Микрофизические оптические характеристики и фотофорез атмосферных аэрозолей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат физико-математических наук Кочнева, Луиза Бариевна

  • Кочнева, Луиза Бариевна
  • кандидат физико-математических науккандидат физико-математических наук
  • 2007, Екатеринбург
  • Специальность ВАК РФ01.04.14
  • Количество страниц 130
Кочнева, Луиза Бариевна. Микрофизические оптические характеристики и фотофорез атмосферных аэрозолей: дис. кандидат физико-математических наук: 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника. Екатеринбург. 2007. 130 с.

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Кочнева, Луиза Бариевна

Введение.

Глава 1. Методы описания процессов переноса в аэродисперсных системах в поле направленного электромагнитного излучения.

1.1. Общие формулировки задач о движении и теплообмене аэрозольных частиц в поле излучения.

1.2. Методы описания взаимодействия электромагнитного излучения с аэрозольной частицей.

1.2.1. Классическая теория Ми о рассеянии и поглощении электромагнитного излучения сферической частицей.

1.2.2. Другие подходы и методы решения проблемы взаимодействия ЭМИ с аэрозольными частицами.

1.3. Микрофизические оптические характеристики, ответственные за поглощение излучения и динамику аэрозольных частиц.

1.4. Существующие классификации глобальных типов атмосферного аэрозоля.

1.5. Атмосферные проявления фотофоретического движения частиц.

Глава 2. Расчет и анализ микрофизических оптических характеристик, связанных с поглощением излучения и динамикой аэрозольных частиц.

2.1. Алгоритмы расчетов микрофизических оптических характеристик.

2.2. Функция источников В(г) и интенсивность внутреннего поля Iavg(r).

2.3. Фактор эффективности поглощения излучения Qabs.

2.4. Фактор светового давления Qpr.

2.5. Фактор асимметрии поглощения излучения J].

2.6. Микрофизические оптические характеристики модельных частиц и общие закономерности в их поведении.

Глава 3. Фотофоретическое движение атмосферных аэрозолей.

3.1. Методология оценок фотофоретического переноса частиц в атмосфере.

3.2. Постановка задачи о фотофорезе атмосферных аэрозолей.

3.3. Метод решения и определяемые величины.

3.4. Фотофорез аэрозолей в поле коротковолнового солнечного излучения.

3.5. Фотофорез аэрозолей в поле уходящего теплового излучения Земли.

3.6. Сопоставление эффективности радиометрического фотофореза с другими механизмами вертикального переноса аэрозолей в средней атмосфере.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Теплофизика и теоретическая теплотехника», 01.04.14 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Микрофизические оптические характеристики и фотофорез атмосферных аэрозолей»

Взаимодействие электромагнитного излучения с аэрозольными частицами и его разнообразные следствия являются предметом исследования многочисленных и взаимосвязанных разделов оптики и механики аэродисперсных сред. Как вполне сложившиеся направления можно рассматривать такие дисциплины как теория поглощения и рассеяния излучения малыми частицами (например, [1-2]) и оптика атмосферного аэрозоля (например, [3-5]). Первое направление, беря начало с классических работ Тиндаля, Рэлея, Лоренца, Ми и Дебая привело, в конечном счете, к созданию многочисленных прецизионных лабораторных методик, базирующихся на свойствах упругого и неупругого рассеяния излучения на индивидуальных частицах [6]. Разнообразнейшие применения в физике, химии, биологии, медицине и материаловедении находят методики оптического пленения и манипуляций с частицами посредством сил светового давления при использовании лазерного излучения [7].

Естественным и очевидным объектом исследований в рассматриваемых областях является атмосферный аэрозоль, взаимодействие которого с прямым и рассеянным солнечным излучением является не только традиционной, но и плодотворно развивающейся задачей оптики и физики атмосферы [4-5].

Традиционно и обоснованно считается, что основными измеряемыми и информативными характеристиками взаимодействия излучения с частицами (как с индивидуальными, так и с аэрозольными образованиями) являются характеристики светорассеяния. Между тем, принципиально важными и в ряде случаев определяющими являются и характеристики поглощенного излучения. Так, уже традиционными являются исследования оптических и тепловых полей внутри частиц [8], которые необходимы при изучении проблем нагрева, испарения и разрушения как воднокапельного, так и твердого аэрозоля под воздействием мощного излучения. Неоднородное по объему поглощение излучения частицами приводит к их фотофоретическому движению [9], которое, как будет показано ниже, является значимым механизмом переноса атмосферных аэрозолей в полях относительно малоинтенсивных коротковолнового солнечного и длинноволнового уходящего излучения Земли на больших высотах.

Одним из разделов современной атмосферной оптики является нелинейная оптика атмосферного аэрозоля, возникновение которой было мотивировано практическими возможностями воздействия мощного излучения на атмосферный аэрозоль и лазерным мониторингом атмосферы [10-11]. Актуальными задачами данного направления является выяснение закономерностей распространения интенсивных пучков излучения в аэродисперсных средах для передачи электромагнитной энергии на большие расстояния, а также радиационного просветления облаков и туманов, обусловленного нагревом и испарением воднокапельного аэрозоля. Проведенные исследования позволили достаточно глубоко понять различия (и разделить характерные силовые механизмы действия на частицы) в процессах взаимодействия интенсивного лазерного и слабоинтенсивного солнечного излучения с атмосферным аэрозолем.

