектральной прозрачности атмосферы, прожекторного и лвдарного зондирования и

т.д. (отмстим, что в нашей стране Это направление развивалось благодаря усилиям большого числа организации — !!ФЛ. ИОА, ИЗМ. ЦАО, ИНГ, ЛГУ, ГГО, ГОИ, ПИЮ, ИФ АН Белоруссии. АФИ МАИ Казахстана и многих других), поэтому автор считает возможным .¡ишь кратко остановиться на результатах, которые близки к развиваемому в настоящей работе нефелометричсскому способу исследовании свойств аэрозоля и которые сьпрадк заметную роль в понимании проблемы и постановка задач, решаемых в представляемой диссертационной работе.

Уже первые систематические исследования индикатрис рассеяния света, выполненные О.Д. Бартеневой, показали, что при наличии хорчгпо обеспеченного массива данных, невзирая на значительны!! днапа :-п изменчивости (па первый взгляд кажущейся хаотичной), можно осуществить определенную классификацию, свя тыкающую между собой количественные и качественные свойства оптических характеристик атмосферных дымок.

Наиболее важную роль, ныхоляшую за пределы сегодняшнего уровня знаний, в развитии ото и проблематики сыграли идеи и работы Г.В. Розснберга. Первой реализацией всех преимуществ оптического подхода к моделированию явилась модель, разработанная под руководством Г.В. Розснберга в коллективе ИФА РАИ. Эта модель основана на результатах длительных комплексных измерений и статистического анализа угловых зависимостей компонент матриц рассеяния для видимой области спектра (Г.И.Горчаков, А.Л.Исаков, А.С.Гмиленко, М.Л.Свлридснкон); пнднк.ирис рассеяния в области ореола и локационных углов рассеянии (¡О.С'.Любовпсва, А.А..¡саков); спектральных зависимостей коэффициентов ослабления в широкой области спектра (Ю.С.Геор!невский, М.С.Малксвич, А.Х.Шукуров. А.И.Чапро); сведений о поглощающих свойствах аэрозольных частиц и их мгмнчсском сосите (Ю.С.Любовиеиа, Л.Г.Ясковпч, II.И.Юлии); информации о вер шкальной стратификации оптических парами рог. аэроюля по данным сумеречною зондирования (Т.Г.Мсгрелишви.ш, Г И. Рок-нберг) и осмысления большого объем« знаний об основных процессах возникновении и трансформации аэрозольных частиц и атмосфере.

Определенную роль в обосновании применимо» ли малопараметрического полхода к описанию изменчивости оптических характеристик атмосферного аэрозоля, .дс в качестве основного

входного параметра используется значение коэффициента рассеяния, (или ослабления) еьпрали работы, проводимые в ИОЛ СО РАН в прибрежных морских районах, которые позволили выявить ¡1 подтвердить общность основных процессов изменчивости оптических и микрофизичсских характеристик .убмикрошюш аэрозоля в приземном слое атмосферы.

Разработкой малоиарамстричсскнх моделей 11 их микрофизичсской интерпретацией, на наш взгляд, был запершей один из важных и плодотворных этапов в изучении атмосферного аэрозоля (условно назовём ею этапом оптических наблюдений шхп"и). На этом этапе была выявлена важная роль относительной атажности воздуха » трансформации оптическою сос тояння атмосферы. На базе сведений о микрофизических параметрах, полученных в результате обращения оптических характеристик (работы ИФЛ и ИОЛ), выяснена особая роль ншснсния содержания сухого вещества в составе аэрозольных частиц. Совокупность малонараметрнчсскнх представлений об изменчивости оптических п микрофизических характеристик аэрозоля позволила Г.В. Розенбсргу приступать к разработке кинетической модели субмикронной фракции аэрозоли, где одним из наиболее сажных и фундаментальных выводов явилось понимание роли времени жизни аэрозоля. Результаты, полученные на этом этапе и их осмысление шяволнли преодолеть подход, при котором делались попытки связать микрофизичсскис характеристики только с составом и состоянием подстилающей поверхности и местными источниками.

Стало понятно, что атмосферный аэрозоль , есть "непрерывно развивающийся процесс" (Г. В. Розепберг), имеющим по крайней мере региональный характер, а его изменчивость определяется всем комплексом геофизических, синоптических и метеорологических факторов. Сформированные на лом этапе представления и определили направление дальнейшего развития работ по созданию динамических молелен атмосферного аэрозоля.

Стало ясно, что необходима постановка новой серии экспериментальных работ по раздельному изучению факторов изменчивости сухой основы аэрозольных частиц и параметра их конденсационной активности, на этой новой основе потребовался широкий охват различных географических районов и выход на изучение и создание региональных моделей. Особо следует отметить, что большинство результатов, послуживших базой

малопарамстричсскнх моделей, были получены в приземном слое атмосферы, и дальнейшее продвижение было невозможно без знания вертикальной структуры аэрозоля 15 его изменчивости иод влиянием внешних факторов.

В последние годы ясно вызрело понимание и того обстоятельства, что проблемы экологии, связанные с загрязнением воздушного бассейна, не могут рассматриваться в отрыве от общих климатических н атмосфер! ю-оптичеекпх задач. Следовательно, необходим учет возрастающего антропогенного воздействия и серьезные исследования процессов образования, трансформации и распространения аэрозольных частиц, образующихся в результате человеческой деятельности.

Наличие такого рода.крупных проблем в оптике атмосферного аэрозоля и определило шшрзатешге- нредетокляемой диссертационной работы.

С;обо следует отмстить, что выбор к характер исследований в данной работе сформирован под влияииехг двух известных научных школ: идей и подхода к исследованию оптических свойств аэрозоля, развитых в работах Г.Б. РозсНбсрга к,его учеников в ИФА РАН, и комплексного подхода к проблемам атмосферной оптики, заключающегося в оптимально:« и эффективном сочетании эксперимента и теории, решении фун/шгенгальных и прикладных задач, заложенного и развиваемого В.Е. Зуевьш в Институте оптики атмосферы СО РАН.

Целью работы является комплексное исследование свойств тропосферного аэрозоля, изучение пропет«'/, определяющих трансформацию его временных и (фостпапстгжгшшх. характеристик с использованием нефслометричсското метода, ориентированное на создание динамических оптических моделей.

Основные задачи исследовании заключались в еледующем:

1. Создании аппаратуры для измерения характеристик рассеянного излучения в условиях реальной ¡гСМоеферЫ, й т.ч. сканирующего нефелометра, орсольиого лазерного Нефелометра, Нефеломсчра локхтыюго объема, нефелометра с фиксированными углами рассеяния и, наконец, бортовой исфслометричсской установки с системой активного термо- и гпгрооптическОТО воздействия на анализируемые среды.

2. Отработке методических аспектов созданной аппаратуры, се калибровке и градуировке, проведении серии шггеркалибровочпых 'экспериментов и определении роли п . места нефелометрии при постановке комплексных экспериментов по лсслсдевалшо аэрозоля в с]юновых условиях и экологически,; обследованиях.

3. Отработке методики комплексных измерении и применения пефелометрнчсскон установки на борту специализированного самолёта—лаборатории.

4. Исследовании угловых характеристик рассеянного излучения я приземном слое атмосферы и создании на их основе матопарпмстрнчсских молелен.

5. Анализе результатов, полученных при мнкрофизическои интерпретации и -экстраполяции машиарамстричеекой модели узловых характеристик и оддобопсс рекомендаций по их применению в различных задачах, езглмпных с оценкой оптических характеристик и нрангссоп изменчивости сшэшескнх и ммкрофнзнчсскнх свойств аэрозоля.

<6. В постановке я «ровздм ши серии широкомасштабных •экспериментов в различных гхзвфизлческнх районах (континент, прибрежные морские районы, океан, аридная зона) с использованием методов активной нефелометрии и «обшитых носителей.

7. Исследовании характерных особсчзиасхей, проявляющиеся в пространственно — временной изменшвастн свойств аэрозоля в разных географических районах.

8. Исследовании пространствен пой структуры аэрозольных загрязнении при комплексных экологических обследованиях регионов и крупных промышленных центров.

9. Исследовании основных факторов изменчивости содержания субмикронного аэрозоля, его ¡стратификации, термо- и гигрооитическик характеристик <в т.ч. ¡годового хода, внутрпсезонной изменчивости, атияния воздушных масс, суточного хода) в диапазоне высот от 0 до 5 км для региона Западной Сибири.

10. Разработке обшей схемы восстало мс-шш оптических параметров аэрозоля, учуивающей сезонные фактортл, синоптические признаки, метеорологические параметры и измеряемые оптические характеристики аэрозоля, которая является базой для создания динамической модели еггпгэссзаге характеристик регионального масштаба.

