Описаны численный (Монте-Карло) и аналитический методы расчетов характеристик коротковолновой солнечной радиации в безоблачной и облачной атмосфере Земли соответственно. Рассмотрены особенности подготовки и проведения радиационных экспериментов и обработки полученных данных по опыту многолетних спектральных измерений солнечной радиации в Ленинградском государственном университете под руководством академика К. Я. Кондратьева. Для интерпретации результатов измерений применены численный и аналитический методы решения обратной задачи атмосферной оптики. Книга предназначена для специалистов в области геофизики, оптики атмосферы, климатологии, определения фонов и контрастов в атмосфере, радиационного режима искусственных и природных поверхностей, а также студентов, обучающихся по перечисленным специальностям.

Рассматриваются основные методы решения прямых и обратных задач, касающихся распространения электромагнитного излучения коротковолновой и ИК-области спектра в атмосфере. Для каждой задачи прилагаются компьютерные программы, иллюстрирующие изложенный материал и позволяющие провести углубленное изучение предложенной темы. Предназначен для студентов вузов, изучающих распространение электромагнитного излучения в атмосфере, оптику атмосферы и методы дистанционного зондирования окружающей среды, также может оказаться полезным научным и инженерным сотрудникам, работающим в указанных областях.

В монографии обобщаются современные данные спутниковых наблюдений влияния космических факторов на процессы в озоносфере Земли. Рассматриваются физические механизмы образования озоноактивных составляющих - оксидов водорода - и азота - под воздействием частиц высоких энергий. Приводятся результаты численного моделирования таких воздействий и их сравнение с наблюдениями. Изложены современные представления о структуре, физических процессах в земной атмосфере, нижней ионосфере, и о влиянии процессов в магнитосфере на распространение частиц высоких энергий.

Для азиатской территории России, ограниченной 45-80 с.ш. и 60-180 в.д., по данным реанализа JRA-25 за период современного глобального потепления 1979-2008 гг. исследованы изменчивости пространственно-временных распределений температуры и элементов радиационного и теплового балансов. Показано, что с начала 90-х гг. ХХ в. наблюдается рост отраженной системой "земная поверхность-атмосфера" коротковолновой радиации. Этот рост находится в соответствии с динамикой облачного покрова и приходящего на поверхность коротковолнового излучения. Среднегодовые значения радиационного баланса на верхней границе атмосферы являются отрицательными, что соответствует отрицательным значениям усредненных по территории среднегодовых температур воздуха. Нисходящий тренд радиационного баланса ярко выражен в период после начала 90-х гг. ХХ вв.

Излагаются общетеоретические вопросы обширной проблемы радиационного баланса Земли, его связи с климатом. Основное внимание уделено систематическому изложению физических основ измерений всех компонентов радиационного баланса и самих методов обработки спутниковых наблюдений соответствующих энергетических потоков. Приводятся сведения об основных спутниковых проектов измерений солнечной постоянной и уходящих потоков радиации. Большое место отведено изложению теоретических и методических вопросов, разработанных авторами, описанию созданной в Саратовском государственном университете спутниковой аппаратуры. Для специалистов в области метеорологии, климатологии, геофизики, преподавателей и обучающихся по ряду дисциплин наук о Земле.

Приведены результаты корреляционного анализа рядов наблюдений общего содержания озона (ОСО) и ультрафиолетовой радиации диапазона длин волн 300-315 нм (УФ-В-радиация) станций умеренного пояса Северного полушария (выше 50о с.ш.) России и Канады, расположенных в зоне произрастания бореальных лесов. Показано, что в этой климатической зоне основным модулятором биологически активной части спектра УФ-В-радиации является озоносфера. Определены коэффициенты радиационного усиления солнечного излучения в УФ-В-области спектра. Показано, что истощение ОСО на 20% относительно многолетнего среднего более чем в 2 раза повышает дозу солнечного излучения коротковолновой части спектра УФ-В-радиации относительно ее климатической нормы.