Несомненно, что взаимодействие солнечного излучения с частицами аэрозоля оказывает заметное влияние на радиационный режим в атмосфере [12-13]. Он, в свою очередь, влияет на формирование регионального и глобального климата и его быстро протекающие изменения. Не удивительно, что вопросы поглощения излучения атмосферными частицами оказываются как прямо, так и опосредованно связанными с влиянием аэрозоля на климат, выражающемся в попытках корректных оценок радиационного возмущающего воздействия от атмосферного аэрозоля [14-16].

По целому ряду причин наиболее интересными представляются процессы поглощения излучения и последующего теплообмена и движения частиц в средней атмосфере (стратосфере, стратопаузе и мезосфере). Средняя атмосфера представляет собой сложную динамическую многопараметрическую систему с большим числом прямых и обратных связей. Она является проводником солнечно-земных связей между верхней и нижней атмосферами [17]. Циркуляция воздушных масс в средней атмосфере существенно отличается от циркуляции в гораздо более плотной тропосфере, а известное возрастание температуры в стратосфере за счет поглощения излучения озоновым слоем делает ее термически и механически устойчивой. В таких условиях следует ожидать гораздо более выраженного проявления индивидуальных транспортных свойств частиц по сравнению с тропосферой, где такие движения полностью подавляются разномасштабными конвективными процессами переноса.

Не удивительно, что стратосферный и мезосферный аэрозоль, как правило, стратифицирован: в этих областях наблюдается большое количество как относительно устойчивых, так и спорадических аэрозольных слоев и облаков различного химического и дисперсного состава. Их образование вызвано различными процессами метеорологического и техногенного характера, однако устойчивость и времена существования таких аэрозольных образований могут в значительной степени определяться специфическими силами, действующими на индивидуальные частицы. Изучение динамических характеристик стратосферного аэрозоля актуально по целому ряду причин; среди них следует выделить процессы разрушения озона в результате гетерогенных фотохимических реакций на поверхности частиц полярных стратосферных облаков и быстрое накопление частиц сажевого аэрозоля, проникающих из тропосферы и с поверхности Земли.

Процессы взаимодействия излучения с аэродисперсными частицами отнюдь не ограничиваются условиями земной атмосферы. Например, для астрофизики со времен Кеплера традиционной является задача о корректном рассмотрении действия сил светового давления (и сопряженных эффектов) на частицы в газопылевых облаках вблизи звезд и в хвостах комет (например, [18]). В последнее десятилетие бурное развитие получило комплексное моделирование (как теоретическое, так и экспериментальное) процессов формирования протопланетных облаков и планет солнечной системы (характерные примеры - работы [19-20]).

Целями работы являются расчет и анализ микрофизических оптических характеристик, ответственных за поглощающие свойства и последующую динамику частиц атмосферного аэрозоля; расчет и анализ характеристик фотофоретического движения аэрозольных частиц в поле солнечного и теплового излучения в атмосфере Земли. Основными задачами работы являются:

1. Анализ комплекса микрофизических оптических характеристик (МОХ) основных типов атмосферного аэрозоля и модельных (по комплексному показателю преломления) частиц в рамках теории Ми;

2. Постановка задач о фотофорезе атмосферных аэрозолей в поле коротковолнового солнечного и длинноволнового уходящего излучения Земли; расчет сил, скоростей и других характеристик фотофоретического движения частиц сажи;

3. Оценка характеристик оседания частиц с заданных высот и их подъема до определенных высот под действием фотофоретических сил;

4. Исследование эффективности действия сил радиометрического фотофореза в вертикальном переносе аэрозолей в земной стратосфере.

Основное содержание диссертационной работы:

Во введении обсуждается актуальность темы, современное состояние вопроса, сформулированы цель и задачи работы, представлено основное содержание диссертационной работы.

В первой главе рассмотрены методы описания процессов переноса в аэродисперсных системах в поле направленного электромагнитного излучения. Представлены формулировки задач о движении и теплообмене аэрозольных частиц в поле излучения. Показаны методы описания взаимодействия электромагнитного излучения с аэрозольной частицей (классическая теория Ми о рассеянии и поглощении электромагнитного излучения сферической частицей, а также другие методы и подходы проблемы взаимодействия электромагнитного излучения с аэрозольными частицами). Рассматривается комплекс микрофизических оптических характеристик, ответственных за поглощение излучения и динамику аэрозольных частиц. Дано описание существующих классификаций глобальных типов атмосферного аэрозоля. Приведены известные литературные данные о проявлениях радиометрического фотофореза в вертикальном переносе аэрозолей.

Во второй главе рассмотрены существующие алгоритмы расчетов микрофизических оптических характеристик. Представлены расчет и анализ микрофизических оптических характеристик, связанных с поглощением излучения и динамикой аэрозольных частиц: функция источников В(г) и интенсивность внутреннего поля Iavg(r), фактор эффективности поглощения излучения Qaf,s, фактор светового давления Qpr, фактор асимметрии поглощения излучения Jx для модели однородной сферической частицы. Дан обзор поведения указанных характеристик для частиц более сложной структуры и геометрии. Также приведены расчеты комплекса микрофизических оптических характеристик для выбранных модельных частиц.