Метод исследовании. Выбранный автором нсфсломстрнчсекий метод исследования, в котором для оценки свойств аэрозоля используется информация о коэффициенте рассеянии пли отдельных угловых характеристиках рассеянного излучения, может рассматриваться как частный случай поляриметрического метода, который применительно к атмосферному аэрозолю рашнт 1 .И. Горчаковым и обобщён в его докторской диссертации. Применяя пефелометричсский метод, по мере углубления знаний об оптических свойствах аэрозоля автор сознательно ограничивал число измеряемых характеристик (а тем самым жертвовал определенной частью информации, потенциально доступной при использовании поляримстрии г. полном объеме), с нелыо повышения оперативности получек ля информации, снижения трудоёмкости сё первичной обработки, и, главным образом, с целью создания надёжной, компактной аппаратуры, легко размещаемой на различных носителях. Огра; ичснис числа измеряемых нсфедометрических параметров было компенсировано оптимальным сочетанием локальных измерений с базовыми и лидарными методами при постановке комплексных экспериментов; позволило воспользоваться возможностями, предоставляемыми для более глубокого изучения свойств аэрозоля при активном контролируемом воздействии на аэрозольные частицы (гигро— и термооптика); применение нс«|>слометров на мобильных носителях (самолёт, судно, аитомобиль) обеспечило получение сведений о пространстнс/шо — временных характеристиках аэрозоля с широким охватом различных геофизических зон и явлений. Именно эти аспекты автор пытался отразить не только в содержании, но и в названии работы.

Научная понизив,

1. Разработан и сотлан комплекс оригинальных псфеломстрпчсскпх устро;":ств для исследовании характеристик рассеянною излучения и реальной атмосфере, I! т.ч. впервые внедрена 15 практику аэрозольных исследований бортовая самолётная пефеломстрическая установка с системой активного воздействия на лэро юльпис частицы контролируемым увеличением относительной влажности воздуха н температурным нагревам (гигро- и термоош/шка).

2. На базе разработанной матопарамстричсской модели угловых характеристик рассеянного излучения и её микрофизической интерпретации получены новые сведения оо аэрозольных процессах; в

частности, показано, что между объёмом сухого вещества аэрозольных частиц и их обшсн суммарной поверхностью наблюдается линейная связь, а, следовательно, рост относительной влажности воздуха не только увеличивает общин объём частиц, но и способствует интенсификации возрастания - сухой основы аэрозоля; проведены оценки поглощения инфракрасного ""излучения и показано, что изменение содержания воды в субмикроппом аэрозоле способствует увеличению поглощения ИК излучения даже в участках спектра, где поглощение водой отсутствует.

3. Проведена серия комплексных аэрозольных экспериментов в различных 1еографичсских зонах, в т.ч.:

— в мореком прибрежном районе — эксперимент "ОДЛЭКС-87", в процессе которого пыявдены различия п термо— п ппрооптпческих характеристиках аэрозоля для различных воздушных масс, впервые обнаружен роет параметра конденсационной активности с высотой, проанализированы внутриссзопные циклы изменчивости коэффициенте". рассеяния ¡5 концентрации частиц различных диапазонов размеров.

— судовой аэрозольный эксперимент в Атлантическом океане с широким охватом различных географических зон, но результатам котороп оценено влияние континентального воздуха на характер формирования замутнённости а видимой области спектра и на термо— и гигрооптические характеристики; показано, что в условиях открытого океана, при отсутствии заметного континентального воздействия, термо— и гигрооптические характеристики подобны для различных климатических зон; впераые предложено использовать термооптические параметры для оперативной оценки вкладов морского и континентального аэрозоля.

— никл самолётных измерений свойств аэрозоля в составе Советско—Американского пылевого эксперимента "Дюна", в период которого впервые детально изучен вертикальный профиль и пространственно-временная динамика оптических и микрофизических характеристик пыльных бурь.

4. По данным многочисленных эксперименте» в реальной атмосфере рассмотрен ряд новых явлений и процессов:

— В результате коматехеногх? анализа микроструктурных нефелометрических измерений аэрозольных кеконденсационных облаков, впервые обнаруженных з работах БД. Б сдана,

реконструирован их оптический образ в широком спектральном диапазоне, предложен и описан наиболее вероятный механизм их образования.

— По -экспериментальным данным, полученным во время самолётного пылевого эксперимента и приземных измерений, проанализирован сток озона на аэрозольные частицы. Показано, что при мощных пылевых выносах в подынверсионном слое практически весь сток озона осуществляется на аэрозольные частицы, в то время как в типичных для приземного слоя условиях на долю аэрозоля приходится не более нескольких десятков процентов от общего стока.

— Впервые проведено исследование термо— и гигрооптнческих характеристик .дымового аэрозоля для двух режимов сжигания и показано, что дымы горения характеризуются большей конденсационной активностью и в значительно меньшей степени изменяют оптические характеристики при температурном воздействии, по сравнению с дымами пиролиза.

5. Разработан подход к организации комплексного экологического обследования различных территорий, ориентированный на применение мобильных средств, и показаны возможности, роль и методика применения нсфеломстрическик приборов при экологических исследованиях.

6. Влечение 2.5 лет реализован практически мониторинговый режим самолётных измерений оптических характеристик над территорией Западной Сибири, результаты которого позволили выявить и проанализировать факторы изменчивости содержания и стратификации субмикрониого аэрозоля в диапазоне высот от 0 до 5 км.

— Изучен годовой ход изменчивости содержания сухого аэрозоля в тропосфере региона.

— Впервые обнаружено повышенное содержание аэрозоля па высотах выше 2.5 км, максимальное значение которого приходится на апрель. Объяснена природа этого явления, обусловленная поступлением аэрозоля в ¡пмоеферу Западной Сибири от удалённых районов под действием западного Переноса.

— Предложено в качестве объективного статистического критерия /ш опенки высоты активною перемешивания использовать значение высоты Н;, на котором коэффициент корреляции И(сти,ои) л ост шаг г \ ровня 0.5 и которая, Исходя Из способа оценки, названа " высотой смя кчррс.шровашюсти". Показано, что Ври таком подходе к определению

высоты Нк для разных атмосферных величин (температуры, удельной, влажности, коэффициентов рассеяния сухой основы ст^ и увлажнённых частиц счетной концентрации > 0.2 мкм) наблюдается своя высота "слоя коррелированное-)п". что отражает различия в процессах вертикального обмена для разных субстанций.

— Проведён анализ внутрисезон;,ых факторов, определяющих изменчивость характеристик аэрозоля нижней тропосферы. Выявлены отличия между высотным ходом содержания сухой основы аэрозоля в арктических и умеренных воздушных массах и их межсезонная изменчивость. Впервые но данным самолётных нефеломет'шчсских измерений над Западной Сибнрыо проведена оценка сезонных особенностей накопления аэрозоля в Арктике.

— Впервые в диапазоне высот 0—5 км для всех сезонов года проанализирован суточный ход аэрозольных характеристик. Показано, что детом разность массового содержания аэрозоля в этом вертикальном столбе между ночными и дневными условиями составляет 15—20 мгла каждый квадратный метр поверхности.

— Впервые получены данные и проведён анализ гигро— и тсрмооптичсских характеристик в нижней тропосфере для двух наиболее контрастных сезонов зима—дето, в т.ч. в слое перемешивания и в свободной атмосфере. Показано, что в зимних условиях параметр конденсационной активности у, относительная доля высоколетучих соединений, испаряющихся (разлагающихся) до температуры 100°С и невыгораюшего остатка (250°С) в составе субмикронных частиц в среднем больше, чем летом. В то же время'летом из состава аэрозольного вещества при нагреве в диапазоне температур от 100 до 250°С уходит относительно большее количество аэрозоля, нежели зимой.

7. Показано, что накопленный массив данных самолётного зондировании оптических характеристик аэрозоля над территорией Западной Сибири, геофизическая значимость которого подтверждена сравнением метеорологических параметров и синоптических признаков в анализируемом массиве с аналогичными данными многолетних наблюдений в регионе, может быть использован в качестве базы для региональной модели оптических характеристик.

— Разработана и предложена общая схема восстановления, которая и является основой и прообразом региональной динамической модели.

Показано, что уже на этом этапе формирования модели применение такого подхода обеспечивает восстановление коэффициентов рассеяния в диапазоне высот 0—5 км с большей точностью, чем в имеющихся моделях.

— Предложено в качестве первого приближения для оценки всего комплекса необходимых оптических характеристик для длин волн видимой области спектра использовать однопарамстрическую модель с коррекцией по вертикальному профилю о( /У), рецептура которой основана на сочетании возможностей однопараметрической .модели и двухпараметрического подхода.

Доапосерпость результатов, выводов и положений диссертационной работы обеспечивается: надежностью аппаратуры и высокой точностью измерений, для достижения которой была отработана методика измеренп:', градуировки н кхшцбровки, проведена серия интеркалибровочны.х экспериментов в модельных условиях (на различных средах) и в реальной атмое<}>ерс совместно с базовыми и лпдарными методами; комплскспостыо и систематичностью измерений. Обсуждаемые в работе выводы находят подтверждение в результатах, полученных другими методами в составе комплексных экспериментов и coo'i ncTctuyiar имеющимся сонрсмсиныы теоретическим и экспериментальным данным и нрсдстаплепиям о процессах изменчивости аэрозоля.

Научная а пракптчсасаа лтчимошь работы заключается в лом, 41 о результаты проведенных исследований, обобщённые в настоящей дисссртании, расширяют и руществепно дополняют знания о процессах трансформации оптических спойстп аэрозоля при различных геофизических, синоптических ь метеорологических условиях, лают новые методические Возможности для их изучения. Результаты исследования и предложенные оптические модели могу г быть пеполыонапы при построении обшей онлико — метеорологической модели атмосферы, при разработке региональных динамических моделей, при инженерной разработке оптических систем, работающих через ашосферу в пилимой области спектра, для создания приборов оперативной диагностики рассеивающих свойств атмосферы и систем климатического и экологического мониторинга воздушного бассейна.