Излагаются результаты исследований в различных областях гидрометеорологии. Дается обзор работ о прогнозе характеристик атмосферы и океана на основе ансамблевого подхода. Анализируются выполненные на основе гидродинамических моделей расчеты ветрового волнения в Балтийском. Черном и Печорском морях, течений и уровня при штормовом нагоне в Азовском море. Исследуются особенности формирования опасного волнения в Северной Атлантике и излагаются результаты прогнозов этого явления. Описываются методы долгосрочного прогноза ледовых условий на дальневосточных морях и в Финском заливе.Анализируются условия образования "малых" вихрей в атмосфере. Исследуются роль солнечной радиации в периоды сумерек в развитии и продуктивности яровых зерновых культур. Даются оценки рисков нанесения ущерба опасными метеорологическими явлениями.Сборник рассчитан на специалистов в области гидрометеорологии.

Фундаментальный труд одного из крупнейших геофизиков С. Чепмена и его сотрудника С. И. Акасофу подводит итоги достижениям солнечно-земной физики - научного направления, охватывающего многообразные явления Солнца и его излучений на различные земные явления.В первую часть вошли разделы, посвященные физике солнечно-земных связей для спокойного Солнца. Авторы знакомят читателя с Солнцем как звездой, характером его излучения, особенностями межпланетной среды. Далее следуют разделы, описывающие Землю, ее внутреннее строение, геомагнитное поле, его вариации и происхождение. Затем подробно рассматривается земная атмосфера, происходящие в ней фотохимические реакции, а также поведение ионов и нейтральных частиц в верхней атмосфере. Заключительные разделы посвящены динамике верхней атмосферы, в том числе циркуляции атмосферы, приливным колебаниям и динамо-эффекту.Энциклопедический характер книги, простота и доступность изложения, умение авторов выявить основные физические черты явлений, богатейшая библиография - все это привлечет к книге внимание широкого круга специалистов, а также студентов и аспирантов.

В учебном пособии излагается теория рассеяния оптических волн отдельными частицами и основные закономерности рассеяния, которые следуют из результатов физических и численных экспериментов. Рассматриваются теория однократного и многократного рассеяния оптических волн системой частиц и основные закономерности переноса излучения. Наряду с традиционными вопросами переноса излучения (оптической энергии) обобщаются результаты исследований по переносу оптического изображения, оптической локации и флуктуациям поля и интенсивности. Приводятся сведения об основных свойствах атмосферного аэрозоля, его источниках и процессах, обуславливающих изменение микрофизических характеристик. Подробно рассматриваются вопросы распространения оптического излучения в атмосферном аэрозоле. При этом в сжатой форме излагаются результаты исследований по рассеянию оптических волн несферическими, неоднородными, анизотропными частицами. Обобщаются результаты по таким современным разделам оптики дисперсных сред, как оптика спеклов, электрооптические эффекты при аэрозольном рассеянии, учет рассеянного аэрозолем солнечного излучения при аэрокосмических наблюдениях. Учебное пособие предназначено для студентов (бакалавров и магистров) и аспирантов физических факультетов, заинтересованных в глубоком понимании оптических и электрических явлений в атмосфере. Представляет интерес также для преподавателей специальных дисциплин по направлению «Оптотехника» и молодых специалистов, занимающихся разработкой или использованием оптических методов для изучения атмосферы, океанов и диугих рассеивающих сред.

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.

Приводится описание принципа работы многоэлементного ориентированного измерителя характеристик солнечного излучения, не имеющего подвижных элементов и способного определять суммарную, прямую и рассеянную радиацию и продолжительность солнечного сияния.

В статье рассмотрено влияние повышенных доз биологически активной УФ-В радиации на наземные и водные экосистемы. Показано, что ускорение роста СО2 в атмосфере в 80-90-х гг. XX в. до 1,6 млн-1 в год произошло при систематическом росте в этот период УФ-В радиации из-за длительной вулканогенной депрессии озоносферы вследствие аномально высокой частоты извержений вулканов, выбрасывающих продукты в стратосферу. Ускорению роста атмосферного СО2 способствовало не только подавление фотосинтетической активности в наземных и водных экосистемах, но и снижение поглотительных свойств Мирового океана из-за существенного повышения температуры его поверхности в этот период примерно на 0,7С за счет интенсивного поглощения увеличивающейся УФ-В радиации растворенным органическим веществом.

В монографии излагаются последние достижения авторов в области "ценностных" весовых алгоритмов статистического моделирования для решения задач математической физики. Книга предназначена для специалистов в области прикладной математики и вычислительной физики, для студентов и аспирантов физико-математических специальностей.