Третья глава содержит описание теории фотофоретического движения атмосферных аэрозолей и основные результаты. Рассмотрена методология оценок фотофоретического переноса частиц в атмосфере. Далее проводится постановка задачи о фотофорезе атмосферных аэрозолей, приведены основные уравнения, обсуждаются метод решения и определяемые величины. Представлены результаты расчетов определяющих характеристик фотофореза аэрозольных частиц в поле коротковолнового солнечного излучения и в поле уходящего теплового излучения Земли. Проведено сопоставление эффективности радиометрического фотофореза с другими механизмами вертикального переноса аэрозолей в средней атмосфере.

В заключении представлены основные выводы диссертационной работы; приведен список цитируемой литературы.

1. Методы описания процессов переноса в аэродисперсных системах в поле направленного электромагнитного излучения.

Похожие диссертационные работы по специальности «Теплофизика и теоретическая теплотехника», 01.04.14 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Теплофизика и теоретическая теплотехника», Кочнева, Луиза Бариевна

Заключение Основные выводы

1. Проанализированы закономерности в зависимостях от дифракционного параметра совокупности микрофизических оптических характеристик, ответственных за поглощение излучения и последующую динамику частиц. Показано, что для модели однородных сфер можно выделить три класса частиц: слабо-, умеренно- и сильнопоглощающие. Данный вывод справедлив как для частиц основных типов атмосферного аэрозоля, так и для модельных частиц с варьируемыми значениями комплексного показателя преломления.

2. Впервые проведены систематический расчет и анализ зависимостей фактора асимметрии поглощения излучения J\ от дифракционного параметра для основных типов атмосферного аэрозоля и модельных частиц. Выявлены закономерности изменения величины и знака фактора J|, определяющего направление фотофоретического движения частиц. Полученные результаты позволяют замкнуть комплексную задачу о фотофорезе и рассчитать абсолютные значения фотофоретической силы и скорости движения частиц.

3. Предложена обоснованная постановка задачи о фотофорезе аэрозолей в поле падающего коротковолнового солнечного излучения. Проведены расчеты для сил и скоростей движения частиц сажи на различных высотах в стратосфере. Показано, что в условиях стационарной атмосферы возможен подъем частиц размерами Rp = 0,08 + 0,7 мкм против силы тяжести и их левитация на высотах 12+32 км под действием сил отрицательного «солнечного» фотофореза. Таким образом, «солнечный» фотофорез может рассматриваться как эффективный механизм вертикального переноса поглощающих субмикронных частиц до высот средней стратосферы.

4. Впервые проведена модельная постановка задачи о фотофорезе аэрозолей в поле уходящего длинноволнового излучения Земли. Показано, что частицы сажи размерами Rp =1,0 + 1,9 мкм могут испытывать вертикальный подъем против силы тяжести и левитировать на высотах 15+23 км под действием сил положительного «теплового» фотофореза.

5. В приближении квазистационарного движения выполнены оценки времен как подъема частиц сажи до высот левитации, так и их оседания с задаваемых высот под действием фотофоретических сил и силы тяжести. Характерные времена подъема частиц субмикронного размера под действием сил отрицательного «солнечного» фотофореза до высот левитации составляют 25+30 лет. В случае «теплового» фотофореза частицы размерами Rp = 1,3 +1,8 мкм достигают соответствующих высот левитации за времена 20+25 лет.

6. Обосновывается, что радиометрический фотофорез (как «солнечный», так и «тепловой») можно рассматривать как достаточно эффективный механизм вертикального переноса хорошо поглощающих, легких и слаботеплопроводных частиц атмосферного аэрозоля в нижней и средней стратосфере на глобальном временном масштабе. Силы фотофореза могут конкурировать с силами тяжести до высот 30+35 км для частиц субмикронного и микронного размера. Показано, что в ряде случаев скорости фотофореза вполне сопоставимы со средними скоростями вертикального ветрового переноса частиц в стратосфере.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Кочнева, Луиза Бариевна, 2007 год

1. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 664 с.

2. Mishchenko M.I., Travis L.D., Lacis A.A. Scattering, absorption, and emission of light by small particles (Revised electronic edition). N.Y.: Goddard Institute for Space Studies (http://www.giss.nasa.gov/~crmim/books.html), 2004. 448 p.

3. Ивлев JI.С., Андреев С.Д. Оптические свойства атмосферных аэрозолей. JL: Изд-во ЛГУ, 1986.360 с.

4. Кабанов М.В., Панченко М.В. Рассеяние оптических волн дисперсными средами. Часть III. Атмосферный аэрозоль. Издание Томского филиала СО АН СССР. Томск, 1984. 189 с.

5. Зуев В.Е., Креков Г.М. Оптические модели атмосферы. Современные проблемы атмосферной оптики. Т.2. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 256 с.

6. Davis E.J., Schweiger G. The airborne microparticle: its physics, chemistry, optics, and transport phenomena. Berlin: Springer-Verlag, 2002. 834 p.

7. Ashkin A. Optical trapping and manipulation of neutral particles using lasers // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. V.94. P.4853^860.

8. Пришивалко А.П. Оптические и тепловые поля внутри светорассеивающих частиц. Минск: Наука и техника, 1983. 190 с.

9. Preining О, Photophoresis. In: Aerosol science (ed. C.N. Davis). N.Y.: Academic Press, 1966. P.l 11-135.

10. Зуев В.E., Копытин Ю.Д., Кузиковский А,В. Нелинейные оптические эффекты в аэрозолях. Новосибирск: Наука, 1980. 184 с.

11. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Зуев В.Е., Кабанов А. М., Погодаев В.А. Нелинейная оптика атмосферного аэрозоля. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 260 с.