Полученные автором результаты использовались при решении научных п прикладных задач в ИОА СО РАН, d отраслевых институтах.

¡пошли .составной частью в монографию, подготовленную в качестве, учебного пособия для молодых специалистов, -.и ишили отражение в сппта'щзпрованных отчётах по экологическому обследованию решонов и территорий, выполняемых по заказам краевых и городских комитетов по .охране природы.

i/fJZaaz&^uu. Результаты работы отражены а 2х монографиях, в статье, 3х авторских свидетельствах на изобретения, в материалах п тезисах копференци й.

Апробация ¿результатов. Результаты работы докладывались на Всесоюзных м Межреспубликанских симпозиумах по распространению лазерного излучения (1973, 1977, 1979, 1981, 1983, 1985, 1989, 1991, и 1993 г.г.;)., [Всесоюзных симпозиумах по лазерному и акустическому зошпфошпгаю атмосферы (1977, ¡1980, 1982, 1986, 1988 г.г.), •Сявешаоиях ¡по.атмосферной .опгемке ¡(11976, ;198Q, 11991 г.т.), Всесоюзном совещании по оптике эдрозоля ;(iL974;), ¡Всесоюзных и Межреспубликанских .совещаниях ;no распространению лазерного излучения в дисперсных средах (1988, 1992), на региональных -совещаниях по экологии (1989, 1990, 1991, 1992, 1994 г.г.), на ¡Российской аэрозольной конференции (1993), на Межреспубликанском симпозиуме по оптике атмосферы и океана (1994), на Международной школе-семинаре "Лазеры и их применение" (Бухарест, 1982), на 'Международном симпозиуме по лазерному зондированию (Томск, 1990), на специальной сессии Американского геофизического союза (Сам-Францпско, 1991), на Международной конференции по экологии, нормам и стандартам (Минск, 1992), на Международной аэрозольной конференции (Москва, 1994), на Международной конференции "Байкал — природная лаборатория для исследования окружающей среды и климата" (Иркутск, 1994), па 3 Международном симпозиуме Troposphcric Profiling (Гамбург, 1994), на 4 Международной аэрозольной конференции (Лос-Анджелес, 1994), а также на семинарах по национальной программе "Глобальные изменения природной среды и климата" (Москва, 1992, 1993), на специальной сессии Отделения океанологии, физики атмосферы и географии Российской Академии наук (Москва, 1992), на специальном семинаре RAF Национального центра атмосферных исследований США (Боулдер, 1994) и на семинарах ИОА СО РАН и в Институте физики атмосферы РАН.

Па защиту еыпосятся

осиог-иые положения

1. Детально проработанная методика измерений, комплекс испытаний п интеркалпбросочных экспериментов в модельных условиях и в реальной атмосфере определяют высокую эффективность созданных нефеломегрических установок в исследовании свойств атмосферного аэрозоля и являются надёжной основой достоверности полученных результатов.

2. Эмпирические модели и развитые представления о связи оптических и мнкрофизических параметров субмикронного аэрозоля с объёмным коэффициентом рассеяния а (однопарамстрическая модель), сои относительной влажностью воздуха (двухпарамстричсскнй подход) поз вол я ¡от:

— использовать их как эффективный способ оперативной оценки характеристик аэрозольного состояния в приземном сдое атмосферы;

— выявить и количественно описать процессы изменения фундаментальных, свойств аэрозоля в условиях меняющейся относительной влажности воздуха (в т.ч. накопление сухого аэрозольного вещества за счет увеличении суммарной поверхности частиц, обусловленное процессами гетерогенной конденсации; увеличение поглощения сублшкрониыаи частицами с ПК-области спектра, при роете содержания воды в аэрозоле, даже в участках спектра, где поглощение содой отсутствует,).

— обосновать выбор пефеломстрического метода с активным воздействием на ■ исследуемую среду (ппро— и термооптикп), как основу для раздельного изучения влияния внешних атмосферных процессов на изменчивость содержания аэрозоля, его конденсационной акт ивное! и ц тсрмооптичсских характеристик.

— рекомендовать их применение для восстановления оптических характеристик аэрозоля в нижней тропосфере с соответствующим учётом изменения содержания сухого вещества с высотой.

3. Подход к изучению факторов изменчивости оптических характеристик субми кронного аэрозоля с использованием двух параметров: а(1 — коэффициент рассеяния сухой основы частиц {количественный параметр), у — параметр конденсационной активности (качественный параметр), который основан на представлении о различном пространственно-временном масштабе проявления влияния

внешних атмосферных процессов на количественные и качественные характеристики аэрозоля.

Реализация этого иодхола обеспечила:

— правильный выбор целей и методов проведения широкомасштабной серии комплексных геофизических экспериментов/

— применительно к данным, полученным при самолётных исследованиях в тропосфере, обоснованно оценить иерархию процессов, определяющих формирование и трансформацию оптического состояния субмпкронного аэрозоля.

4. Подход к формированию общей схемы динамической оптической модели регионального масштаба, базирующийся на следующих основных принципах:

— Эмпирической основой региональной модели являются результаты анализа статистически обеспеченного массива экспериментальных данных, геофизическая значимость которого подтверждена сравнением синоптических признаков и метеорологических параметров с аналогичными данными многолетних наблюдений в этом регионе.

— Схема восстановления предусматривает возможность многовариантного учета априорной информации, внешних сезонных, синоптических признаков и измеряемых оптических и метеорологических характеристик.

5. Применение нефелометрических методов, в сочетании с мобильными носителями яатяется перспективным направлением в развитии технических средств для экологических обследований и мониторинга, обеспечивающего оперативное картирование аэрозольных полей, оценку баланса загрязнений, изучение аэрозольных шлейфов и иных антропогенных образований.

Предметом защиты также являются следующие основные выводы и результаты, полученные в работе:

Исключив влияние относительной влажности воздуха, чьи собственные ри,..1ы во-многом маскируют проявление влияния процессов иного пространственно-временного масштаба на трансформацию оптических характеристик субмикронного аэрозоля, удалось корректно оценить основные факторы изменчивости коэффициентов рассеяния сухой основы аэрозоля и сделать следующие выводы:

— Характер формирования вертикалыгого профиля о./Н) в нижней тропосфере зат<зяу пешиш образов, я стратификации температуры к галегралыгой прогргетости нггжикх слоев атмосферы.

— величина «% (аэрозольная: "шнашешюсть.") в конкретном регионе обусловлена круияомасютабньгош процессами (сезоны гола, предыстория воздушной массы, межсуточное накопление аэрозольного вещества и т.д.)

— в разные сезоны года; & исследуемом регионе наблюдаются достоверные различия в содержании аэрозоля в умеренных и арктических воздушных массах, (К работе показано, что накопление аэрозоля в Арктике в зимне-весенний период проявляется в повышенном содержании аэрозоля в арктических воздушных массах, приходящих на территорию Западной Сибири.)

Заметные отличия по параметру конденсационной активности у и проанализированных в работе термооптических характеристик выявлены для кардинально разных по характеру источников аэрозоля геофизических районов (океан — континент), в то время как сезонные и высотные различия в; гигро- и термооптичсских параметрах для конкретного региона проявляются г, меньшей мере.

Структура и объш работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заклтеш?» и сшгсжа лгперзтурм. В ней содержится 291 страница машинописного текста, 107 рисунков, 34 таблицы и 437 ссылок на литературные источник«.

Содержанке работы.

Во Введении определяется место работы п суть решаемой проолемы. Показана актуальность темы диссертации, кратко проанализированы состояние и история вопроса, сформулированы основные задачи исследования, подчеркнуты (Гау'Шая новизна и практическая значимость. Сформулированы положения, выносимые на -«пииту.

Первая глава "Аппаратура о — методические вопросы пефеломстрических имледоаииий <ирозол;" имеет принципиальное значение для обосновании информационных возможностей выбранного автором пефслометриЧеского метода исследования свойств аэрозоля, достоверности и надёжности полученных г. работе результатов.

Здесь проанализированы основные достоинства и недостатки различных схем формирования риссситющсю объема и его зашиты от

внешних засветок (1.1). Дано описание разработанных для измерений в. реальной атмосфере сканирующих нефелометров с открытым объемом (1.2) :а) атмосферного сканирующего нефелометра, позволяющего проводить измерения коэффициента направленного светорассеяния и его ортогональных поляризационных составляющих в области углов рассеяния 5—175°, на котором получены основные результаты при изучении приземных дымок прибрежного района;

б) ореольпого лазерного нефелометра для измерений индикатрис рассеяния от 30' до 5°, который использовался для исследования аэрозольных сред и модельных условиях и различных экспедиционных работах в атмосфере.Проведено описание применяемой процедуры калибровки этих нефелометров и анализ ошибок.

