Книга посвящена актуальной проблеме атмосферной оптики - рассеянию света на гексагональных ледяных кристаллах перистых облаков. Перистые облака, состоящие в основном из ледяных кристаллов, существенным образом влияют на радиационный баланс Земли и, соответственно, на климат. Однако специфическая форма и размер составляющих перистые облака частиц не позволяют получить строгое решение задачи. Данную трудность авторы преодолевают, используя приближение физической оптики, которое позволило получить полное решение данной задачи. Первая глава книги содержит подробный обзор современных методов решения задачи рассеяния света на несферических частицах. Во второй главе авторы подробно излагают суть метода трассировки пучков, разработанного в приближении физической оптики. В третьей главе приводятся результаты решения задачи рассеяния света на гексагональных ледяных частицах, впервые полученные в рамках данного приближения. Четвертая глава посвящена аналитическому решению задачи рассеяния для зеркальной компоненты рассеянного света. Книга может быть полезна как для профессионалов и преподавателей, так и для аспирантов и студентов, обучающихся по специальности "оптика".

В книге разработаны основы стратегии моделирования сложных многостадийных процессов химической ьехнологии. Рассмотрены условия создания модели химического производства: программа, запоминающая цифровые данные и определяющая их перераспределение; библиотека стандартных подпрограмм применяемых аппаратов; набор данных, описывающих начальный поток переменных и параметры аппаратов. Приводится пример моделирования производства серной кислоты контактным способом. Подробно рассмотрены оборудование и технологический процесс. Дается краткий обзор технико-экономических показателей как критерия эффективности математического моделирования и обсуждаются вопросы использования моделирования для оптимизации сложных схем управления химическими производствами, а также пути применения приобретенных знаний в области математического моделирования к ряду инженерных проблем. Книга предназначена для исследователей и инженеров, работающих в промышленности. Она необходима также специалистам, занимающимся математическим моделированием и химической кибернетикой, студентам старших курсов и аспирантам.

Представлены результаты наземных инструментальных измерений общего балла облачности по RGB-методу, основанному на анализе синевы неба. и по методу выделения контуров облаков путем двумерного вейвлет-анализа и их сравнение с данными визуальных измерений на метеостанции ИМКЭС СО РАН.Согласно проведенным исследованиям результаты измерений по RGB-и вейвлет-методам хорошо согласуются между собой, но имеют значительные расхождений с данными визуальных измерений, особенно в случаях, когда на небе присутствуют перистые облака.Как RGB-, так и вейвлет-метод определения общего балла облачности имеют несложные алгоритмы работы и используют недорогую регистрирующую аппаратуру, что позволяет использовать их для дистанционных измерений в автоматическом режиме без непосредственного присутствия оператора.

В монографии приводятся результаты анализа современного состояния физики градовых облаков и активных воздействий на них, формулируются основные направления развития данного научного направления. Показано, что в настоящее время оно находится в стадии завершения крупного этапа исследований и перехода к следующему этапу своего развития, на котором основное усилие должно быть направлено на исследование формирования макро- и микроструктурных характеристик облаков с учетом их эмерджентных свойств. Затронуты такие методы исследования облаков и облачных процессов, как лабораторное моделирование микрофизических процессов, исследование облаков радиолокационными методами и математическое моделирование их образования и развития в естественных условиях и при активном воздействии. Обсуждаются основные проблемы моделирования облаков и некоторые направления его развития. Приведены разработанные в последние годы в Высокогорном геофизическом институте модели градовых облаков и результаты расчетов формирования макро- и микроструктурных характеристик конвективных облаков. Книга рассчитана на специалистов в области физики облаков и математического моделирования конвективных облаков. Она также будет полезна студентам старших курсов и аспирантам соответствующих специальностей.

