IMCES - Важнейшие результаты фундаментальных и прикладных исследований ИМКЭС в 2000 году

Важнейшие результаты фундаментальных и прикладных исследований ИМКЭС в 2000 году

1. По результатам статистического анализа температурного режима Сибири за последние десятилетия выявлен очаговый характер потепления с максимальным трендом, превышающим 0,5 ° С/10 лет. При этом межсезонная амплитуда среднемесячной температуры уменьшается с ростом среднегодовой для Сибири в целом, за исключением района Верхоянского полюса холода, где соответствующая зависимость имеет противоположный характер.

Аннотация. Статистический анализ поля приземных температур Сибири был выполнен по данным 134 метеостанций за период с 1955 по 1998 год. В качестве исходных данных использовались ряды среднемесячных температур с разложением временного ряда по каждой станции на три составляющие: долговременный тренд, годовой ход и аномальные отклонения.

На поясняющем рисунке показаны уровни трендов потепления и масштабы очагов, внутри которых тренды потепления превышают 0,5 º С/10 лет, т.е. на порядок превышают средние для Северного полушария в целом за столетие.

На рисунке отдельно выделен район вокруг Верхоянского полюса холода. Этот район отличается от других тем, что здесь амплитуда годового хода температуры увеличивается с ростом среднегодовой температуры, что свидетельствует о систематической тенденции потепления в летние месяцы и похолодания в зимние. Для других районов Сибири эта зависимость имеет противоположный характер. (Кабанов М.В., Ипполитов И.И., Задде Г.О.).

2. Развит метод дифференциального поглощения для перекрывающихся полос в УФ-области спектра и завершена разработка автоматизированного газоанализатора окиси азота и двуокиси серы в дымовых выбросах с пороговой чувствительностью 1 мг/м³ . Импортозамещающий двухкомпонентный газоанализатор предназначен для экологического контроля выбросов и оперативного регулирования режима сжигания топлива на ТЭЦ.

Спектр поглощения NO и SO2. Вертикальные линии – выбранные для газоанализа участки спектра.

Аннотация. На поясняющем рисунке приведены спектры поглощения NO и SO2 в выбранной для газоанализа УФ-области спектра. Выделение анализируемых участков спектра излучения осуществляется с помощью перестраиваемого интерференционного светофильтра с полушириной пропускания в 1,5 нанометра.

Разработанные научные основы и новые технические решения обеспечивают для газоанализатора высокие эксплуатационные качества (срок непрерывной работы до 1 года), многофункциональные технологические возможности и малую инерционность (время одного измерения – 8 с). ( Солдаткин Н.П., Булдаков М.А.,).

3. На основе результатов многолетних экспериментальных исследований по влиянию на коэффициент поглощения кристаллов ZnGeP2 условий синтеза соединения, выращивания и легирования монокристаллов, их термообработки и дозированного облучения электронными пучками разработана новая технология производства кристаллов с повышенным оптическим качеством для эффективных преобразователей частоты лазерного излучения для систем дистанционного мониторинга атмосферы в среднем ИК диапазоне.

Аннотация. На поясняющем рисунке представлены спектры поглощения кристаллов ZnGeP2 в диапазоне 0,9-2,5 мкм на различных стадиях их производства. Как видно из рисунка, термообработка кристаллов заметно улучшают их оптические свойства, а последующее облучение быстрыми электронами (с энергией более 5 кэВ) приводит к дальнейшему уменьшению коэффициентов поглощения в среднем ИК диапазоне (< 1/0,05 см ; на длине волны 2 мкм).

Таким образом, разработанные ранее технология синтеза соединения ZnGeP2 c контролируемым составом и высоковоспроизводимая технология выращивания этих монокристаллов на ориентированные затравки дополнена их постростовой термообработкой, существенно повышающей их оптическое качество.

Достигнутый уровень оптического качества кристаллов ZnGeP2 , полученных по новой разработанной технологии, обеспечивает производство параметрических генераторов света с повышенной эффективностью в диапазоне 3-10 мкм при использовании лазерной накачки с различными активными элементами (LiYF4 :Ho, ПГС на основе КТР с накачкой YAG:Nd лазера). (А.И.Грибенюков).

4. Предложен и впервые апробирован системно-эволюционный подход к исследованиям современных изменений региональных природно-климатических систем и к многофакторному моделированию процессов энергомассопереноса в земной атмосфере с учетом согласованности межсистемных отношений. На основе этого подхода разработаны неискаженные сглаживающим осреднением новые методы обработки и анализа результатов мониторинга для оценки региональных климатических изменений.

Аннотация. Для иллюстрации одного из методов анализа на рисунке приведены полученные по результатам метеорологических наблюдений эволюционные траектории температурного режима для трех региональных природно-климатических систем Сибири. По вертикальной оси отложены так называемые оценочные функции, представляющие собой сумму рядов среднемесячных температур (на высоте 2 м в градусах Цельсия), а по горизонтальной оси – годы инструментальных наблюдений. Как видно из рисунка, разработанный метод анализа обеспечивает: получение неискаженной эволюционной траектории температурного режима для последующей интерпретации; наглядное выявление региональных особенностей эволюции; выявление изломов эволюционной траектории, в том числе для заметного излома в 60-е годы, который отмечается также при анализе изменений среднегодовой температуры северного полушария.

Анализ современных климатических изменений по данным мониторинга проведен при использовании оценочных функций как для отдельных геосферных параметров, характеризующих региональные климатические системы и экосистемы с учетом их свойств и отношений с характеристиками реальных процессов, так и для матриц характеристик геосферных систем. (М.В.Кабанов, В.И.Шишлов).