Значительное внимание уделено отработке методики постановки и проведения комплексных экспериментов (1.3; 1.4) с применением нефелометров с открытым рассеивающим объемом, осуществлена их апробация на модельных средах и реальной атмосфере, в процессе которой проведён ряд интеркалпбровочных экспериментов:

— па модельных сре1~х. а) В камере искусственных туманов, — атмосферного сканирующего нефелометра на дымах, образующихся при горении различных материалов, где впервые была проведена

.интеркалибровка нефелометра с данными базовых измерений коэффициентов ослабления; орсолыюго нефелометра — на искусственных туманах, где была отработана методика обращения ореольных индикатрис с использованием метода, предложенного К..С. Шнфрипыя. б) В сочетании измерений па модельных средах в аэрозольной камере и полевых условиях с использованием нефелометров, базовых измерителей прозрачности с лидаром. В процессе этих экспериментов впервые па модельных водно — глицериновых дымках была проведена апробация метода восстановления микроструктуры по . нефедомстрическим данным, разработанного В.В. Веретснниковым, и обоснован лидпрно — нефелометрический метод комплексного исследования аэрозольных сред.

— 8 реальной атмосфере проведена интеркалибровка нефелометра по данным измерений спектратьнон прозрачности базовым методом и завершена апробация лидарно — нефелометрического метода в реальных атмосферных условиях.

Нефелометры с открытым рассеивающим оЗьёмом сыграли значительную роль в изучении оптических характеристик аэрозоля в атмосфере. Практически все предложенные малопарамстрнчгские модели (и т.ч. и учитывающие влияние относительной влажности) базируются на данных, полученных с их использованием. В то же время существенным и труднопреодолимым недостатком нефелометрии с открьиы.м рассеивающим объемом является невозможность проводить падёжные измерения характеристик атмосферных дымок в дневных условиях и тег более осуществлять активное контролируемое »юздсГкгшие ш чаепшн с целью более глубокого изучения их физпко-хи:.шчссккх cuoîïctb. Именно поэтому после завершения цикла измерений и осммсясиня данных комплексных исследований с этими псфсж метрами была начата разработка г. создание установок с закрытым рассеивающим объемом. В процессе н.\ реализации был создан ряд приборов (1.5), па которых отрабатывались основные элементы конструкции и системы активного воздействия на а эр с >з о л ы j у го среду.

В первой версии била сделана попытка создания конструкции, которая объединяла бы достоинства сканирующих нефелометров с достаточно большим рассеивающим объемом и устройств с механической защитой от внешних засветок. С этой целью разработан "нефелометр локального объема", фотомстрирусмос пространство которою было г-нерьгто свстозащпгным кожухом, имеющим жалюзиую систему для естественно!'! прокачки атмосферного воздуха. Данный нефелометр ттодил осуществлять измерения угловых характеристик рассеяния в лиап.'гдше углов 5°—i 72° и любое время суток. Но большой обьём, неюрметичпость скггозащптпого кожуха и достаточно /ijunciii.iioc время сканировании по углу (от 3 до 5 минут) не позволили рсалнэоып ь целенаправленное контролируемое воздействие на аэро- одь, что Ио-нрежнсму ско/шло эксперимент к наблюдательному. Переход к экспериментам с ночдейстппем па аэрозольные частит,!, тамстпо повысив динамику измепчпг.осш исследуемой среды, определил отказ от Исфсло'метроя с системами механической! сканирования по yrj;v рассеяния.

Дти отработки меюдпкп актиг.пого воздействия создан проточный пефеломемр с четырьмя фиксированными углами рассеяния, в качестве проютпиа которого бил выбран разработанный В.¡5. Сидоровым проточный поляризационный нефелометр. На этом приборе впервые в

нашей практике были решены основные аппаратур»« — методические вопросы контролируемого воздействия на аэрозоль измененном относительной влажности воздуха {се уменьшение при слабом температурном нагреве до 50°С и увеличении до 90-95% в специально созданном блоке увлажнения.

Появившаяся возможность перенесения измерений на борт самолёт а-лаборатории обусловила необходимость разработки установки, соответствующей жёстким техническим требованиям, предъявляемым к бортовой аппаратуре. Созданная бортовая устаповка (1.6) состоит из следующих основных элементов: оптической измерительной головки, в качестве которой, учитьтг, я всю совокупность эксплуаташюи: iux требований, был применён промышленный фотоэлект pi imccki 1Й нефелометр ФЛН, блоков уг.лажннтеля н ширена, камеры "старения" аэрозоля, устройства коммутации и очистки воздуха, соответствующих датчиков и системы контроля и регистрации.

Для калибровки прибора в абсолютных единицах была разработана оригинальная и в то ке время вполне естественная методика калибровки нефелометра по сигналам молекулярного рассеяния, измеряемым по разных высотах. Удачные технические решения, надёжное изготовление всех узлов борювон установки обеспечили сё работоспособность п без каких-либо серьёзных поломок позволили осуществить измерения оптических характеристик в течение более чем 350!) часов лётного времени.

Во второй главе диссертации "Малопараметричеасис .'.tade.tu оптических характеристик и их .ъахрофизическзи интерпретации" обсуждаются результаты экспернмснталы ¡oro исследования коэффициента направленного рассеяния ц(ф) и его взаимно ортогональных поляризационных составляющих /¿j_(<p) и /'//(9'), полученные в течение ряда лет в составе комплексной экспедиции ИОА СО РАН в приземном слое атмосферы прибрежного района и созданные на этой основе малопараметрнческие модели оптических п мнкрофизцческих характеристик субмикронного аэрозоля.

Выделяя в настоящей работе раздел, посвященный малопараметрическим моделям, созданным на основе наблюдений угловых характеристик рассеянного излучения in sfíu, автор руководствовался следующими соображениям'.!: предложенная п

работах ИФА РАН однопараметрическая модель базировалась в основном на результатах, полученных в Подмосковье, и, следовательно, ее применимость для иных географических районов нуждалась в экспериментальной проверке и обосновании. Это сравнение было проведено нами по данным нескольких длинных серий измерений в прибрежном морском районе п . в г.Томске (2.1). Поскольку однопараметрическос представление угловых характеристик (2.1) и двухнараметрнческая модель, учитывающая относительную влажность воздуха (2-3) (которые отражены в кандидатской диссертации автора), явились базой для постановки дальнейших исследований и использованы при формировании методики восстановления оптических характеристик аэрозоля в нижней тропосфере, в настоящей работе дано их краткое описание.

В разделе 2.1 даны основные сведения об одпопарамстрическоп модели угловых характеристик /t(<p)', M.iW) и MuiÇ), входным параметром которой является коэффициент рассеяния о(0.55). или метеорологическая дальность видимости Проведено сравнение

параметров модели с данными, подученными в других географических районах. Выявлена общность основных процессов изменчивости оптических и микрофизических характеристик субмикронного аэрозоля в приземном сдое атмосферы.

В 2.2 проанализированы возможности и даны рекомендации по выбору оптимального сочетания оптических и микрофизическнх характеристик, измеряемых в локальных объёмах для оценки коэффициентов- ослабления в широком спектральном диапазоне па протяжённых трассах.

Разработанная по данным прибрежных измерении двухпарамстричсская модель восстановления индикатрис рассеяния по измеренному значению объемного коэффициента рассеяния и величине относительной влажности воздуха описана в разделе 2.3.

Подход и математический аппарат решения задачи одновременного определения микроструктуры и Показателя преломления аэрозольных частнп по данным поляризационных измерений разработан В.В. Верстснпикош.ш. В совместных с [!.">. Всрстспниковым работах лот метод реализован применительно к эмпирической модели поляризационных индикатрис рассеяния, а затем осуществлена И мпкрофизнческан экстраполяция модели дмя всего набора ненулевых

компонент матрицы рассеяния, спектральных зависимостей а(Л) и проведены оценки границ применимости этой модели. Основные сведения о параметрах микроструктуры н восстановленных оптических характеристик в диапазоне длин воли i=0.48-.-0.84 мкм приведены в разделах 2.4 и 2.5. Здесь же предложены и простые эмпирические зависимости, связывающие мнкрофизическне характеристики среды — суммарный объём У. показатель преломления /?, средний радиус г со значением коэффициента, рассеяния о(0.55) (или метеорологической дальностью видимости Показано, что между объёмом "сухого"

вещества аэрозольных частиц ,ч их обшен суммарной поверхностью наблюдается линейная связь, что свидетельствует об основной роли процессов гетерогенной конденсации в накоплении сухой основы субмикронного аэрозоля.

Раздел 2.6 посвящен обсуждению некоторых применений одиопараметрической модели. Показано, что рост относительной влажности воздуха ire только увеличивает общий объём частиц, но и за счет увеличения их суммарной поверхности способствует интенсификации возрастания, сухой основы. На примере упрощённой схемы суточного хода относительной влажности воздуха проведены оценки абсолютного приращения массы сухого аэрозоля в течение нескольких суток и анализ изменения скорости приращения.

На базе о^нопарамстричсского представления о микрофпзцчсских характеристиках суб.мнкронного аэрозоля проведены оценки поглощения инфракрасного излучения. Показано, что изменение содержания воды в субмикронном аэрозоле, происходящее под влиянием относительной влажности воздуха, способствует увеличению истинного поглощения МК излучения даже в участках спектра, где поглощение водой отсутствует. При нейтральном но спектру коэффициенте поглощения сухого вещества аэрозоля спектральные особенности действительной части, показателя преломления воды в основном и определяют отличие спектрального хода коэффициентов поглощении субмикронным аэрозолем в ПК области спектра от Х~1.