12. Лиоу К.-Н. Основы радиационных процессов в атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 376 с.

13. Тимофеев Ю.М., Васильев А.В. Теоретические основы атмосферной оптики. СПб.: Наука, 2003. 474 с.

14. Аэрозоль и климат / Под ред. К.Я. Кондратьева. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 542 с.

15. Кондратьев К.Я. Аэрозоль как климатообразующий компонент атмосферы. 2. Прямое и косвенное воздействие на климат // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15. № 4, С.301-320.

16. Кондратьев К.Я. Радиационное возмущающее воздействие, обусловленное аэрозолем // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т.16. № 1. С.5-18.

17. Зуев В.В., Ельников А.В., Бурлаков В.Д. Лазерное зондирование средней атмосферы. Томск: Изд-во РАСКО, 2002. 352 с.

18. Kimura Н., Okamoto Н., Mukai Т. Radiation pressure and the Pointing-Robertson effect for fluffy dust particles // Icarus. 2002. V.157. P.349-361.

19. Krause M., Blum J. Growth and form of planetary seedlings: results from a sounding rocket microgravity aggregation experiment // Phys. Rev. Lett. 2004. V.93. N2. P.021103.

20. Krauss O., Wurm G. Photophoresis and pile-up of dust in young circumstallar disks // Astrophys. J. 2005. V.630. P.1088-1092.

21. Кудряшев Л.И., Меньших Н.Л. Приближенные решения нелинейных задач теплопроводности. М.: Машиностроение, 1979. 232 с.

22. Яламов Ю.И., Кутуков В.Б., Щукин Е.Р. Теория движения мелкой аэрозольной частицы в поле оптического излучения // Инж.-физ. ж. 1976. Т.30. № 6. С. 996-1002.

23. Greene W.M., Spjut R.E., Bar-Ziv Е., Sarofim A.F., Longwell J.P. Photophoresis of irradiated spheres: absorption centers // J. Opt. Soc. Amer. B. 1985. V.2. N6. P. 998-1004.

24. Коган M.H. Динамика разреженного газа. M.: Наука, 1967. 440 с.

25. Olcer N.Y. Note on the general solution of the heat equation // Q. Appl. Math. 1967. V.24. N 4. P.380-383.

26. Mikhailov M.D. General solution of the heat equation in finite regions // Int. J. Engng. Sci. 1972. V.10. N7. P.577-591.

27. Beresnev S., Chernyak V., Fomyagin G. Photophoresis of a spherical particle in a rarefied gas // Phys. Fluids. 1993. V.5A. N8. P.2043-2052.

28. Chernyak V., Beresnev S. Photophoresis of aerosol particles // J. Aerosol. Sci. 1993. V.24. N 7. P.857-866.

29. Шифрин K.C. Световое давление на частицы различных веществ // Оптика и спектроскопия. 1965. Т.18. № 4. С.690-697.

30. Kokhanovsky А.А., Zege Е.Р. Optical properties of aerosol particles: a review of approximate analytical solutions // J. Aerosol Sci. 1997. V.28. N1. P. 1-21.

31. Kerker M., Cooke D.D. Photophoretic force on aerosol particles in the free-molecule regime //J. Opt. Soc. Amer. 1982. V .72. N9. P. 1267-1272.

32. Tehranian S., Giovane F., Blum J. et al. Photophoresis of micrometer-sized particles in the free-molecular regime // Int. J. Heat Mass Transfer. 2001. V.44. P. 1649-1657.

33. Шифрин K.C. Рассеяние света в мутной среде. M.-JL: ГИТТЛ, 1951. 288 с.

34. Mackowski D.W. Photophoresis of aerosol particles in the free molecular and slip-flow regimes // Int. J. Heat Mass Transfer. 1989. V.32. N5. P.843-854.

35. Wriedt T. A review of elastic light scattering theories // Part. Part. Syst. Charact. 1998. V.15. P.67-74.

36. Filippov A.V., Zurita M., Rosner D.E. Fractal-like aggregates: relation between morphology and physics properties // J. Colloid Interface Sci. 2000. V.229. P.261-273.

37. Гейнц Ю.Э. Нелинейное рассяние лазерного излучения капельным аэрозолем. Автореф. дис. . докт.физ.-мат.наук. Ин-топтики атмосф. СО РАН. Томск, 2003. 40 с.

38. Ван де Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: Изд-во ИЛ., 1961. 536 с.

39. Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. М.: Мир, 1971. 165 с.

40. Летфулова Л.Б., Старинов А.В., Береснев С.А. Поглощающие свойства атмосферного аэрозоля: анализ микрофизических оптических характеристик // Оптика атмосферы и океана. 2001. Т. 14. № 1. С.69-75.

41. Береснев С.А., Кочнева Л.Б., Суетин П.Е. Расчет и анализ микрофизических оптических характеристик атмосферного аэрозоля: модель однородных сферических частиц // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15. № 5-6. С.522-529.

42. Береснев С.А., Кочнева Л.Б. Фактор асимметрии поглощения излучения и фотофорез аэрозолей // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т.16. № 2. С.134-141.

43. Barber P.W., Hill S.C. Light scattering by particles: computational methods. Singapore: World Scientific, 1990. 261 p.

44. Bott A., Zdunkowski W. Electromagnetic energy within dielectric spheres // J. Opt. Soc. Amer. A. 1987. V.4. N8. P. 1361-1365.

