В учебном пособии рассмотрены природа и характеристики атмосферного электричества, его взаимосвязь с оптическими явлениями и атмосферным аэрозолем. Представлены основные механизмы взаимодействия электромагнитного излучения оптического диапазона с дисперсной средой. Обобщены результаты экспериментов, в которых изучались электрооптические явления при распространении оптического излучения в аэрозольной атмосфере, электрооптические явления, обусловленные сильными электрическими полями, включая разряды в средней атмосфере, а также опосредованное воздействие атмосферного электричества на жесткое УФИ. Рассмотрены возможности зондирования электрических параметров атмосферы на их основе.Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениями подготовки бакалавров и магистров "Оптотехника", "Лазерная техника и лазерные технологии", а также по специальности "Электронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначения". Представляет интерес для аспирантов, молодых ученых и специалистов, заинтересованных в глубоком понимании оптических и электрических явлений в атмосфере.

Рассмотрены вопросы распространения звуковых волн над земной поверхностью Даны формулы для расчета ослабления звука, вызванного наличием подстилающей поверхности. Приведены различные модели импеданса подстилающей поверхности. Показаны результаты теоретических расчетов ослабления звука при его распространении над различными типами подстилающих поверхностей. Проанализировано влияние геометрии распространения звука на его характеристики.

Установлены статистические закономерности пространственно-временной динамики дисперсии трех компонентов скорости ветра в пограничном слое атмосферы по результатам измерений доплеровским мини-содаром. На протяжении 5-суточного периода измерений в осенний период с 12 оп 16 сентября 2003 г. значения дисперсии х- и у-компонентов скорости ветра лежали в интервале от 0.00й до 10м2/с2; для z-компонента от 0.001 до 1.2 м2/с2. Отмечался их рост в утренние часы (около 11:00 местного времени) и в вечернее время (с 18:00 до 22:00 местного времени), что объясняется началом прогрева и последующего охлаждением земной поверхности, которые сопровождаются усилением движения воздушных масс. В ночное время (с 00:00 до 5:00 местного времени) дисперсия z-компонента изменяется от 0.01 до 0.56 м2/сц, что хорошо согласуется с имеющимися в литературе данными. Найдены константы аппроксимации и оценены погрешности их использования, что позволяет описывать суточную динамику дисперсии скорости ветра.

Проведенные мини-содаром измерения профилей скорости ветра в слое 20-200 м показали на его большую эффективность в контроле тонкой структуры атмосферного пограничного слоя (АПС), выявления струйных течений и обнаружении сдвига ветра. Анализ результатов измерений высотных профилей вектора скорости ветра и его вертикального и горизонтального компонентов показал, что аналитические аппроксимации вертикального профиля горизонтальной скорости ветра возможны для нейтральной и неустойчивой стратификаций атмосферы. Довольно хорошо они описываются логарифмическим законом. Найдены константы аппроксимации и оценены погрешности их использования. Установленные физические закономерности п полученные константы для горизонтальной и вертикальной компонент скорости ветра позволяют описывать их почасовую дневную динамику и могут быть рекомендованы для использования в моделях АПС при проведении прогностических расчетов. Векторное представление позволяет визуализировать пространственно-временную динамику поля ветра в атмосферном пограничном слое, в частности оценить форму, размеры струйных течений и сдвига ветра в нем.

Приведено описание лазерной системы дальномерного мониторинга отклонений стенок Усть-Каменогорского шлюза шахтного типа с глубиной камеры более 47 м и результаты восьмилетних наблюдений за отклонениями, которые обусловлены сезонными температурными деформациями и сменными динамическими нагрузками в процессе наполнения - опорожнения камеры. Определена наметившаяся тенденция уменьшения ширины камеры шлюза в одном из верхних поперечных сечений.

Обобщены результаты многолетних стационарных фитоклиматических исследований в лесных биогеоценозах северной и средней подзон тайги Коми АССР. Приводятся сведения о метеорологических характеристиках и радиационно-тепловом режиме хвойных насаждений. Дан анализ экологических факторов, обусловливающих продуктивность фитоценозов таежной зоны. Оценена система коэффициентов полезного действия использования солнечной радиации в продукционном процессе соснового, елового и сосново-елового фитоценозов.

