Моделирование процессов переноса и стратификации аэрозольных компонент в средней и верхней атмосфере Земли под действием гравитофотофореза
Диссертация
Личный вклад диссертанта состоит в разработке алгоритмов и программного комплекса, анализе и интерпретации результатов, проведении основных расчетов по моделированию гравитофотофоретических эффектов. В части формирования алгоритма по расчету фотофоретических сил работа выполнена совместно с А. В. Кушнаренко под руководством А. А. Черемисина. Разработка общей архитектуры пакета, включая реализацию… Читать ещё >
Список литературы
- Ивлев, Л. С., Довгалюк, Ю. А., Физика атмосферных аэрозольных систем, НИИХ СПбГУ, 1999. 194 с.
- Bellouin, N., Boucher, О., Haywood, J., Reddy, M. S., Global estimate of aerosol direct radiative forcing from satellite measurements. Nature, 2005. V. 438.- P. 1038−1041. Coakley, J., Reflections on aerosol cooling. Nature, 2005. -V. 438.-P. 1091−1092.
- Roberts, D. L. & Jones, A., Climate sensitivity to black carbon aerosol from fossil fuel combustion. J. Geophys. Res., 2004. V. 109. — P. 1029−1033.
- Stier, P. et al. The aerosol-climate model ECHAM5-HAM. Atmos. Chem. Phys., 2005. V. 5, — P. 1125−1156.
- Rozenberg, G. V., Melnikova, I. G., Megrelishvili, T. G., Aerosol stratification and its variability, Izv. Akad. Nauk SSSR, Fiz. Atmos. Okeana, 1982. 18(4), — P. 363−372.
- Rozenberg, G. V., Gorchakov, G. I., Georgievsky, Yu. S., Liubovtseva, Yu. S., Optical parameters of atmospheric aerosol. Physics of atmosphere and problem of climate, M., Nauka, 1988. P. 216−256.
- Rozenberg, G. V., Sandomirsky, А. В., Optical stratification of atmospheric aerosol. Izv. Akad. Nauk SSSR, Fiz. Atmos. Okeana, 1971. 7(7).- P. 737−749.
- Kondratiev, K. Ya., Buznikov, A. A., Pokrovskii, O. M., Determination of vertical structures of atmospheric aerosol by spectrophotometrical detection of twilight Earth’s horizon from the spaceship Soyuz-13. Dok. Akad. Nauk SSSR, 1977.-235(1).-P. 53−56.
- Giovane, F., Schnerman, D. W., Greenberg, J. M., The solar occultation technique for remote sensing of particulated in the Earth’s atmosphere. 2: Skylab results of 48 km aerosol layers. J. Geophys. Res., 1976. 81(30). — P. 5383−5388.
- Butov, V. V., Loginov, S. V., Reconstruction of ozone distributions and some aerosol characteristics in stratosphere by sensing of twilight Earth’s horizon from space. Atmos. Oceanic Opt., 2001. 14(8). — P. 697−703.
- Mikirov, A. E., Smerkalov, V. A., Investigation of the radiation scattered by the upper Earth’s atmosphere. Gidrometeoizdat. Leningrad, 1981.
- Rissler, F., Aerosol layers in the atmosphere. Space Res., 1972. V. 12. -P. 423−431.
- Kuznetsov, G. I., Sitnik, G. F., Chijov, A. F., Shtyrkov, O. V., Some optical characteristics of the atmosphere, obtained with help of meteorological rockets MP-12 and MP-100. Meteorol. Issled., 1977. 23. — P. 21−29.
- Donahue, T. M., Guenther, B., Blaumont, J. B., Noctilucent clouds in a daytime: Circumpolar particulate layers near the summer mesopause. J. Atm. Sci., 1972. -29.-P. 1205−1209.
- Tomas, G. E., Solar Mesosphere Explorer measurements of polar mesospheric clouds (noctilucent clouds). J. Atmos. and Terr. Phys., 1984. — 46 (9). -P. 819−824.
- Junge, C. E., Chagnon, C. W., Manson, J. E., Stratospheric aerosols. J. Meteor., 1961.-18.-P. 81−108.
