Руководитель - к.ф.-м.н. Одинцов Сергей Леонидович
Область исследований
Исследование переноса звуковых волн в случайно-неоднородной стратифицированной атмосфере.
Разработка методов и технических средств акустической диагностики пограничного слоя атмосферы.
Разработка математических методов и алгоритмов обработки случайных сигналов и полей.
Исследование динамических процессов в пограничном слое атмосферы.
Разработка методов и решение задач переноса коротковолнового излучения в неоднородных облаках, мезомасштабных облачных полях со случайной геометрией и безоблачной атмосфере
Исследование переноса звуковых волн в случайно-неоднородной стратифицированной атмосфере
Распространения звуковых волн в свободной атмосфере и на приземных трассах
Исследование амплитудно-фазовых характеристик звуковых волн в случайно-неоднородной стратифицированной атмосфере, включая изучение когерентности в продольных и поперечных направлениях распространения сигналов.
Исследование эффекта Доплера в неоднородных движущихся средах.
Исследование распространения звука на приземных трассах при различных дальностях, частотах излучаемых сигналов и классах устойчивости атмосферы.
Решение задачи пеленга источников звука в условиях случайно-неоднородной стратифицированной движущейся атмосферы.
Исследование нелинейных эффектов при распространении звуковых волн
Теоретический анализ нелинейных эффектов в случайных движущихся средах.
Экспериментальные исследования нелинейных эффектов при работе содаров большой мощности.
Разработка методов и технических средств акустической диагностики пограничного слоя атмосферы
Технические средства исследований:
Средства дистанционного зондирования: содар "ВОЛНА-3"", содар "МАЛ-2" (разработки ИОА СО РАН)
В стадии разработки - трехканальный поличастотный содар с возможностью использования бистатических схем зондирования параметров атмосферы
Объекты исследований:
Ветер
высотно-временная структура различных компонентов полного вектора скорости ветра в различных геофизических ситуациях
статистические моменты (до четвертого включительно) компонентов поля скорости ветра
диагностика турбулентной составляющей поля скорости ветра: интенсивность турбулентности, ее анизотропия
исследование корреляционных связей поля скорости ветра в пограничном слое атмосферы на основе данных акустического зондирования
когерентные структуры в случайном потоке ветра.
Структура турбулентной составляющей поля температуры
измерения профилей структурной характеристики CT2 в пограничном слое атмосферы
диагностика структуры в условиях различных типов стратификации.
Внутренние гравитационные волны: обнаружение и диагностика основных параметров.
Турбулентные потоки тепла и импульса: исследование возможности использования данных акустического зондирования для восстановления высотно-временных профилей турбулентных потоков тепла и импульса.
Осадки: теоретическое и экспериментальное исследование структуры осадков в приземном слое атмосферы.
Помехи при зондировании: корреляционный и спектральный анализ внешних помех, методы компенсации и активное гашение помех
Разработка математических методов и алгоритмов обработки сигналов
Спектральный анализ сигналов содара.
Спектральный анализ временной динамики скорости и направления ветра.
Анализ моментов распределений различных составляющих скорости и направления ветра.
Анализ распределений и их моментов при исследовании амплитуды сигналов содара.
Анализ многоканального потока данных.
Анализ данных при измерениях колебательных процессов различной природы.
Основные результаты
Получены новые экспериментальные и теоретические результаты по взаимодействию акустического излучения с атмосферой, созданы новые технические средства дистанционной (содары) и локальной (ультразвуковая метеостанция) акустической диагностики нижнего слоя атмосферы.
По результатам экспериментальных исследований выявлена трансформация звукового поля под воздействием когерентных структур локального масштаба в поле скорости ветра, не учитываемая современной теорией распространения звука. Установлены закономерности генерации акустических сигналов при взаимодействии оптического излучения различных интенсивностей и длин волн с газовыми, твердыми и жидкими примесями атмосферы.
По результатам исследований с использованием разработанных средств акустической диагностики получены уникальные данные о структуре потока ветра в планетарном пограничном слое, в частности в городских районах и у береговой линии оз. Байкал.
Технические и методические разработки группы атмосферной акустики используются в институтах РАН и СО РАН, в учреждениях экологического мониторинга и на территориях промышленных предприятий.
Разработана модель переноса коротковолнового излучения, обеспечивающая корректный расчет спектральных потоков и полей яркости в различных атмосферных условиях, включая пространственно неоднородную и стохастическую облачность. Вычислительная схема учета молекулярного поглощения на основе метода k-распределений позволяет использовать в расчетах новейшие спектроскопические данные, информацию концентрации атмосферных газов и аппаратной функции прибора. Достоверность результатов моделирования подтверждена сопоставлением с расчетами в рамках международного проекта «Intercomparison of 3D Radiation Codes» и результатами тестирования с полинейными расчетами и экспериментальными данными.
Сотрудники
Гладких Владимир Александрович, снс, тел: (3822) 491-421, E-mail: glvl@iao.ru