Облака являются естественным регулятором приходящей к земной поверхности солнечной энергии, поэтому наземный мониторинг облачности играет важную роль. Представлен способ детектирования большинства форм высококучевых и слоисто-кучевых облаков и облаков вертикального развития и определения их среднего (4-7 ) и высокого ( 8-10) баллов, основанный на статическом анализе непрерывных рядов измеренной суммарной радиации. Облака делятся на два класса по степени их влияния на неоднородность формируемых рядов - класс облачности " кучевая Cu " и класс облачности " кучевообразная Cuf ". В качестве анализируемых характеристик ряда используются коэффициент вариации и величина размаха. Апробация способа показала, что кучевообразная облачность детектируется с точностью 94% при полноте выборки 63 %, а балл облачности определяется с погрешностью не более 21 %. Результаты работы могут быть использованы в метеорологических и климатологических исследованиях.

В статье приведены результаты корреляционного анализа временных рядов общего содержания озона и приземного уровня биологически активной УФ-В солнечной радиации на длине волны 305 нм для регионов Канады в умеренных (выше 50 с.ш.) и полярных широтах.Показано, что, несмотря на метеорологические и геофизические различия регионов и модулятором изменчивости биологически активной части спектра служит озоносфера.Выявлена высокая степень корреляции временных рядов межсуточной и среднемесячной изменчивости коротковолновой УФ-В радиации, в том числе для вегетационного периода, с колебаниями ОСО, что позволяет при отсутствии статистически обеспеченных рядов радиационных наблюдений в качестве альтернативной замены использовать временные ряды ОСО в любых регионах циркумполярной зоны.

В книге изложены основные приемы метода Монте-Карло (метода статистических испытаний). Приведены примеры разнообразных задач, решаемых этим методом.Предназначена для инженеров, конструкторов, исследователей и других специалистов, работающих в различных отраслях народного хозяйства (в науке, технике, промышленности, медицине, экономике, сельском хозяйстве, торговле и др.), а также для всех, кто желает впервые познакомиться с методом Монте-Карло.

В книге рассмотрены основные представления о влиянии климата на человека - биоклиматология человека. Приведены характеристика ультрафиолетовых ресурсов, комплексная оценка влияния биоклимата на тепловое состояние и теплопотери органами дыхания человека. Даны оценка изменчивости погоды и её влияние на патологические реакции у метеочувствительных больных. Определены погодно-климатические контрасты при миграции жителей на территории Западно-Сибирской равнины и в некоторые регионы европейской территории России. Для специалистов в области курортологии, физиологии, гигиены, медицинской географии, прикладной климатологии и для всех интересующихся проблемой "Человек - окружающая среда".

Монография посвящена проблеме воздействия аэрозоля на климатические процессы в атмосфере. В ней рассматриваются вопросы от микрофизических процессов образования и эволюции аэрозольных частиц до образования макромасштабных облачных систем. В первой части книги обсуждаются результаты наблюдений пространственно-временной изменчивости аэрозольных характеристик и облачных образований над всеми континентами и океанами. Во второй части рассматриваются проблемы механизмов образования аэрозольных частиц из малых газов, их нуклеационного роста до ядер конденсации и в результате химических реакций на поверхности частиц с последующим образованием облачных элементов. В третьей части монографии анализируется информация о глобальной пространственно-временной изменчивости концентрации аэрозоля разных типов, их химических и оптических свойствах и влиянии этих свойств на климатические процессы в атмосфере. Монография представляет интерес для специалистов в области физики атмосферы, метеорологии и физической климатологии, а также для студентов соответствующих специальностей.

Изложены новые представления о возникновении и развитии Земли на основе современных данных геохимии и космохимии. Рассмотрены становление химического состава Земли, роль радиоактивных изотопов, возникновение сложных органических соединений, дифференциация мантии и образование первых магматических пород, а также химическая эволюция биосферы, океана и атмосферы. Вопросы химической эволюции земной коры и отражение ее в эволюции металлогении изложены с использованием последних данных геохимии изотопов и химической термодинамики. Для научных работников - геологов и геохимиков.

Исследования радиационныхпроцессов в атмосфере Земли широко используются в достижении фундаментальных результатов как в астрофизике, физике атомного ядра, так и в физике атмосферы и контроле парникового эффекта в приземном слое. Эти результаты можно получить по вторичным эффектам от взаимодействия частиц сверхвысоких энергий с ядрами и атомами атмосферы. В книге показаны результаты экспериментальных исследований потока частиц сверхвысоких энергий по потоку черенковского излучения и очень низкочастотного излучения в приземном слое. Разработанный метод измерения и оперативного контроля прозрачности атмосферы позволяет контролировать парниковый эффект у поверхности Земли. Рекомендуется для преподавателей, аспирантов, а также студентов старших курсов физико-математических факультетов.

