Лазерный мир

Доцент Томского госуниверситета и завлаборатории Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН Александр Коношонкин завершил проект по разработке теоретической модели рассеяния света на перистых облаках при лазерном зондировании. Эта модель поможет составлять более точные прогнозы погоды, а также объяснять и прогнозировать глобальные изменения климата.

Перистые облака находятся на высоте 8-12 километров и относятся к облакам верхнего яруса. Они состоят из кристаллов льда, способных менять свое положение в пространстве. В зависимости от ориентации кристаллов может меняться количество солнечной энергии, поступающей в атмосферу Земли, а значит, перистые облака напрямую связаны с погодой и климатом планеты и во многом определяют количество тепла в атмосфере.

– Размеры кристаллов в облаке значительно варьируются – от 10 микрон до 1 мм. Сначала мы изучали кристаллы-шестигранники правильной формы, затем обратили внимание на неидеальные, так как при изменении формы кристалла даже на один градус качественно меняются характеристики рассеяния света. Это позволило точнее интерпретировать данные, полученные при помощи высотного поляризационного лидара ТГУ , и лучше прогнозировать, например, температуру воздуха у поверхности Земли, – рассказал Александр Коношонкин.

Кристаллы льда имеют форму выпуклых шестигранников, пластинок или столбиков и могут расти и агрегироваться между собой. По словам ученого, форма кристаллов зависит от погодных условий. Так, при -40°С в верхних слоях атмосферы могут рождаться, скажем, пластинки, а при -60°С, например, столбики. Влияние оказывают и климатические условия: в Томском регионе среди других форм преобладают пластинки, в Японии – столбики. Для каждого типа кристаллов, их ориентации в пространстве и плотности характерны свои оптические эффекты. Знание этих свойств помогло построить модель рассеяния света сквозь перистые облака при лазерном зондировании.

– Мы рассмотрели, как через облака проходит излучение лидара – это сигнал, исходящий из одной точки и возвращающийся строго назад, из всей области рассеяния достаточно было выбрать лишь одну точку. Следующая цель – рассчитать модель прохождения потока света сквозь перистые облака – сколько тепла прошло, сколько отразилось, сколько осело в верхних слоях атмосферы, сколько дошло до нижних слоев и так далее, – добавил Александр Коношонкин.

Итоговую модель ученый планирует представить в Росгидромет, чтобы встроить ее в общую программу прогнозирования погоды. Сейчас служба учитывает вклад перистых облаков в изменения погоды и климата лишь приблизительно, поэтому расчеты радиофизика сделают прогнозы погоды более точными.

В 2018 году за свою работу по рассеянию света на перистых облаках при лазерном зондировании Александр Коношонкин был награжден медалью Российской академии наук (РАН) в области океанологии, физики атмосферы и географии. Он выполнял исследование под руководством профессора Анатолия Борового.

В 2018 году пять ученых ТГУ награждены премиями и медалями РАН за лучшие научные работы в области физики атмосферы, философии, международных отношений, права и новых технологий. Большее количество полученных наград только у МГУ. С 2000 года в копилке Томского госуниверситета уже 46 медалей РАН, это второй результат в России.

Источник: http://www.tsu.ru/news/opisanie-svoystv-peristykh-oblakov-uluchshit-tochn/