Национальный исследовательский Томский государственный университет
УДК 535.8 Применение оптики в целом
ГРНТИ 29.31 Оптика
ОКСО 03.03.02 Физика
ББК 223 Физика
ТБК 613 Физика
BISAK SCI053000 Physics / Optics & Light
В данной работе представлено решение моделирования оптических характеристик частиц сложных агрегатов, состоящих из двух, трех, четырех и пяти элементов, где под элементом подразумеваем частицу произвольной формы фиксированного размера. Исследование направлено на выявление влияния количества и пространственного расположения частиц на их оптические свойства. В рамках работы размер единичного элемента составлял 10 мкм, а длина волны принималась равной 1,064 мкм. Проведено статистическое исследование оптических характеристик таких частиц, а также сравнительный анализ с эталонной частицей из предыдущих исследований, посвященных частицам неправильной формы.
рассеяние света, хаотическая ориентация, перистые облака, агрегаты сложной формы, частицы неправильной формы, перистые облака, физическая оптика, кристаллические частицы.
1. Зенкова П.Н., Чернов Д.Г., Шмаргунов В.П., Панченко М.В., Белан Б.Д. Субмикронный аэрозоль и поглощающее вещество в тропосфере российского сектора арктики по данным измерений самолета-лаборатории ту-134 "оптик" в 2020 г // Оптика атмосф. и океана 2021.Т. 34. № 11 (394). С. 882-890.
2. Анохин Г.Г., Антохин П.Н., Аршинов М.Ю., Барсук В.Е., Белан Б.Д., Белан С.Б., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Козлов В.С., Морозов М.В., Панченко М.В., Пеннер И.Э., Пестунов Д.А., Сиков Г.П., Симоненков Д.В., Синицын Д.С., Толмачев Г.Н., Филиппов Д.В., Фофонов А.В., Чернов Д.Г., Шаманаев В.С., Шмаргунов В.П. Самолет лаборатория Ту-134 "Оптик" // Оптика атмосф. и океана 2011.Т. 24. № 9. С. 805-816
3. Матвиенко Г.Г., Бабушкин П.А., Бобровников С.М., Боровой А.Г., Бочковский Д.А., Галилейский В.П., Гришин А.И., Долгий С.И., Елизаров А.И., Кокарев Д.В., Коношонкин А.В., Крючков А.В., Кустова Н.В., Невзоров А.В., Маричев В.Н., Морозов А.М., Ошлаков В.К., Романовский О.А., Суханов А.Я., Трифонов Д.А. и др. Лазерное и оптическое зондирование атмосферы. // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32. № 9. С. 726-740.
4. Матвиенко Г.Г., Банах В.А., Бобровников С.М., Бурлаков В.Д., Веретенников В.В., Кауль Б.В., Креков Г.М., Маричев В.Н. Развитие технологий лазерного зондирования атмосферы. // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22. № 10. С. 915-930.
5. Heymsfield A.J., Bansemer A., Field P.R., Durden S.L., Stith J.L., Dye J.E., Hall W., Grainger C.A. Observations and parameterization of particle size distributions in deep tropical cirrus and stratiform precipitating clouds: Results from in-situ observations in TRMM field campaigns // J. Atmos. Sci. 2002. V. 59. P. 3457–3491
6. Heymsfield A.J. Properties of tropical and midlatitude ice cloud particle ensembles. Part 1: Medium mass diameters and terminal velocities // J. Atmos. Sci. 2003. V. 60. P. 2592–2611
7. A European Aerosol Research Lidar Network to Establish an Aerosol Climatology: EARLINET, [Электронный ресурс]. URL: http://www.earlinet.org (дата обращения 27 марта 2025).
8. AD-Net, the Asian dust and aerosol lidar observation network [Электронный ресурс]. URL: http://www-lidar.nies.go.jp/AD-Net/ (дата обращения 12 февраля 2025).
9. The Latin America Lidar Network (LALINET a.k.a. ALINE) [Электронный ресурс]. URL: http://www.lalinet.org/ (дата обращения 17 февраля 2025).
10. Балин Ю.С., Тихомиров А.А. История создания и работы в составе орбитальной станции "Мир" первого российского космического лидара БАЛКАН // Оптика атмосф. и океана 2011. Т. 24. № 12. С. 1078-1087.
11. EarthCARE Overview, [Электронный ресурс]. URL: https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/FutureEO/EarthCARE (дата обращения 22 марта 2025).
12. Pauly R.M., Yorks J.E., Hlavka D.L., McGill M.J., Amiridis V., Palm S.P., Rodier S.D., Vaughan M.A., Selmer P.A., Kupchock A.W., Baars H., Gialitaki A. Cloud-Aerosol Transport System (CATS) 1064 nm calibration validation // Atmos. Meas. Tech. 2019. V. 12(11). P. 6241-6258.
13. Winker D.M., Vaughan M.A., Omar A., Hu Y., Powell K.A., Liu Z., Hunt,W.H., Young S.A. Overview of the CALIPSO mission and CALIOP data processing algorithms // Journ. Atmosph. Ocean. Technol. 2009. V. 26(11). P. 2310-2323.
14. Liou K.-N., Yang P. Light Scattering by Ice Crystals: Fundamentals and Applications. Cambridge: Cambridge University Press, 2016. 460 pp.
15. Журавлева Т.Б., Насртдинов И.М. Влияние микроструктуры и горизонтальной неоднородности разорванной кристаллической облачности на средние потоки солнечной радиации в видимой области спектра: результаты численного моделирования. // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34. № 10. С. 792–802.
16. Yurkin M.A., Maltsev V.P., Hoekstra A.G. The discrete dipole approximation for simulation of light scattering by particles much larger than the wavelength // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2007. V. 106. P. 546–557.
17. Liu C., Panetta R.L., Yang P. Application of the pseudospectral time domain method to compute particle single-scattering properties for size parameters up to 200 // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2012. V. 113. P. 1728-1740.
18. Петрушин А.Г. Ослабление и рассеяние оптического излучения кристаллической и смешанной облачными средами: Автореф. дис. докт. физ.- мат. наук. – Санкт-Петербург, 2004. – 36 c.
19. Macke A., Mueller J., Raschke E. Single scattering properties of atmospheric ice crystal // J. Atmos. Sci. 1996. V. 53. P. 2813-2825.
20. Bi L., Yang P., Kattawar G.W., Hu Y., Baum B.A. Scattering and absorption of light by ice particles: solution by a new physical-geometric optics hybrid method // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2011. V. 112(9). P. 1492-1508.
21. Borovoi A., Konoshonkin A., Kustova N. The physical-optics approximation and its application to light backscattering by hexagonal ice crystals // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2014. V. 146. P. 181–189.
22. Тимофеев Д.Н., Коношонкин А.В., Кустова Н.В. Алгоритм Modified beam-splitting 1 (MBS-1) для решения задачи рассеяния света на невыпуклых ледяных атмосферных частицах // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т.31. № 06. С. 473-480.
23. “Database of light backscattering of cirrus clouds’ ice crystals” ftp://ftp.iao.ru/pub/GWDT/Physical_optics/Backscattering/Data_bank_2023_level_2/ (дата обращения 14 марта 2025)
24. Коношонкин А.В., Кустова Н.В., Шишко В.А., Тимофеев Д.Н., Ткачев И.В., Бакуте Е., Бабинович А.Е., Zhu X., Wang Zh. Характеристики обратного рассеяния света на полых ледяных гексагональных столбиках для построения оптической модели перистых облаков // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т.36. № 12 (419). С. 1013-1019.