Обсуждены подходы к использованию одногтараметрнческон модели в задачах лазерного зондирования и проведена их апробация в реальном эксперименте в приземном слое атмосферы.

Третья глава "Кол'.тгкспые эксперименты ко исследованию оптических свойств аэрозоли в ляхеиеи тропосфере для различных

ecoijiiami-ctcux зон" обосновывает подход к постановке новой серив экспериментальных исследовании, из которого следует целесообразность раздельного изучения коэффициентов рассеяния сухой основы аэрозоля a¿ и параметра конденсационной активности у, ч который базируется на современных представлениях о процессах и характерных (временных и пространственных) масштабах изменчивости оптических характерней ¡к.

В раздаче 3.3 описана методика измерений на самолётс-лабораторпн, приведено краткое описание всею комплекса научных приборов, размещаемых на боргу, обсуждены отработанные -5 режима организации полётов при исследовании аэрозольных характеристик в фоновых условиях и лапы оОшпс сведения о географическом масштабе и статистической обеспеченности полученных данных за период реализации" самолётных наблюдений над территорией бывшею Советского Союз;',. (В период с 19S6 по 199.' гола проведены исследования практически во всех климатических зонах. Всего в списке свыше 100 пунктов зондирования).

В 3.2 обсуждены основные методические аспекты применения бортовой нефеломстрическоц установки, проведено обоснование константы перехода от коэффициента направленного рассеяния //(45°) к объёмному коэффициенту рассеяния о. Оценено качество применяемой методики калибровки в лабораторных условиях по чистым газам Не, Гъ, Кг, СО:, Хе. [показано, что параметр конденсационной активности определяемый ятя коэффициентов направленного рассеяния пид углом 45е должен быть на 10-25^ меньше, чем для об ионного коэффициента рассеяния.

Далее в хронологическом порядке представлен анализ результатов, полученных в серии комплексных аэрозольных экспериментов.

li разделе 3,3 обсуждаются результаты, полученные в комплексном эксперименте "ОДАЭК.С-87", проведённом в морском прибрежном районе с участием большой серии наземных измерителей и самолёта-лаборатории. В этом эксперименте впервые в практике аэрозольных исследований в стране проведена тнперкатибровка в реальной атмосфере ряда нефелометров разных исследовательских групп, что даёт основание для корректного сопоставления данных регулярных наблюдений для разных географических пунктов и обеспечивает возможность пх учета при решении климатических задач. В процессе

анализа были обнаружены различия в термо— и гигрооптичсских характеристиках аэрозоля для различных воздушных масс. Показано, что чагшпы, посту! 1:по!Пие в составе воздуха, прошедшего над значительно!! частью Европейской территории, содержат относительно большее количество иысокодстучпх соединений и имеют более высокие значения параметра конденсационной активности, чем аэрозоль тропических воздушных масс, что в дальнейшем подтвердилось результатами, подученными ¡з енкрытом океане. Показано, что для данной географической зоны в тёплый период времени основные различии кортикальных профилей о(//) для разных воздушных масс обусловлены главным образом различием в температурной стратификации при схожей иэро«ш>ной наполненности нижней тропосферы. Показано, чго с ростом высоты уменьшается вьпянутость индикатрисы рассеяния п увеличиваете;! степень поляризации рассеянного излучения, что свидетельствует об уменьшении среднего размера частпн с высотой. Впервые обнаружен рост параметра конденсационной активности при увеличении высоты. Выявлены основные внутрисезонныс циклы изменчивости коэффициентов рассеяния и мачких частиц (96, 24- и 12 часов). Показано, что вариации коицентраини груб-х.испсрснык частиц не совпадают с ритмами мелких частиц, а их максимальное содержите обусловлено близрасположеиньтми источниками и наблюдается в начале каждого синоптическою никла при усплеппн ветра в период прохождения фронтов. Показано, что срочный хол козффнцкептов рзссечшш во многом подобен тому, который наблкшаея а континентальных условиях.

Реализуя общую программу, в 1958 г. осушсстлден судокси аэрозольпый эксперимент в Атлантическом океане с широким охватом различных географических зон (от 25° до 68° с.ш.). результаты которого представлены в 3.4. На различных пространственно—временных разрезах показано, что удаление от промышленип развитых районов. Нкроны в открыты:"! океан сопровождается существенным падением 15 раз коэфф!пп!с:ггоп рассеяния для длин волн видимой области спектра, что обусловлено уменьшением абсолютного и относительного содержания частиц субмнкронной фракции, в то время как срсднедпснерсная фракция морских частиц связана в основном с состоянием взволнованной морской поверхности п скоростью ветра. Из анализируемых памп термоонтнчески.х характеристик наиболее ярко

возрастание относительного содержания морского аэрозоля проявилось „ ^(250°)

ио параметру ^ = №есь /'Л" ]и(25й0) — значения

коэффициента расеенния, регистрируемые при нагреве гирозо. ¡я гЬ 100° и 250°С соответственно), который рекомендовано использовать для оперативной оценки вкладов морского и континентального аэрозоля. Выяснено, что в видимой области спектра для океанического аэрозоля значения параметра конденсационной активности в среднем близки к 7~0.3+ 0.4 и дано объяснение этих невысоких значении, исходя из связи коэффициента рассеяния и среднего размера частиц для среднеднсиерсной фракции. На большом статистически хорошо обеспеченном экспериментальном материале показано, что в условиях открытого океана при отсутствии заметного континентального воздействия термо- и гигрооптнчсские характеристики и микроструктура аэрозоля подобны для различных климатических зон. Обнаружено, что в районах океана, подверженных пылевым выносам из Сахары, даже в обычных условиях при практическом отсутствии ветра в приводном слое выпадающие из верхнего яруса крупные частицы с Г У \ .5 мкм обусловливают их-повышенное содержание на расстояниях в десятки миль от побережья.

В составе комплексного Совстско — Американского пылевого эксперимента "Дюна" в 195? году организован и проведён никл самолётных измерений, результаты которого "обобщены в разделе 3.5. В этом эксперименте впервые детально изучены вертикальные профили оптических и мпкрофтпчеекпл характеристик аэрозоля » диапазоне высот (1т 0 до 6 км для пылевых Сур;, Средне!! Азии. Показано, что в период пылевых выносов формируется практически постоянный по высоте профиль содержания аэрозольных частиц, вплоть до высот температурной инверсии (или нзотермин). Обнаружено, что пал температурной инверсией наблюдаются локальные выбросы пылевого аэрозоля достигающие высоты - 6 км, со значениями о и А"близкими к их подынверспонным величинам. Эти пылевые облака распространяются с большей скоростью, чем подынвсрсионные аэрозольные образования, и могут служить предвестниками прихода пыльной мглы в район измерений. В самолётном эксперименте подтверждено преимущественное преобладание срелиедисперснон фракции частиц, обуславливающих оптическое состояние атмосферы во

время пылевых выносов и во многом определяющих состав атмосферного аэрозоля для этих мест Средней Азии в фоновых условиях, что хорошо согласуется с многочисленными данными наземных наблюдений, подученных другими участниками комплексного эксперимента. Впервые в практике аэрозольных исследований проведено хорошо согласующееся прямое сопоставление самолетных измерений микроструктуры аэрозоля с результатами обращения ореольных индикатрис рассеяния всей толщи атмосферы (результаты ИФА РАН). По данным о характере формирования* вертикального профиля для частиц разных диапазонов размеров в предположении, что частицы всех размеров в начальный момент пыльной бури равномерно перемешаны до высоты 3 км, был проведён расчёт трансформации во времени функции распределения частиц по размерам из-за гравитационного оседания. Полученные оценки показали,что время, прошедшее от момента их поступления в атмосферу составляет около 100 часоз. Это позволило оценить удалённость первоначального источника частиц от района наблюдений и заставило более детально пересмотреть метеорологические и синоптические данные, и затем нашло подтверждение при траекторном анализе и по спутниковым данным, подученным другими участниками эксперимента.

В 4 главе "Нефелометрия а всследовдпия отдельных аэрозольных ироцсссоз и лзлеиий"рассмотрены процессы и явления, которые либо могут наблюдаться вдали от места их возникновения (нскопдепсапионпыс аэрозольные облака), либо .характер которых напрямую не связан с конкретным географическим пунктом (например, исследование свойств дымов при горении различных материалов), но в отдельных случаях они могут играть решающую роль в формировании оптического состояния атмосферы или же важны для понимания роли аэрозоля в протекании атмосферных процессов (оценка стока озона на аэрозольные частицы). При написании этой главы автор стремился не только дать описание новых сведений об атмосферном аэрозоле, полученных в процессе работы, но и подчеркнуть важную роль и место нефеломстрпческих измерений в комплексных экспериментах.