Определены константы равновесия взаимодействия нафталина и ряда гуминовых кислот методом тушения флуоресценции. Исследовано влияние облучения на степень взаимодействия нафталина с гуминовыми кислотами. На основании полученных данных сделаны предварительные выводы о структуре гуминовых кислот верхового торфа до и после модификации.

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.

В монографии рассматривается имитационное моделирование на ЭВМ траекторий килоэлектронвольтных электронов в решении задач количественного электроно-зондового регтгеноспектрального микроанализа. С помощью вычислительных экспериментов получены такие важные для рентгеноспектрального микроанализа характеристики взаимодействия пучка электронов с веществом, как распределение плотности рентгеновского излучения по глубине анализируемого образца, коэффициенты отражения электронов, энергетическое распределение отраженных электронов и т. д. Описан алгоритм расчета интенсивности рентгеновских лучей для многослойных мишеней. Приведены примеры практического использования метода Монте-Карло для учета матричных эффектов в микроанализе минералов и сплавов. Книга рассчитана на специалистов в области электронно-зондового микроанализа и растровой электронной микроскопии, электронной микролитографии и других смежных областей.

В книге излагаются основы интерпретации динамических явлений в солнечной атмосфере. Приводятся в сжатой и обобщающей форме результаты наблюдений и даны основные идеи теоретических представлений. Рассматривается теория солнечной конвекции в магнитном поле, теория нагрева верхних слоев хромосферы и короны. Впервые в литературе подробно обсуждаются модели магнитной структуры верхних слоев Солнца, учитывающие образование спикул, протуберанцев, корональных дыр. Дано описание процессов, происходящих в сложном явлении хромосферных вспышек, излагаются теоретические модели этого явления. Обсуждается теория спорадического радиоизлучения Солнца.

В монографии представлены результаты многолетних исследований пространственно-временных структур излучения (отражения) различных форм облачности в интервалах спектра от 0,4 до 13 мкм, полученных при помощи спектрорадиометрической быстродействующей сканирующей аппаратуры высокого пространственного разрешения. Рассмотрены вопросы корреляционных связей между флуктуациями излучения для различных спектральных интервалов, азимутальных и зенитных углов при различных углах высоты Солнца. Представлены параметризованные наборами статистических характеристик различные природные среды: атмосфера, водные объекты, растительные покровы, леса, почвы и другие элементы. Монография может быть полезной для специалистов метеорологии, физики атмосферы, геофизического (оптического) приборостроения.

Тематика симпозиума охватывает следующие направления фундаментальных исследований. Молекулярная спектроскопия атмосферных газов. Поглощение радиации в атмосфере и океане. Радиационные процессы и проблемы климата. Модели и базы данных для задач оптики и физики атмосферы. Распространение волн в случайно-неоднородных средах. Адаптивная оптика. Нелинейные эффекты при распространении волн в атмосфере и водных средах. Многократное рассеяние в оптическом зондировании. Перенос и обработка изображений. Прикладные вопросы применения лазеров. Оптические и микрофизические свойства атмосферного аэрозоля. Лазерное и акустическое зондирование атмосферы и океана. Диагностика состояния и функционирования растительных биосистем и биологических объектов. Структура и динамика приземной и средней атмосферы. Климат Азиатского региона. Физические процессы и явления в термосфере и ионосфере Земли. Сборник представляет интерес для специалистов в области физики, оптики атмосферы и океана, радиофизики, акустики, метеорологии и экологии.

Книга является учебным пособием по курсу статистического моделирования. Она содержит подробное изложение методов моделирования случайных величин и процессов, а также изложение приложений этих методов в вычислительной математике, задачах переноса излучения через вещество и массового обслуживания. Рассматриваются некоторые алоритмические языки моделировая и методы их использования.Книга предназначена в качестве учебного пособия для студентов факультетов прикладной математики университетов и студентов технических вузов, специализирующихся по кафедре прикладной математики. Она будет полезна также широкому кругу специалистов, использующих математические методы в приложениях.