45. Dobson C.C., Lewis J.W.L. Survey of the Mie problem source function // J. Opt. Soc. Amer. A. 1989. V.6. N3.P. 463-466.

46. Lai H.M., Leung P.T., Poon K.L., Young K. Characterization of the internal energy density in Mie scattering//J. Opt. Soc. Amer. A. 1991. V.8. N10. P. 1553-1558.

47. Tuntomo A., Tien C.L., Park S.H. Internal distribution of radiant absorption in a spherical particle // J. Heat Transfer. 1991. V.l 13. P.407-412.123

48. Dusel P.W., Kerker M., Cooke D.D. Distribution of absorption centers within irradiated spheres //J. Opt. Soc. Atm. 1979. V.69.N1. P.55-59.

49. Iwamoto Т., Itoh M., Takahashi К. Использование функции источника тепла при расчете скорости фотофореза аэрозолей // Bull. Inst. Atom. Energy Kyoto Univ. 1991. V.79. P.65.

50. Домбровский Л.А. Приближенные соотношения для расчета основных радиационных характеристик сферических частиц в области рассеяния Ми // Теплофиз. высоких темпер. 1990. Т.28.№ 6. С. 1242-1245.

51. Пинчук В.П., Романов Н.П. Сечение поглощения сферических частиц произвольного размера с умеренным поглощением //Ж. прикл. спектр. 1977. Т.27. Вып.1. С. 109-116.

52. Эшкин А. Давление лазерного излучения // Усп. физ. наук. 1973. Т.110. Вып.1. С. 101114.

53. Шифрин К.С., Зельманович И.Л. Световое давление на капли воды // Оптика и спектроскопия. 1964. Т.17.№ 1. С.113-118.

54. Il'in V.B., Voshchinnikov N.V. Radiation pressure on non-spherical dust grains in envelopes of late-type giants // Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 1998. V.128. P. 187-196.

55. Yalamov Yu.I., Kutukov V.B., Shchukin E.R. Theory of the photophoretic motion of the large-size volatile aerosol particle // J. Colloid and Interface Sci. 1976. V.57. N3. P.564-571.

56. Arnold S., Pluchino А.В., Leung K.M. Influence of surface-mode-enhanced local fields on photophoresis // Phys. Rev. A. 1984. V.29. N2. P.654-660.

57. Arnold S., Lewittes M. Size dependence of the photophoretic force // J. Appl. Phys. 1982. V.53. N7. P.5314-5319.

58. Rohatschek H. Semi-empirical model of photophoretic forces for the entire range of pressures // J. Aerosol Sci. 1995. V.26. N5. P.717-734.

59. Perea A., Castillo J.L. Photophoresis of an inhomogeneous spherical particle. Abstracts of the European Aerosol Conference (Budapest, 6-10 Sept., 2004), vol. I // J. Aerosol Sci. V.35. Suppl. 1.P.S45-S46.

60. Ивлев Л.С., Довгалюк Ю.А. Физика атмосферных аэрозольных систем. СПб.: НИИХ СПбГУ, 1999. 194 с.

61. Кондратьев К.Я., Москаленко Н.И., Поздняков Д.В. Атмосферный аэрозоль. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 224 с.

62. Кондратьев К.Я. Атмосферный аэрозоль как климатообразующий компонент атмосферы. 1. Свойства аэрозоля различных типов // Оптика атмосферы и океана. 2004. Т. 17. № 1. С.5-24.

63. Кейдл Р. Твердые частицы в атмосфере и в космосе. М.: Мир, 1969. 285 с.

64. Turco R.P., Toon О.В., Whitten R.C. Stratospheric aerosols: observations and theory // Rev. Geophys. Space Phys. 1982. V.20. P.233-279.

65. Поповичева О.Б., Старик A.M., Фаворский О.Н. Проблемы влияния авиации на газовый и аэрозольный состав атмосферы // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2000. Т.36. № 2. С.163-176.

66. Ивлев Л.С. Химический состав и структура атмосферных аэрозолей. Л.: Изд. ЛГУ, 1982. 368 с.

67. Gerding М., Baumgarten G., Blum U. et al. Observation of an unusual mid-stratospheric aerosol layer in the Arctic: possible sources and implications for polar vortex dynamics // Ann. Geophysicae. 2003. V.21. P.1057-1069.

68. Золотарев В.М., Морозов В.Н., Смирнова Е.В. Оптические постоянные природных и технических сред. Справочник. JL: Химия, 1984. 216 с.

69. Henning Th., Il'in V.B., Krivova N.A. et al. WWW database of optical constants for astronomy // Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 1999. V.136. P.405-406.

70. Volten H., Munoz 0., Hovenier J.W. et al. WWW scattering matrix database for small mineral particles at 441.6 and 632:8 nm // J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer. 2005. V.90. P. 191-206.

71. Pueschel R.F., Verma S., Rohatschek H. et al. Vertical transport of anthropogenic soot aerosol into the middle atmosphere // J. Geophys. Res. 2000. V.105D. N3. P.3727-3736.

72. Таблицы физических величин: Справочник / Под ред. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976.- 1008с.

73. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент / Под ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.:Энергоиздат, 1982. 512с.