Комплексный анализ результатов никроструктуриых, нсфсдомстрпческих (в т.ч. гнгрооптическнх) измерении и исследования химического состава впервые обнаруженных БД Беланом аэрозольных

неконленсаиионных облаков, основные сведения о которых приведены в 4.1, позволил реконструировать их оптический образ для широкого спектрального интервала. Показано, что трудноразличимые при (|ютомстриро»лнпи на просвет, эти аэрозольные образования легко могут быть обнаружены к идентифицированы средствами многочастотного лазерного. зондирования (наиболее эффективно в ближней И К—области спектра). Объяснен вероятный механизм их образования. Как было ранее показано (3.5), в период пыльной бури на уровне температурной инверсии происходит вырывание с густ ков пыли из подынверсионного слоя, что определяется развитой механической турбулентностью, обусловленной сдвию.м ветра. В дальнейшем они существуют в виде отдельных аэрозольных образовании и под действием процессов диффузии и седиментации существенно трансформируются в пространстве. В разделе 4.2 по данным, полученным во время самолётного пылевого эксперимента п приземных измерении к Томске, проанатизнрован сток озона на аэрозольные частицы. Показано, что при мощных пылевых выносах практически весь сток озона осуществляется па аэрозольные частицы. Дчя этого случая проведена оценка величины коэффициента гибели молекул озона, которая оказалась равна 6-10 5 и близка к верхней границе интервала значений, описанных в литературе. Для типичных по содержанию аэрозоля приземных условий по данных» нс(1>еломстра сначала была оценена общая поверхность частиц, затем определена средняя скорость стока озона, которая составила 2.5 мм/м-1 за 1 час. Показано, что для такого рода условий только от 2 до 20ч убыли озона может быть обусловлено стоком на аэрозольные частицы.

В разделе 4.3 обсуждаются результаты термо и гигрооптического исследования дымового аэрозоля, образованного из различных углеводородных материалов для двух режимов дымообразования — пиролиза и горения.

Обнаружено, что дымы горения характеризуются заметно большей конденсационной активностью (> от 0.2 до 0.55) и в значительно меньшей степени изменяют оптические характеристики при

__ //(25°)

температурном воздействии (параметр дзедо^ ) по сравнению с дымами пиролиза (величина у < 0.2, ^достигает значений 14).

В специальном ¡хилела 4.4, который в основном носит Методический характер, кратко описан выработанный с участием автора подход к организации комплексного экологического обследования различных территорий, ориентированный на применение мобильных средств. Показаны возможности, роль и место нефелометричеекпх приборов, которые при правильном выборе цели измерения, оптимальной схемы устройства и соответствующего законодательного закрепления методики, способны на несколько порядков повысить чувствительность, оперативность и регулярность измерений в системах экологического контроля.

Дано описание методики применения нефелометрии для картирования аэрозольных полей, оценки баланса аэрозольных загрязнений городов и территории и комплексного изучения структуры аэрозольных шлейфов предприятий.

На конкретных экспериментальных данных показаны примеры отработанной методики картирования аэрозольных полей в региональном -масштабе (оз. Байкал) и промышленных центров (Хабаровск, Павлодар, Нижневартовск). Описана применяемая нами при совместных лидарных, нефелометричеекпх и гравиметрических измерениях методика двойной передачи эталона, в которой сначала производится вычисление переходного коэффициента от гравиметрии к осреднённым значениям нефеломстрпческого сигнала, а затем по данным о средних значениях о на заданных высотах оцифровка лндарного сигнала.

В 5 заключительной главе "Факторы изменчивости субмакрогтаго азрозо.т нижней тропосферы" проведен детальный анализ иерархии внешних процессов, определяющих трансформацию стратификации коэффициентов рассеяния сг(/(//), термо- и гигрооптических параметров и вариации содержания аэрозоля в нижней тропосфере, с нелыо формирования принципов и схемы создания модели, адекватно учитывающей роль того , иди иного фактора в общей изменчивости аэрозольных характеристик.

Во введении к главе по данным длинных серии самолетных измерений показано, что для различных географических районов над обслсдовашюй обширной территорией средние значения параметра конденсационной активности 7'(~ 0.53) и среднеквадратичные отклонения близки друг к другу. Этот факт, конечно, не может служить

решающим доказательством близости физико-химических свойств тропосферного аэрозоля для разных районов, lío это обстоятельство, с учетом того, что процесс влияния влажности на оптические характеристики tía сегодня целом неплохо изучен (в т.ч. и в настоящей работе), заставляет сместить акцент анализа в сторону изучения факторов, определяющих изменчивость содержания сухой основы аэрозольных частиц.

Учитывая накопленный «пит исследования аэрозольных процессов, и ориентируясь на характерное зсре»я х:пз;щ субмикронных частиц в тропосфере, основное г.инматгпе сосредоточим на факторах, определяющих изменчивость азрозодышх характеристик в региональном масштабе.

В качестве исследуемого рептапа «стоствсгашм образом был выбран район Западной Сибщзд, где в тгечезше !l9S'6-5i9S8 r.r. нам удалось организовать работу «аиолета-л.т5сфатарпа ^фактически в мониторинговом режтгае.

В разделе 5.1, который, .па ¡взгляд .автора., тшеет ¡принципиальное значение для возможности ркяфостраые!0яя выводов, сделанных но данным проведенного «савдолсттюго ганднрован.ия, m грегаоиальиьш масштаб, обоснован «юдхоя к шойкс ¡геофизической значимости сформированного массива датах ¡(общий объем 602 вертикальных профиля). Тестирование ¡геофизической значимости массива основано на сравнении *ет«орэж>шадокж параметров и синоптических признаков в акаяпзппугйом массиве с аналогичными данными многолетних набд;оде'т:й, ¡подученными на сети Роскомгидромета.

В 5.2 изучен годовой хэд изменчивости содержания сухого аэрозоля в тропосфере над Запада»» Сибирью.

Показано, что в приземных усяэт.иях наибольшее содержание аэрозоля наблюдается в зимний период и обусловлено интенсификацией антропогенных источников и характерным для этого периода инверсным профилем температуры, жрепятстБуаощим выносу аэрозоля в вышележащие слои атмосф еры.

Впервые обнаружено повышенное содержание аэрозоля на высотах выше 2.5 км, максимальное значение которого ¡приходится на апрель. Объяснена природа этого весеннего максимума, обусловленная поступлением аэрозоля в атмосферу Западной Сибири от удалённых районов под действием западного переноса.

Проанализирован годовой ход изменчивости стратификации вертикального профиля коэффициентов рассеяния. Отмечено, что в большинстве конкретных реализаций вертикальный профиль сгу(//) имеет слоистый характер, а слои располагаются вблизи уровней, где наблюдается чередование устойчивых и неустойчивых микросбластей (ИИ ~ 100 м) в стратификации температуры. Показано, что основные сезонные особенности формирования стратификации <х^(//) обусловлены термическим режимом атмосферы, и подтверждено, что в качестве первого приближения в нижней тропосфере возможно использование представления о трёхслойном распределении аэрозоля по высоте: от 0 до 1/\ — приземный слой, до //> — стой активного турбулентного обмена, свыше //> — свободная атмосфера.

' Впервые проведён анализ гпгро— ¡1 термооптичёских характеристик для диапазона высот от 0 до 5 км. Выявлено, что в зимних условиях параметр конденсационной активности у в среднем выше, чем летом. По результатах! ряда длинных серий наземных измерений экспериментально Подтверждена тенденция падения параметра конденсационной активности при переходе от зимы к лету. Обнаружено, что зимой относительная доля высоколетучих соединений, испаряющихся (разлагающихся) до температуры ,'00сС в составе субмикропных частиц больше, чем летом. Также зимой относительный вклад "невыгорающего" остатка (до 250~С) в составе сухой основы частиц в среднем превышает летние значения.

Исходя из представлений о том, что высота сдоя перемешивания аэрозоля обусловлена длительными процессами, происходящими в течение времени жизни конкретной воздушной массы, п определяется повторяющейся внутрисуточпоп изменчивостью активности турбулентного обмена ч постепенным межсуточным нагревом (или выхолаживанием) всей нижней тропосферы, в разделе 5.3 предложен критерий оценки высоты /А В качестве объективного статистического критерии для опенки /Л рекомендовано использовать значение высоты, на которой коэффициент корреляции !^(сгй,аи) достигает уровня 0.5, и которая, исходя из способа оценки, может быть названа "высотой слоя коррелпроватюсти". Показано, что при таком подходе к определению высоты Лк для разных атмосферных величин (температуры, удельной влажности, коэффициентов рассеяния для увлажнённых частиц и сухой основы 0(1, счётной концентрации

частиц Дг > 0.2 мкм)) наблюдается своя "высота слоя коррелнрованноети", что отражает различия в процессах вертикального обмена для разных субстанции. Определена эмпирическая связь высоты //2 ДЛЯ коэффициентов рассеяния сухой основы аэрозоля <та(Н) с интегральной ирогретостыо нижнего (3х—километрового) слоя атмосферы. Проведена опенка среднего годового хода высоты' Iii Д-:,я Западной Сибири, и для двух наиболее контрастных сезонов зима — лето проанализированы основные различия гигро— и тсрмоонтических характеристик в слое перемешивания и в свободной атмосфере.

Анализ внутрнсезонных факторов, определяющих изменчивость характеристик аэрозоля нижней Tponoajiepu проведён в разделе 5.4.

Выяснено, что на процессы масштаба около 4х сучок приходится основная доля изменчивости коэффициента рассеяния cyxoii основы.

По данным приземных измерений, проведенных синхронно в Томске и "фоновом" районе, показано, что основные изменения содержания субмнкронпого аэрозоля связаны с процессами, имеющими общерегиональный масштаб.

