LOMA

ЛАБОРАТОРИЯ ОПТИКИ И МИКРОФИЗИКИ АЭРОЗОЛЯ
Лаборатория оптики и микрофизики аэрозоля развивает исследования атмосферного аэрозоля, которые с середины 50-х годов ХХ века проводились в отделе
физики атмосферного аэрозоля под руководством проф. Георгия Владимировича Розенберга. Исполнилось 50 лет с момента обнаружения Г.В. Розенбергом и
И.М. Михайлиным эллиптичности поляризации рассеянного атмосферным аэрозолем света.
Основные направления исследований
1. Оптика и микрофизика атмосферного аэрозоля
Знание свойств и процессов трансформации атмосферного аэрозоля является важной составной частью фундаментальных основ теории климата, атмосферной
оптики и атмосферной экологии. Сотрудниками лаборатории выполнены систематические исследования угловых и спектральных зависимостей компонент
матрицы рассеяния света, изучена конденсационная трансформация оптических и микрофизических характеристик аэрозоля, разработаны статистические и
микрофизические модели субмикронного аэрозоля и методы решения обратных задач светорассеяния. Оптические характеристики измерялись с помощью
разработанных в лаборатории поляриметров, спектронефелометров и спектрополяриметров.
10 V(4) 10
1
3
10 ноября
11 ноября
12 ноября
13 ноября
14 ноября
15 ноября
1.2
1.0
0.8
3
dV/dr, мм /(м *мкм)
0.8
Объемное содержание
3
2
грубодисперсного аэрозоля, см /м
1.0
10
r(1), n-1(2), b(3)
3
0.6
1
0.4
2
0.2
0.6
0.4
0.2
4
Душанбе, 1989
Оклахома, 1995
Шпицберген, 1997
Звенигород, 1997-1999
Арал, 1991
1
0.1
0.01
0.0
100
0.0
0.0
0.1
10
L, км
1
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.1
0.7
Коэффициент направленного светорассеяния, ср
Радиус, мкм
Микрофизическая модель влажной атмосферной
дымки: L – дальность видимости, V – объемная
концентрация аэрозоля, n – показатель преломления,
b – отношение радиусов сухих и обводненных частиц, r
– относительная влажность воздуха.
1
Трансформация микроструктуры аэрозоля при
развитии городского смога (Пекин, 2003 г): V –
распределение объемов частиц по размерам.
Всплески концентраций частиц нанометрового
аэрозоля (Калмыкия, Годжур, 2005 г.).
-1
Восстановление
объемного
содержания
грубодисперсной фракции аэрозоля в толще
атмосферы по яркости неба в области
солнечного ореола.
2. Аэрозоль и климат
Исследование прямого и косвенного воздействия аэрозоля на радиационный режим атмосферы относится к числу самых актуальных задач теории климата. С
целью оценки аэрозольных эффектов лаборатория проводит систематические измерения радиационных характеристик аэрозоля в различных физикогеографических условиях, разрабатывает методы диагностики параметров аэрозоля в приземном слое и в толще атмосферы. Разработаны оптические методы
определения параметров микроструктуры аэрозоля в толще атмосферы и микроструктуры тонкослойных облаков. Выполнено исследование радиационных свойств
дымов и городского аэрозоля.
мкг/м

3
8
40
32
6
24
4
16
2
8
0
0
1989
1992
1995
1998
2001
0.3
0.98
0.2
0.96
dV(r)/dr
3
Субмикронный аэрозоль
Сажевый аэрозоль
10
мкг/м
0.94
0.92
0.4
2004
30.07.02
15.08.02
7.09.02
0.5
Год
Долгопериодная
изменчивость
концентраций
субмикронного и сажевого аэрозоля в Московском
регионе.
Пространственное распределение сажевого аэрозоля
вдоль транссибирской магистрали.
0.1
0.6
0.7
0.8
Длина волны, мкм
0.0
0.9
1
10
100
Радиус частиц, мкм
Вероятность выживания кванта в толще
задымленной атмосферы при пожарах
торфяников в 2002 г.
Микроструктура полупрозрачных облаков
Altocumulus
по
данным
ореольного
зондирования.
3. Региональные проблемы аэрозольного загрязнения атмосферы
Выполнены исследования загрязнения воздушных бассейнов Арктики, г. Москвы, г. Пекина и городов КавМинВод. Изучен баланс аэрозольных компонент
загрязнения в регионе Арктики за 20-летний период.
1.E+05
6
ЗФИ
5
4
3
2
зима
1.E+04
весна
1.E+03
лето
1.E+02
осень
1.E+01
3
Концентрации в атмосфере, нг/м
1.E+00
1
1.E-01
0
1.E-02
6
СЗ
Антарктида
Город (max)
Океан (max)
Наши данные (диапазон)
1.E-03
5
1.E-04
4
Sc
3
Co
Sb
V
As
Cd
Cu
Ni
Se
Zn
Pb
Cr Mn
Город (min)
Океан (min)
Арктика (диапазон)
Br
Fe
Al
Cl
Элементный состав аэрозоля в Российской Арктике.
2
1
0
14
ВР
12
Первые испытания автомобильной экологической лаборатории
(г. Кисловодск, 1985 г.).
10
8
35
6
СССР_зима
30
Аркт_зима
2
Канада
Аляска
Якутия
Кузбасс
Норильск
Урал
Печ.басс.
Донбасс
ЦЕТС
Кол.п-ов
З.Европа
Ц.Европа
С.Европа
0
Потенциальные возможности источников загрязнять
атмосферу Арктики в разные сезоны: Земля Франца Иосифа
(ЗФИ), Северная Земля (СЗ) и о-в Врангеля (ВР).
Конц. сульфатов, мкг/м
3
4
25
20
Европ_зима
15
Евр_лето
10
Сканд_лето
5
Аркт_лето
0
0
2
4
6
8
10
Абсолютная влажность, г/м
12
3
14
16
СССР_лето
Корреляция концентрации субмикронного сульфатного аэрозоля с
абсолютной влажностью в воздушном бассейне г.Москвы для
различных воздушных масс (1990 – 1991 гг.).
Годовой ход массовой концентрации субмикронного аэрозоля
в Московском регионе.
Na