74. Rosen М.Н., Orr С. The photophoretic force // J. Colloid Sci. 1964. V.19. N1. P.50-60.

75. Orr C., Keng E.Y.H. Photophoretic effects in the stratosphere // J. Atmos. Sci. 1964. V.21. N9. P.475-478.

76. Hidy G.M., Brock J.R. Photophoresis and the descent of particles into the lower stratosphere //J. Geophys. Res. 1967. V.72. N3. P.455-460.

77. Lewittes M., Arnold S., Oster G. Radiometric levitation of micron sized spheres // Appl. Phys. Lett. 1982. V.40. N6. P.455-457.

78. Arnold S., Lewittes M. Size dependence of the photophoretic force // J. Appl. Phys. 1982. V.53. N7. P.5314-5319.

79. Sitarski M„ Kerker M. J. Atmos. Sci. 1982. V.42. N14. P.2250-2262.

80. Ehrenhaft F., Reeger E. Sur la photophorese transversale // Compt. Rend. Acad. Sci. 1950. V.232. N21. P. 1922-1924.

81. Kasten F. Fallen speed of aerosol particles // J. Appl. Meteor. 1968. V.7. P.944-947.

82. Pueshel R.F., Boering K.A., Verma S. et al. Soot aerosol in the lower stratosphere: Pole-to-pole variability and contributions by aircraft//J. Geophys. Res. 1997. V.102. P. 13,113-13,118.

83. Rietmeijer F.J.M. A model for tropical-extratropical transport of volcanic ash in the lower stratosphere // Geophys. Res. Lett. 1993. V.20. P.951-954.

84. Plumb R.A. Stratospheric transport // J. Meteor. Soc. Japan. 2002. V.80. P.793-809.

85. Junge C.E., Chagnon C.W., Manson J.E. Stratospheric aerosols // J. Meteorol. 1961. V.18. P.81-88.

86. Turco R.P., Hamill P., Toon O.B. et al. A one-dimensional model describing aerosol formation and evolution in the stratosphere // J. Atmos. Sci. 1979. V.36. P.699-736.

87. Rohatschek H. The role of gravitophotophoresis for stratospheric and mesospheric particulates // J. Atmos. Chem. 1984. V.l. N4. P.377-389.

88. Rohatschek H. Direction, magnitude and causes of photophoretic forces // J. Aerosol Sci. 1985. V.16. N1. P.29-42.

89. Rohatschek H. Photophoretic levitation of carbonaceous aerosols // J. Aerosol Sci. 1989. V.20. N8. P.903-906.

90. Zulehner W., Rohatschek H. Photophoresis of nonspherical bodies in the free molecule regime //J. Colloid Interface Sci. 1990. V.138. N2. P.555-564.

91. Rohatschek H. Levitation of stratospheric and mesospheric aerosols by gravito- photophoresis // J. Aerosol Sci. 1996. V.27. N3. P.467-475.

92. Cheremisin A.A., Vassilyev Yu.V., Kushnarenko A.V. Photophoretic forces for bispherical aerosol particles // Proc. of SPIE. 2003. V.5027. P.21-32.

93. Hettner G. Zur Theorie der Photophorese // Z. Phys. 1926. Bd.37. H.3. S.179-192.

94. Knudsen M. Radiometer pressure and coefficient of accommodation // D. Kgl. Danske Vidensk. Selskab. Math.-fys. Medd. 1930. V.l 1. P.3-75.

95. Jovanovic O., Horvath H. Light induced motion of black carbon for stratospheric range of pressures // J. Aerosol Sci. 2000. V.31. Suppl.l. P.S831-S832.

96. Jovanovic O., Horvath H. Gravito-photophoresis of black carbon particles for stratospheric range of pressure // J. Aerosol Sci. 2001. V.32. Suppl.l P.S443-S444.

97. Beresnev S.A., Kovalev F.D. Forces of non-radiometric nature on high-conductivity aerosol particles in the directional radiation field // J. Aerosol Sci. V.35. Suppl.l. Part II. P.S1201-S1202.

98. Береснев C.A., Ковалев Ф.Д., Кочнева Л.Б., Рунков В.А., Суетин П.Е., Черемисин А.А. О возможности фотофоретической левитации частиц в стратосфере // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т. 16. № 1. С.52-57.

99. Береснев С.А., Кочнева Л.Б., Суетин П.Е., Захаров В.И., Грибанов К.Г. Фотофорез атмосферных аэрозолей в поле теплового излучения Земли // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т. 16. № 5-6. С.470-477.

100. Береснев С.А., Кочнева Л.Б., Суетин П.Е. Фотофорез аэрозолей в атмосфере Земли // Теплофизика и аэромеханика. 2003. Т. 10. № 2. С.297-311.

101. Wurm G., Krauss O. The fundamental role of photophoresis for dust in planetary systems. Workshop on Dust in Planetary Systems, 2005. Abstract # 4006.

102. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: идеи, методы, примеры. 2-е изд. М.: Физматлит, 2002. 320 с.

103. Dave J.V. Scattering of visible light by large water spheres // Appl. Opt. 1969. V.8. N1. P.155-164.

104. Kattawar G., Plass G. Electromagnetic scattering from absorbing spheres // Appl. Opt. 1967. V.6. P.1377-1382.

105. Wiscombe W.J. Improved Mie scattering algorithms // Appl. Opt. 1980. V.l9. N9. P. 15051509.

106. Lentz W.J. Generating Bessel functions in Mie scattering calculations using continued fractions // Appl. Opt. 1976. V.15. N3. P.668-671.