Проанализированы сезонные различия в аэрозольных характеристиках для воздушных масс, приходящих на территорию Западной Сибири. Выявлены отличия между высотным ходом содержания сухой основы аэрозоля в арктических и умеренных воздушных массах. Показано, что в зимних условиях арктический воздух на высотах выше 500 метров содержит в среднем большее количество аэрозольных частиц по сравнению с умеренными воздушными массами. Весной выше 2.5 км сохраняются различия, наблюдаемые в зимних условиях, в то время как в нижнем километровом слое их характер начинает приближаться к летнему. Летом во всём исследованном диапазоне высот арктические воздушные массы содержат меньшее количество субмикронных частиц по сравнению с умеренным континентальным воздухом.

Проведена оценка сезонных особенностей накопления аэрозоля в атмосфере Арктики по данным самолётных нефелометрических измерений над Западной Сибирью. Полученные этим способом оценки массового содержания аэрозоля близки к тем значениям, которые наблюдаются непосредственно в Арктических районах.

В разделе 5.5 проанализирован суточный ход аэрозольных характеристик. Показано, что в зимних условиях суточный ход с^(#)выше приземного слоя практически отсутствует, что позволяет

при моделировании оптических характеристик ограничиться только учётом изменения относительной влажности воздуха. Внутрисуточная трансформация вертикального профиля сД-^О весной и осенью в основных чертах напоминает летний суточный ход, но амплитуда вариаций выражена слабее. В летних условиях в течение дня в результате прогрева подстилающей поверхности и атмосферы происходит увеличение высоты слоя перемешивания и его наполнение аэрозолем. С наступлением вечера вынос аэрозоля из приземного слоя прекращается, и нижние слои атмосферы (//< 1.5 км) начинают опустошаться (минимальные значения о"(/(Я) наблюдаются на высоте -300 м в утренние часы). Выше, вплоть до //- 3.5 км в вечерние часы продолжается увеличение слоя перемешивания.

Проведены оценки поступления в атмосферу аэрозольного вещества субмикронной фракции и скорости изменения содержания аэрозоля в различных слоях атмосферы в течение суток. Определено, что разность массового содержания аэрозоля в вертикальном столбе от 0 до 5 км между ночными и дневными условиями составляет ~ 15—20 мг на каждый квадратный метр поверхности, что хорошо согласуется с данными других авторов.

По данным наземных измерений показано, что в тёплое время года первый максимум содержания сухого аэрозоля наблюдается примерно в 11 часов, минимальные значения достигаются весной в период 15—18 часов, г. летом 16—20 часов, и второй максимум приходится на 23—1 час.

Показано, что в малоподвижных атмосферных воздушных массах при радиационном типе погоды процессы генерации аэрозоля в течение суток превосходят по интенсивности процессы ухода частиц в вышележащие слои и осаждения, на подстилающую поверхность. Проведена оценка скорости накопления массы сухого аэрозоля в приземном слое, которая для весеннего периода составила 5—10 мкг-м-З/сУ'К". а лля летних условий порядка 25 мкг-м"3/сутки. Даны рекомендации по дальнейшему развитию работ в изучении инутрпсуточиой изменчивости аэрозольных характеристик.

Раздел 5.6 посвящен описанию разработанной общей схемы восстановления, которая является основой и прообразом региональной динамической- модели оптических характеристик аэрозоля. Схема основана иа следующих принципах: иерархии внешних факторов и

многовариантного учета априорной информации и измеряемых входных параметров.

, Проведён анализ ошибок восстановления вертикальных профилен ^J¿(Н) ц а„{Н) для различных вариантов учёта внешних факторов и комбинаций входных параметров модели. Показано, что уже на этом этапе формирования модели применение такого подхода обеспечивает восстановление коэффициентов рассеяния в диапазоне высот 0—5 км с точностью, которая на сегодняшний день' вряд ли может быть достигнута в имеющихся моделях. Б частности, для летних условий применение схемы, учитывающей приземные значения температуру воздуха 7{//) и величину оптической толши г, позволяет снизить неопределённость в оценке О^Н) в 3—4 раза по сравнению со случаем, когда используется среднссезонное значение аи{И).

Исходя из представлен!гй об общности основных процессов формирования вертикальных профилей о(И) для континентальных условий в Целом, продемонстрирована работоспособность схемы восстановления на примере реконструкции средних вертикальных профилен для различных регионов (Одесса, Донецк, Урал, Казахстан).

Показано, что в качестве первого приближения для оценки всего комплекса необходимых оптических характеристик для длин волн видимой • области спектра может быть использована однопараметрическая модель с соответствующей коррекцией по вертикальному профилю о{//). Рецептура предлагаемой коррекции основана на сочетания возможностей однопарамстрпческой модели и двухпараметрического подхода, предложенного автором при описании индикатрис рассеяния в приземном слое атмосферы.

В Захлшчеииг отмечено, что совокупность комплексных наземных, судогых и самолетных исследований, проведенных в характерных климатических зонах северного полушария, может рассматриваться как целевой широкомасштабный геофизический эксперимент, который позволил получить новые сведения об оптических свойствах атмосферного азрозодя.

Основные работы но теме диссертации

1 Папанов М.В., Панченко М.В. Рассеяние оптических волн дисперсными средами. Часть III. Атмосферный аэрозоль // Изд. ТФ СО АН СССР, Томск, 1984, 159 с.

2 Кабанов Л/. В.. Панченко М.В., Пхютгов Ю.А. а др. Оптические свойства прибрежных атмосферных дымок. Новосибирск: Наука, 1988. 201 с

3 Зуев В.Е..Кабанов М.В., Панченко М.В. и др. Некоторые результаты исследования оптических свойств морской прибрежной дымки// Изв АН СССР, ФАО. 1978. т. 14. №12. с. 1268-1274.

4 Панченко М.В., Кавкяиов С.И., Креков Г.М., Фадеев В.Я. Анализ эмпирического закона распределения коэффициентов рассеяния и обратного светорассеяния. // Изв. АН СССР "Физика атмосферы и океана",!981 №11.

5 Панченко М.В., Веретенников В.В., Кауль Б.В., Краснов O.A., Тумаков А.Т. Лидарно-нефслометрическне исследования микроструктуры аэрозольных сред. // Изв. АН СССР "Физика атмосферы и океана", 1983, №10.

6 Веретенников В.В., Кабанов И.В., Панченко М.В. Микрофизическая интерпретация однопараметрической модели поляризационных индикатрис (дымка прибрежного района) // Изв. АН СССР, ФАО, 1986. т. 22. № 10, с. 1042-1049.

7 Пап,кип В.В., Панченко MB., Фадеев В.Я. О влиянии ветрового режима прибрежной зоны па оптические характеристики дымки. // "Морской гидрофизический журнал", N1, 198б,с.54-61.

8 Коха цепко /.'//., Крутикоа В.Л., Панченко М.В., Полькин В.В. Измерение орсольных индикатрис рассеяния искусственных адиабатических туманов. // Известия ВУЗов MB и ССО СССР, серия "Физика", деп. в ВИНИТИ 35I8-B86, 1986.

9 Панченко /I/ fí., Тумаков А.Г., Терпугова С.А. Бортовая установка ;ьтя исследования атмосферного аэрозоля с использованием термо- и гнгрооптического метода. // Аппаратура дистанционного зондирования параметров атмосферы, г. Томск, Из-во ТФ СО АН СССР, 1987, с.40-46.

10 Вергуи В.В., Кабаноз И.В., Кох:тгнко ГЛ., Панченко А/.П. // др. Учет многократного рассеяния is орссльпых измерениях индикатрис плотных туманов // Man АН СССР, ФАО. 1988. т.24. №4. с.403-409.

11 Панченко М.В., Пагшм В.В., /Пикапов П. И. Экспериментальные исследования ореол ь. юн части индикатрисы рассеяния в аридной зоне. ¡) В кн. 'Оптические свойства земной атмосферы". Томск. 1988. с.81-84.

12 Панченко М.В. Относительная влажность воздуха и поглощение ИК излучения субмнкроиным аэрозолем // Оптика атмосферы. 1988» т.1 №4. с.25-30.

13 Бела» Б.Д.. Задде Г. О., Панченко М.В. и др. Сезонные факторы в изменчивости атмосферного аэрозоля в диапазоне высот 0-5 км // Оптические свойства земной атмосферы. Томск. Из-во ТФ СО АН СССР, 1988, с.45-51.

14 Лс.иш Б.Д., Задде Г.О., Ковалевский В.К.. Панченко М.В. и др. О природе аэрозольных неконденсаниопных облаков // Оптика атмосферы. 1988 т.1. №6. с.67-78.

15 /k'.wn £J(., Задде Г. О., Кова.1евский В.К.. Панченко А/.В. и др. Физические характеристики некоиденслшюниых аэрозольных облаков // Метеорология и пирология. 19SS. №8. с. 39-4 8.

16 Зуев В.Е'., Бел ait Б.Д., Задде Г.О., Панченко М.В. и др. Внутренняя структура аэрозольных облаков //Изв АН СССР, ФАО. 1988. т.24. N.>9. с.957-972.

17 Пдрисое З.Ф., Курыисв С. П., Панченко М.В. Структура автоматизированного мобшъмого комплекса для исследования атмосферно-о1гтческпх параметров // Оптика атмосферы. 1988. т.1 №10. с.39-48.