Предложен метод акустического зондирования внешнего масштаба динамической турбулентности. При интерпретации данных зондирования использовался разработанный авторами адаптивный алгоритм. Работоспособность предложенного метода подтверждается сравнением полученных результатов с имеющимися в литературе данными.

Рассмотрен принцип действия датчиков и индикаторов с использованием эффекта памяти формы в металлах. связанный с твердотельными фазовыми переходами, которые контролируются температурой и механическим напряжением. Представлено писание некоторых видов датчиков на основе этого эффекта и приведены примеры их использования в системах регулирования технологических процессов и для систем мониторинга окружающей среды.

Предложен метод измерения вертикальных профилей метеопараметров с помощью портативной автоматической электронной метеостанции, установленной на беспилотном летательном аппарате (ПЭМС-БПЛА). Дано описание аппаратуры, приведены результаты полевых испытаний. рассмотрены перспективы развития ПЭМС-БПЛА.

Разработаны стационарные газоанализаторы для непрерывного измерения содержания окислов азота и серы в дымовых газах теплоэлектростанций, сжигающих природный газ, уголь и мазут. Работа газоанализаторов основана на использовании метода дифференциального поглощения в УФ-области спектра без применения лазерных источников света. Эксплуатация газоанализаторов на российских теплоэлектростанциях показала их высокую чувствительность, надежность и простоту обслуживания при невысокой стоимости по сравнению с зарубежными приборами аналогичного класса.

Подведены итоги разработки улучшенных технологий синтеза и выращивания модифицированных легированием нелинейных кристаллов GaSe, методов характеризации и результаты исследования физических свойств, проанализированы параметры разработанных на их основе источников перестраиваемого излучения среднего ИК и широкополосных источников ТГц-диапазонов, приведены первые результаты применения в прикладной спектроскопии.

В 2014-2015 гг. изучено строение верхней части мерзлой тощи третьей морской равнины и термокарстово-эрозионной долины в районе озера Сохонто на Центральном Ямале: криолитологическое строение и возраст отложений, ботанический состав и свойства торфа хасырея. Верхняя часть мерзлой толщи третьей морской равнины сложена сингенетически промерзавшими сартанскими субаэральными отложениями с полигонально-жилистыми льдами, по которым развивается темокарст. Нижнеголоценовые эпигенетически промерзавшие отложения слагают разновысотные ступени термокарстово-эрозионной долины. Установлено. что термокарст проявился в накоплении озерных осадков в первой половине голоценового оптимума и продолжается в настоящее время. ПО измерениям растительных сообществ торфа хасырея реконструированы палеоклиматические условия и пульсирующий характер развития термокарста и многолетнемерзлых пород за последние 1.4 тысячи лет.

Сборник посвящен вопросам совершенствования техники и технологии нефтеотдачи в осложненных условиях месторождений Западной Сибири. Рассмотрены проблемы выбора, определения режимов, повышения надежности работы оборудования и борьбы с осложнениями (отложением солей, парафина, сульфатредукцией и т. д.) при закачке воды и добыче нефти из вертикальных и наклонных скважин. Приведены материалы, посвященные совершенствованию насосного и газлифтного способов эксплуатации. Представлены результаты лабораторных и промысловых исследований, направленых на усовершенствование процессов промыслового разгазирования и обезвоживания нефти. Дано описание технологических схем и аппаратов, обеспечивающих сокращение потерь углеводородов при сепарации, снижение расхода деэмульгаторов и повышение качества товарной нефти. Впервые приводятся результаты исследований по подготовке высоковязких нефтей. Приведены данные по ресурсам газа, вопросам кондиционности углеводородного сырья для газоперерабатывающих заводов. Предложен новый метод расчета плотности газонефтяных систем в широком диапазоне температур и давлений. Описаны результаты экономических исследований в области добычи нефти. Сборник предназначен для инженерно-технических работников нефтяной промышленности, специалистов научно-исследовательских, проектных институтов и вузов.