107. Wiscombe W.J. Mie scattering calculations: advances in technique and fast, vector-speed computer codes // NCAR Technical Note TN-140+STR, 1979 (revised 1996). 64 p.

108. Aden A.L. Electromagnetic scattering from spheres with size comparable to the wavelengths //Appl. Phys. 1951. V.22. N5. P.601-605.

109. Айвазян Г.М. Распространение миллиметровых и субмиллиметровых волн в облаках. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 480 с.

110. ИЗ. Интернет ресурс http://atol.ucsd.edu/~pflatau/statlib/

111. Cachorro V.E., Salcedo L.L. New improvements for Mie scattering calculations //J. Electromagn. Waves Appl. 1991. V.5. N9. P.913-926.

112. Maxwell-Garnett J.C. Colours in metal glasses and in metallic films // Philos. Trans. R. Soc. (London). 1904. V.203. P.385.

113. Bruggeman C.A.G. Berechnung verschiedener physikalischer Konstanten von heterogenen Substanzen // Ann. Phys. (Leipzig). 1935. Bd.24. S.636.

114. Chylek P., Srivastava V. Dielectric constant of a composite inhomogeneous medium // Phys. Rev. 1983. V.B27. P.5098.

115. Chylek P., Srivastava V., Pinnick R.G., Wang R.T. Scattering of electromagnetic waves by composite spherical particles: experiment and effective medium approximations // Appl. Opt. 1988. V.27.N12. P.2396-2404.

116. Chylek P., Videen G. Effective medium approximations for heterogeneous particles. In: Light Scattering by Nonspherical Particles (ed. M.I. Mishchenko, J.W. Hovenier, L.D. Travis). San Diego: Academic Press, 2000. P.273-308.

117. Doicu A., Wriedt T. Equivalent refractive index of a sphere with multiple spherical inclusions //J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2001. V.3. P.204-209.

118. Любовцева Ю.С. Морфология частиц и поглощение света атмосферным аэрозолем в коротковолновой области спектра // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. 2002. Т.38. № 3. С.366-375.

119. Астафьева JI.Г., Пришивалко А.П. Особенности оптических полей внутри сферических частиц с относительным показателем преломления п < 1 // Оптика и спектроскопия. 1990. Т.69. № 2. С.398-401.

120. Пришивалко А.П., Астафьева Л.Г. О распределении энергии лазерного пучка в малых частицах металлов с п<1 // Изв. АН СССР. Металлы. 1991. № 3. С. 192-195.

121. Sitarski М. Evaporation dynamics of a small nonhomogeneous droplet in intense optical fields //J. Colloid Interface Sci.1988. V. 126, N1. P. 181-193.

122. Astafyeva L.G., Babenko V.A. Interaction of electromagnetic radiation with silicate spheroidal aerosol particles // J. Quant. Spectr. Rad. Transfer. 2004. V.88. P.9-15.

123. Chylek P., Kiehl J.Т., Ко M.K.W. Narrow resonance structure in the Mie scattering characteristics // Appl. Opt. 1978. V.17. N19. P.3019-3021.

124. Zender C.S., Talamantes J. Absorption by Mie resonances in cloud droplets // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2006. V.98. N1. P. 122-129.127

125. Шифрин К.С.//Труды ГГО. 1961. №109. С.179-190.

126. Nussenzveig Н.М., Wiscombe W.J. Efficiency factors in Mie scattering // Phys. Rev. Lett. 1980. V.45. N18. P.1490-1494.

127. Nussenzveig H.M., Wiscombe W.J. Diffractions as tunneling // Phys. Rev. Lett. 1987. V.59. N15. P.1667-1670.

128. Fu Q., Sun W.B., Yang P. Modeling of scattering and absorption by nonspherical cirrus ice particles at thermal infrared wavelengths // J. Atmos. Sci. 1999. V.56. P.2937-2947.

129. Mitchell D.L., Arnott W.P., Schmitt C. et al. Ice cloud absorption behavior in the thermal infrared inferred from laboratory extinction measurements. In: Ninth ARM Science Team Meeting Proceedings (San Antonio, Texas, March 22-26,1999).

130. Yang P., Gao B.-C., Baum B.A. et al. Radiative properties of cirrus clouds in the infrared (813 pm) spectral region // J. Quant. Spectr. Rad. Trans. 2001. V.70. P.473-504.

131. Mackowski D.W., Altenkirch R.A., Menguc M.P. Internal absorption cross sections in a stratified sphere // Opt. Soc. Am. 1990. V.29. N10. P.1551-1559.

132. Mishchenko M.I., Travis L.D. Capabilities and limitations of a current FORTRAN implementation of the T-matrix method for randomly oriented, rotationally symmetric scatterers // J. Quant. Spectr. Rad. Trans. 1998. V.60. N3. P.309-324.

133. Mishchenko M.I., Travis L.D. Electromagnetic scattering by nonspherical particles. In: Exploring the atmosphere by remote sensing techniques (ed. R.Guzzi and K. Pfeilsticker). Heidelberg: Springer, 2003. P.77-127.

134. Kokhanovsky, A.A., and Macke A. Integral light scattering and absorption characteristics of large nonspherical particles // Appl. Opt. 1997. V.36. P.8785 8790.

135. Андреев С.Д., Ивлев Л.С. Михайлов Е.Ф., Киселев А.А. Оптические характеристики частиц дымов 1995 // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т.8. № 5. С.687-692.