Рассматриваются задачи математического моделирования влияния аэрозольных частиц и радиоактивных веществ на электрическое состояние атмосферы. Рассчитываются коэффициенты присоединения атмосферных ионов к аэрозольным частицам. даются оценки вклада радиоактивных веществ в интенсивность ионообразования в атмосфере. Приводятся методы расчета структуры электродного приземного слоя с учетом этих факторов в приближении классического и турбулентного электродного эффекта. Формулируется задача математического моделирования глобальной электрической цепи (ГЭС) в земной атмосфере с учетом различных генераторов, действующих в атмосфере. Рассматриваются стационарная и нестационарная модели ГЭС с учетом грозовых облаков, как генераторов электрического поля атмосферы. Обсуждаются также космические факторы, влияющие на электрическое поле атмосферы. Приводятся оценки влияния аэрозольных частиц и радиоактивных веществ на основные параметры глобальной электрической цепи.Монография представляет интерес для студентов, аспирантов, преподавателей метеорологических и экологических специальностей.

В монографии представлено обобщение результатов разработки и использования полной нестационарной полуторамерной численной модели конвективного облака и её модификаций. Модель позволяет получать и интерпретировать данные о пространственно-временном распределении основных характеристик конвективных облаков. Разработаны разные версии модели, учитывающие такие процессы, как электризация и разделение зарядов, взаимодействие облачных и аэрозольных частиц, влияние конвективного облака на безопасность полетов др. Имеется версия модели, предназначенная для прогноза образования и развития конвективных облаков и связанных с ними опасных явлений. Наряду с моделями большой размерности, полуторамерные нестационарные модели являются эффективным инструментом для решения определенного круга фундаментальных и прикладных задач физики облаков. По сравнению с первым изданием, опубликованным в 2007 г., монография дополнена рядом новых материалов.

В монографии приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по физике грозо-градовых облаков, туманов и активных воздействий на них. Рассматриваются вопросы современного состояния научно-исследовательских и оперативно-производственных работ по активным воздействиям на градовые процессы, грозу и туманы, методы и средства воздействий на них. Разработан новый метод воздействия на теплые туманы, усовершенствованы методы воздействия на градовые процессы и на грозовую активность, на переохлажденные туманы и низкую слоистую облачность. Монография предназначена для специалистов в области активных воздействий на облака и туманы, студентов и аспирантов, специализирующихся в этой области.

Обобщены экспериментальные и теоретические данные о процессе слияния конвективных облаков. Рассматривается, при каких атмосферных условиях происходит слияние облаков. Представлена характерная структура радиоэха облака в процессе слияния. Обсуждается, как меняются характеристики облаков в результате указанного процесса. Приводятся новые данные о характеристиках грозовых облаков. Рассматриваются вопросы, связанные с особенностями и эффективностью активных воздействий на сливающиеся облака. Исследуются возможности и приводятся результаты численного моделирования процесса слияния облаков, а также характеристики используемых моделей. Книга рассчитана на метеорологов, авиационных специалистов и других лиц, интересующихся физикой облаков и осадков.

В монографии в рамках аналитического асимптотического подхода рассматриваются линейные и нелинейные осцилляции и устойчивость заряженной капли, как в вакууме, так и при наличии внешней диэлектрической среды, и осложняющем влиянии внешних силовых полей и вязкости жидкости. Анализируются общефизические закономерности реализации неустойчивости капли по отношению к собственному и индуцированному электрическим зарядам. Обсуждается возможность излучения осциллирующей заряженной каплей акустических и электромагнитных волн, и анализируется возможность зажигания коронного разряда в окрестности нелинейно-осциллирующей заряженной капли в реалиях грозового облака.

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.

Исследованы вариации градиента потенциала приземного электрического поля в приземном слое атмосферы во время прохождения кучево-дождевых облаков (Cumulonimbus, Cb). Всего рассмотрено более 450 случаев. Предложена методика выделения структурных элементов вариаций градиента потенциала. обусловленных прохождением Cb, и проведена формализация вариаций, в ходе которой выявлены основные типы изменения градиента потенциала электрического поля. Для каждого из выделенных типов вариаций определены параметры, характеризующие вариации градиента потенциала в целом и его структурных элементов. Найдены связи между характерными особенностями выявленных типов вариаций градиента потенциала и Cb-различного происхождения, находящихся на разных этапах своего развития.