Монография содержит материалы по характеристике почвенного покрова тундры, лесотундры и северотаежных редколесий западной Сибири. В работе обсуждаются данные по морфологии, химическому составу, минералогии основных типов почв (тундровых глеевых, элювиально-глеевых, подзолистых, болотных), а также по сезонной динамике ряда свойств и процессов. Представлены сведения о биологических ресурсах региона и возможностях создания местной продовольственной базы. Уделено внимание вопросам структуры почвенного покрова. эволюции почв севера Западной Сибири в голоцене, проблемам нарушения почвенного покрова и общей экологической обстановки в процесс строительства линейных сооружений. Разработана классификация нарушений почвенного покрова Субарктики.Для почвоведов, географов, биологов, экологов и других специалистов, участвующих в освоении природных ресурсов Западно-Сибирского территориально-производственного комплекса.

В настоящей книге изложены научно-методические и практические приемы построения геолого-математических моделей сложнопостроенных резервуаров нефти и газа, характеризующихся сложной морфологией, многокомпонентным составом, неоднородными и анизотропными физическими свойствами. Особое внимание уделено теоретическим основам геометрической сейсмики анизотропных сред и приемам совместной интерпретации кинематических и динамических характеристик упругих волн разного типа, представляющим собой существенный резерв для развития адекватных геологических представлений о природных резервуарах нефти и газа с микрослоисто-трещиноватой структурой и сложным распределением горных и пластовых давлений. Приводится анализ и намечаются пути преодоления основных неоднозначностей и неопределенностей, возникающих при геолого-математическом моделировании сложнопостроенных резервуаров. В качестве наиболее эффективного практического приема снижения неоднозначности геолого-математической параметризации межскважинного пространства рассматриваются методы сейсмогеологического моделирования, количественной диагностики тектоно-седиментационных режимов и секвенс-стратиграфического восстановления истории осадконакопления. Для научных и практических работников, занимающихся углубленным изучением и развитием методов геологического моделирования в области разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений.

Изучен структурно-групповой состав кетонов нефтей Западной Сибири. Установлена взаимосвязь состава и структуры кетонов и типа углеводородов в нефтях. Показано, что в нефтях метанонафтенового типа преобладают кетоны алифатического строения, в то время, как в нефтях нафтенового типа - кетоны с циклановыми и ароматическими заместителями.

Начало ХХI в. сопровождается ростом числа инвазий по всему миру. Наибольшую угрозу представляет ксилофильная энтомофауна, приводящая к деградации лесных экосистем и их биологического разнообразия. На фоне этих глобальных процессов на территории Сибири, активно развивается инвазия уссурийского полиграфа в леса с участием пихты сибирской. Цель исследования заключалась в оценке факторов устойчивости пихты сибирской к воздействию уссурийского полиграфа в Западно-Сибирском регионе инвазии. В качестве основных факторов были выбраны возраст дерева, диаметр ствола, пораженность сердцевинной гнилью, толщина коры и напряженность роста. Основная причина выбора именно этих факторов заключается в их пригодности для экспресс-оценки устойчивости пихтовых лесов к воздействию инвайдера. В результате проведенных исследований выявлено достоверное различие диаметров ствола поврежденных и неповрежденных полиграфом деревьев (критерий Манна-Уитни, р=0.0068 < 0.05), также достоверны различия в толщине коры (р== 0.0002 < 0.05) и напряженности роста (р=0.0087 < 0.05). Живые деревья в очагах массового размножения инвайдера чаще всего имеют более толстый ствол ( от 30 см) и кору ( от 8-10 мм), а также характеризуются невысокой напряженностью роста (1.20). Не выявлено различий возраста деревьев по степени их поврежденности (р=0.9799 > 0.05). Пораженность стволовой гнилью также достоверно не отличалась, однако в более нарушенных насаждениях чаще всего уссурийским полиграфом атакуются деревья с сердцевинной гнилью. Устойчивые сообщества характеризуются слабой пораженностью стволовыми гнилями, большей разновозрастностью и растянутостью распределения стволов по диаметру и толщине коры.