136. Berry M.V., Percival I.C. Optics of fractal clusters such as smoke // J. Mod. Opt. 1986. V.33. N5. P.577-591.

137. Mishchenko M. I. Radiation pressure on randomly-oriented nonspherical particles //Astrophys. Space Sci. 1991. V.180. P.163-169.

138. Hale G. M., Querry M. R. Optical constants of water in the 200-nm to 200-pm wavelength region // Appl. Opt. 1973. Vol.12. N3. P.556-558.

139. Roe H.G., De Pater I., Macintosh B.A. et al. Titan's clouds from Gemini and Keck adaptive optics imaging // Astrophys. J. 2002. V.581. P. 1399-1406.

140. Атмосфера стандартная. Параметры.ГОСТ 4401-81.М.:Изд-во стандартов, 1981. 180 с.

141. Атмосферы справочные.Параметры.ГОСТ 24631-81.М.:Изд-во стандартов, 1982. 30 с.

142. Anderson G.P, Clough S.A., Kneizys F.X. et al. AFGL atmospheric constituent Profiles (0120 km) / Air Force Geophysics Laboratory (USA): AFGL-TR-86-0110, Environment research paper N954. 1986. 43 p.

143. Зуев В.E., Комаров B.C. Температура и газовые компоненты атмосферных статистических моделей. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 264 с.

144. Фукс Н.А. Механика аэрозолей. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 352 с.

145. Кутуков В.Б. Движение макрочастиц в вязких средах в поле оптического излучения. Дис. . канд. физ.-мат. наук. Калининский гос. ун-т. Калинин, 1976. 137 с.

146. Динамическая метеорология / Под ред. Д.Л. Лайхтмана. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 608 с.

147. Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. 2-е изд. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 752 с.

148. De Toma G., White O.R., Chapman G.A., Walton S.R. Solar irradiance variability: progress in measurement and empirical analysis // Adv. Space Res. 2004. V.34. P.237-242.

149. Rothman L.S., Barbe A., Benner D.C. et al. The HITRAN molecular spectroscopic database: edition of 2000 including updates through 2001 // J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer. 2003. V.82. P.5-44.

150. Clough S.A., Kneizis F.X., Davies R.W. Line shape and the water vapor continuum //J. Atmos. Res. 1989. V.23. P.229-241.

151. Report of the experts meeting on aerosols and their climatic effects / Ed. by A. Deepak and H.E.Gerber. Williamsburg (Virginia, USA), 28-30 March, 1983.

152. Грибанов К.Г., Захаров В.И., Ташкун С.А. Пакет программ FIRE-ARMS и его применение в задачах пассивного ИК-зондирования атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 4. С.372-375.

153. Gribanov K.G., Zakharov V.I., Tashkun S.A., Tyuterev VI.G. A new software tool for radiative transfer calculations and its application to IMG/ADEOS data // J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer. 2001. V.68. P.435-451.

154. Buehler S.A., Eriksson P., Kuhn T. et al. ARTS, the atmospheric radiative transfer simulator //J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer. 2005. V.91. N1. P.65-93.

155. Beresnev S.A., Chernyak V.G., Fomyagin G.A. Motion of a spherical particle in a rarefied gas. Part 2. Drag and thermal polarization // J. Fluid Mech. 1990. V.219. P.405-421.

156. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972.720 с.

157. Buehler S.A., John V.O., von Engeln A. et al. Understanding the global variability of clear-sky outgoing longwave radiation // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2006. V.132. (to be published).

158. Duvel J.-Ph., Viollier M., Raberanto P. et al. The ScaRaB-Resurs Earth radiation budget dataset and first results // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2001. V.82. N7. P.1397-1408.

159. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. 5-е изд. М.: Изд-во МГУ. 2001.528 с.

160. Holton J.R. An introduction to dynamic meteorology. 3-rd ed. N.Y.: Academic Press, 1992. 511 p.

161. Брасье Г., Соломон С. Аэрономия средней атмосферы. Химия и физика стратосферы и мезосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 413 с.

162. Holton J.R., Haynes Р.Н., Mclntyre Е.М. et al. Stratosphere-troposphere exchange // Rev. Geophys. 1995. V.33. P.403-439.

163. Baldwin M.P., Gray L.J., Dunkerton T.J. et al. The quasi-biennial oscillation // Rev. Geophys. 2001. V.39. N2. P.179-229.

164. Waugh D.W., Hall T.M. Age of stratospheric air: theory, observations, and models // Rev. Geophys. 2002. V.40. N4. P. 1010.

165. Haynes P. Stratospheric dynamics // Annu. Rev. Fluid Mech. 2005. V.37. P.263-293.

166. Fussen D., Vanhellemont F., Dingen C. Evolution of stratospheric aerosols in the post-Pinatubo period measured by solar occultation // Atmos. Environ. 2001. V.35. N30. P.5067-5078.

167. Legras В., Joseph В., Lefevre F. Vertical diffusivity in the lower stratosphere from Lagrangian back-trajectory reconstructions of ozone profiles // J. Geophys. Res. 2003. V.108. N 4562.

168. Legras В., Pisso I., Berthet G., Lefevre F. Variability of the Lagrangian turbulent diffusion in the lower stratosphere // Atmos. Chem. Phys. 2005. V.5. P. 1605-1622.

169. Swinbank R., Ortland D.A. Compilation of wind data for the UARS reference atmosphere project//J. Geophys. Res. 2003. V.108D. N19. P.4615.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.