18 Панченко А/.В., Пашкин В.В., Терпугоаа С..4. и др. Свойства аккумулятивной фракции аэрозоля по данным нефелометр! песких измерений // Результаты комплексных экспериментов "Вертикаль-86" и "Вертикпль-87", Томск, Изд-во ТНЦ СО АН СССР, 1989, с.18-28.

19 Белаи БД., Задде Г.О., Панченко М.В., Риссказчикоеа Т.М.. Гатачеа Г.Н. К. вопросу о трансформации спектра размеров частиц аэрозоля при изменении влажности воздуха // Оптика атмосферы. 19S9. т.1. J&S. с.800-805.

20 Панчепко М.В.. Терпугом С.А. Вертикальный профиль коэффициента рассеяния // Результаты комплексного эксперимента "ОДАЭКС-87", Томск, Изд-во ТНЦ СО АН СССР, 1989, с. 124-130.

21 Зуев В.К., Бе.шн Б.Д., Веретенников В.В., Панчепко М.В и др. Оптические проявления неконденсационных аэрозольных облаков // Оптика атмосферы. 1989- т.1. W1. с.737-743.

22 Герасимовы Л.А:, Панчепко М.В., Терпугова С.А., Теущеков В.Д. Информационно-поисковая система для обработки вертикальных профилей аэрозольных характеристик на базе микро-ЭВМ // Оптика атмосферы. 1990. т.З. №7. с.770-773.

23 Белан Б.Д., Макуа/ев М.К., Панчепко М.В. и др. Особенности прохождения фотохимических процессов в воздухе промышленных центров // Оптика атмосферы. 1991. т.4. №9. с.995-1005.

24 П.халагое /O.A., Ужегов В.П., Белан Б.Д., Панчепко М.В., Щелкаиов H.H. К вопросу об аэрозольно-газовых связях в приземном слое атмоеферы // Оптика атмосферы и океана. 1992. т.5. №6. с.639-646.

25 Андронова A.B., Белан Б.Д., ..., Панчепко М.В. и др. Микрофизнческис характеристики пылевого аэрозоля по результатам советско-американского эксперимента (Таджикистан, 1989) // Изв АН СССР, ФАО. 1992. т.28. №8. C.79S-804.

26 Белан Б.Д., Бурков В.В., Панчепко М.В. и др. Некоторые результаты зондирования промышленных выбросов бортовым лидаром "Макрсль-2М" // Оптика атмосферы и океана. 1992. т.З. №2. с. 186-192.

27 Бе.шн Б.Д., Панчепко .!/В., Тер/¡угона С.Л., Толмачев Т.П. Оценка стока озона па аэрозольные частицы // Оптика атмосферы н океана. 1992. т.5. №6. с.647-651.

2S Белан Б.Д., Кабанов Д.М., Данченко М.В. и др. Самолетное ¡оптирование параметров атмосферы в пылевом эксперименте // Советско-американский эксперимент по изучению аридного аэрозоля: С-Пб. 1992. с.26-38.

29 Зусч D.E.. Антонович В.В., Белан БД., Панчепко М.В. и др. Феномен круговой циркуляции в котловине озера Байкал // Доклады АН СССР. 1992.Т.325. №6. с.1146-1150.

30 Исаков A.A., Назаров Б.Ii., Папчгнко М.В. и dp. Оптические свойства пылевых выносок // Из в AM СССР, ФЛО. 1992. т.28. №8. с.805-812.

31 Зуев S.E., Белаи Б.Д. ..... Натенко М.В. и t)p. Самолет-

лаборатория АН-30 "Оптик-Э" для экологических исследований // Оптика атмосферы и океана. 1992. т.6. №10. с.1012-1021.

32 Паиченко М.В. Одпопараметричсская модель ошическнх характеристик и вертикальный профиль аэрозоля // V еоисш. по распр. лазер, излуч. в дисперс. среде. Тез.докл. Обнинск. 1992. с.28.

33 Козлов B.C., Паиченко М.В., Тумаков А.Г. О влиянии режима сгорания углеводородных топлив на оптические свойства дымовых аэрозолен // Оптика атмосферы и океана. 1993. т.о. №10. с. 12781288.

34 Бе.ган Б.Д., Вавер ß.lf. ..... Пинченко М.В. // ср. Загрязнение

воздушного бассейна {-.Нижневартовска. 1. Летпй период // Оптика атмосферы и океана. 1993. т.6. №5. с.559-571.

35 Бе.шн Б.Д., Baecp B.Jf. ,..., Паиченко М.В. и dp. Злгрншспис воздушного бассейна {.Нижневартовска. 3. Соотношение действующих факторов. Ц Оптика атмосферы и океана. 1993. т.6. №5. с.586-592.

36 Бс.тп Б.Д., Аршинов М.Ю., Зуев В В.. Зуев В.Б.. Копсиенскпн В.К.. Лиготшш A.B.. Ме.гешкин 8.Е., Панченко М.В.. Покровский ¿'.В.. Рогов AJJ., Симона/кое Д. В., Тохмачёа /'.//. ТОР—станция мониторинга атмосферных параметров. // Оптика атмосферы и океана., 1994. т.7. N8, с.lU'iS-*, 092.

37 Бгхан БД, Башн Ю.С.. Чадеев Л/'., Панченко М.В. Система оперативного контроля загрязнения: воздушного бассейна промышленных центров "Город". // "Оптика атмосс]>еры и океана" 1994, т.7, N2, с.163-174.

38 Пашенка М.В., Терпугова С.А., Тумаков А.Г., Бе.ын БД. Рассказчикова Т.М. Методические аспекты самолетных нсфглометрических исследований тропосферного аэрозоля в региональном масштабе // Оптика атмосферы и океана. 1994. т.7. №8. с. 1022-1032.

39 Папчепко Af.B., Терпугом С.А. Год о пой ход содержании субмпкронного аэрозоля в тропосфере над Западной Спбпрыо // Оптика атмосферы и океана. 1994. т.7. №8. с. 1033-1044.Angeles, 1994, р.282-283.

40 Но а,кап В.В.. Папчепко Af.В.. Бел an БД. Межгодовал изменчивость содержания аэрозоля и температурный режим в нижней тропосфере для Западной Сибири. // 1 Межреспубликанский симпозиум "Оптика атмосферы и океана". Тез. докл., Томск, 1994, с. 101-102.

41 Папчепко М.В., 'Герпугоаа С.А. О влиянии тина воздушной массы на формирования вертикального профиля субмнкронного аэрозоля. // 1 Межреспубликанский симпозиум "Оптика атмосферы и океана". Тез. докл., Томск, 1994, с.96.

42 Паачеико ,4.3., Терпугова С.А. Суточный ход вертикального профиля аэрозольного коэффициента рассеяния в нижней тропосфере. // 1 Межреспубликанский симпозиум "Оптика атмосферы и океана". Тез. докл., Томск, 1994, с.97.

43 Belau В.D.. Kabanov D.M., Panchenko M.K et a!. Airborne sounding of atmospheric parameters in dust experiment // Joint Soviet-American Experiment on Arid Aerosol. St.Petersburg. Hydromcteoizdat. 1993. p.43-54.

44 Panchenko M.V., Kabanov Af.V., Fath'ev V.Ya. Statistical Model of Directed Light Scattering Coefficients of Coastal Maze. // JOSA v.z. №10 1985, p.!735.

45 Panchenko ,!/. V. Airborne measurements of the atmospheric dust during joint US/USSR experiment in central Asia // Prog. & Abst. AGU 1991 FALL MEETING. Dec. 9-13. San Francisco, 1991, p.!05.

46 Panchenko M. K. Teqmgova S.A., Bodhaine B.A. et. al. Optical investigations оГ dust plumes during USSR/US experiment in Tad/liikistan, 1989. // Atmospheric Environment, 1993, v. 27A, No 16, p.2503-2509.

47 Sviridettkov M.A.. Gi/k'lte D.A., hakov А.Л..... Panchenko Af.K, et.aL

Mierophysical characteristics of the dust aerosol measured during the Soviet-American experiment (Tadzhikistan, 19S9). // Atmospheric Environment, 1993, v. 27A, No 16, p.248|-24S7.

48 Koslov V.S., Panckenko M. K, Tumakov A.G. On the clFeci of regime of burning hydrocarbon fuels on ? optical properties of smoke aerosol // Absracls of reports of 4-lh International Aerosol Conference, Los-Anjeles, 1994, p.

49 Be/an D.D., Panchenko M.V., Po/kiti !'. V. Concentration of tiopospheric aerosol over Western Siberia iiv tlic late 5i(!'s // Absracts of rcpoits of 4th International Aerosol Conference, Los Angeles, 1994, p.S71.

50 Panchenko M.V., Terpugova S.A., Tumakov A. G. intciannual variations of submicron aerosol fraction from the data of ait borne nephelometric measurements // Absracls of reports ■ of 4-th International Aerosol Conference, Los Angeles, 1994, p. ¡054-1055.

51 Terpugova S.A., Panchenko M.V. Retrieval of the vertical profile of aerosol scattering coefficient from the data of ground based measurements // Absracls of reports of 4-th International Aerosol Conference, Los Angeles, 1994, p.483-484.