Работа посвящена исследованиям отклика разных типов растительного покрова Западно-Сибирской равнины на наблюдаемые в последние десятилетия температурные изменения. В работе проведен анализ трендов рядов вегетационного индекса NDVI и температуры воздуха в районах метеостанций Западно-Сибирской равнины, характеризующихся различными типами растительности. Выявлены фазы роста (1982-1997 гг.) и стабилизации (1997-2015 гг.) значений NDVI на фоне наблюдаемого эффекта замедления глобального потепления, уменьшения солнечной активности и смены фаз температуры поверхности океана в регионе Эль-Ниньо (ONI) с положительной на отрицательную. Показано, что весенние месяцы вносят основной вклад в вариации сезонного значения NDVI. Проведен корреляционный анализ весенних значений NDVI и температуры воздуха в периоды роста и стабилизации NDVI. Показано, что характер отклика растительности на наблюдающееся увеличение температуры зависит от ее типа и местоположения. Так, связь NDVI и температуры воздуха в зоне тундры возрастает, на сильно заболоченных территориях лесотундры и северной тайги - снижается, на территории Обь-Енисейского междуречья от лесотундры до подтайги в большинстве случаев снижается, на территории левобережья Оби- возрастает.

Анализируется сезонная изменчивость эмиссии метана с поверхности олиготрофного антропогенно нарушенного болота в Западной Сибири (юг Томской области). Измерения потоков метана проводились камерностатическим методом. Результаты исследований показали , что эмиссия метана сильно варьировалась ( -0,07- 4,40 мг/(м.ч), а рассчитанный общий поток метана с поверхности болота для каждого года вегетации изменялся от 0,99 до 2,94 г. м . Сезонная динамика потоков метана характеризуется летним максимумом и тесно связана с температурой торфа. Корреляция между эмиссией метана и температурой торфа, изменяющаяся с глубиной по экспоненциальному закону, составляет 81-95 %. В целом результаты наших исследований демонстрируют важность изучения эмиссии метана с поверхности болот, подвергающихся техногенной нагрузке. Проведение комплексных мониторинговых исследований позволит внести больше ясности в оценку вклада болот подобного типа в глобальные процессы.

Рассматривается циклоническая и антициклоническая деятельность над Западной Сибирью в период 1976 - 2004 гг. Анализируются траектории перемещения барических образований разного генезиса и их повторяемость.

Приведены результаты исследований впервые наблюдаемой в Сибири вспышки массового размножения нового инвазивного вредителя кедра сибирского ( Pinus sibirica Du Tour )- союзного короеда ( Ips amitinus (Eichh.)). Исследования проведены в юго-восточной части Западной Сибири, на территории Томской области, в поврежденных чужеродным короедом припоселковых кедровниках. Показано, что возникновение вспышки спровоцировано благоприятными погодными условиями последних десятилетий и обилием в экосистемах - реципиентах инвазии деревьев, ослабленных по разным причинам, среди которых важное значение имела вспышка численности сибирского шелкопряда в 2016-2018 гг. Выявлены особенности популяционной динамики союзного короеда в новых местообитаниях по сравнению с первичным ареалом в Европе : повышение уровня численности популяций, сужение трофической специализации вплоть до региональной монофагии, снижение роли межвидовой конкуренции за счет вытеснения инвайдером местных видов стволовых дендрофагов, одновременное существование очагов размножения в разных фазах развития и связь их характеристик с породным составом насаждений и факторами ослабления. Предложена и реализована на уровне лесничеств оригинальная методика оценки риска распространения вспышки размножения союзного короеда на территории Томской области при воздействии комплекса факторов, способствующих повышению его численности.

Книга является сборником избранных трудов Международной конференции "ТУРБУЛЕНТНОСТЬ, ДИНАМИКА АТМОСФЕРЫ И КЛИМАТА", посвященной памяти академика А. М. Обухова (1918-1989). Конференция была посвящена одному из самых актуальных направлений в науках о Земле, а именно - исследованиям в области физики атмосферы, климата и окружающей среды, и проходила в г. Москве с 13-го по 16-ое мая 2013 г. Организаторами конференции выступили Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН, Отделение наук о Земле РАН, HAAB/ В соответствии с программой Конференции книга делится на 6 секций: "Турбулентность", "Геофизическая гидродинамика", "динамика атмосферы и климатической системы", "Физика и состав атмосферы", "Взаимодействие атмосферы и океана", "Распространение волн", Статьи, написанные на основе пленарных докладов, сделанных ведущими российскими учеными, в их числе прямыми учениками А. М. Обухова, как правило, открывают каждую секцию книги. Книга дает прекрасное представление о современном состоянии науки об атмосфере и тенденциях ее развития. Она будет полезна широкому кругу читателей: специалистам, работающим в данной области знания, аспирантам и студентам, изучающим науки о Земле.