- Hitchman, M. H., McKay, M., and Trepte, C. R., A climatology of stratospheric aerosol. J. Geophys. Res., 1994. V. 99, No. D10. — P. 20 689−20 700.
- Thomason, L. W., Kent, G. S., Trepte, C. R., and Poole, L. R., A comparison of the stratospheric aerosol background periods of 1979 and 1989−1991. J. Geophys. Res., 1997. V.102. — P. 3611−3616.
- Toon, O. B., Turco, R. P., Whitten, R. C., Hamill, P., Implications of stratospheric aerosol measurements for models of aerosol formation and evolution. Geophys. Res. Lett., 1981. V. 8. — P. 23−25.
- Turco, R. P., Hamill, P., Toon O. B., Whitten R. C., Kiang C. S., A One-Dimensional Model Describing Aerosol Formation and Evolution in the Stratosphere: I. Physical Processes and Mathematical Analogs. J. Atmos. Sci., 1979. -V. 36.-P. 699−717.
- Turco, R. P., Whitten, R. C., Toon, О. В., Stratospheric Aerosols: Observation and Theory. Rev. Geophys. Space Phys., 1982. V. 20. — P. 233−279.
- Orr, C., Jr., Keng, E. Y. H., Photophoretic Effects in the Stratosphere. J. Atmos. Sci., 1964. V. 21. — P. 475−478.
- Rosen, M. H., Orr, C., The photophoretic force. J. Colloid Sci., 1964. V. 19, Nl.-P. 50−60.
- Lewittes, M., Arnold, S., Radiometric levitation of micron sized spheres. Appl. Phys. Lett., 1982. 40, N 6. — P. 455−457.
- Huisken, J., Stelzer, H. K., Optical levitation of absorbing particles with a nominally Gaussian laser beam. Opt. Lett., 2002. V. 27, N 14. — P. 1223−1225.
- Pluchino, А. В., Photophoretic force on particles for low Knudsen number. Appl. Opt., 1983. 22. — P. 103−106.
- Rohatschek, H., Levitation of mesospheric and stratospheric aerosols by gravito-photophoresis. J. Aerosol Sci., 1996. V. 27, N 3. — P. 46775.
- Pueshel, R. F., Verma, S., Rohatschek, H., Ferry, G. V., Boiadjieva, N., Howard, S. D., Strawa, A. W., Vertical transport of anthropogenic soot aerosol into the middle atmosphere. J. Geophys. Res., 2000. V. 105, N D3. — P. 3727−3736.
- Ehrenhaft, F., On the physics of millionths of centimeters. Z. Phys., 1917. -V.18.-P. 352−368.
- Preining, O., «Photophoresis» in. Aerosol Science. Devies C.N., ed., Academic Press, N.Y., 1966. Chap. 5. — P. 111−135.
- Kerker, M., Cooke, D. D., Photophoretic force on aerosol particles in the free-molecule regime. J. Opt. Soc. Amer., 1982. V. 72, N 9. -P. 1267−1272.
- Береснев, С. А., Ковалев, Ф. Д., Кочнева, JL Б., Рунков, В. А., Суетин, П. Е., Черемисин, А. А., О возможности фотофоретической левитации частиц в стратосфере. Оптика атмосферы и океана, 2003. 16, № 1. — С. 52−57.
- Rohatschek, Н., Levitation of mesospheric and stratospheric aerosols by gravito-photophoresis. J. Aerosol Sci., 1996. V. 27, N 3. — P. 46775.
- Ahktaruzzaman, A. F. M., Lin, S. P., Photophoresis of absorbing particies, J. Colloid Interface Sci., 1977. 61. — P. 170−182.
- Reed, L. D., Low Knudsen number. J. Aerosol Sci., 1977. 8. — P. 123−131.
- Yalamov, Yu. I., Kutukov, V. B. and Shchukin, E. R., Theory of photophoretic motion of a large-size volatile aerosol particle. J. Colloid Interface Sci., 1976. -57.-P. 564−571.
- Bernhard, M., Scientific Consulting, Kirchenstrasse 13, D-90 537 FeuchtMoosbach, Germany, «MieCalc freely configurable program for light scattering calculations (Mie theory)"http://www.unternehmen.corn/Bernhard-Michel/MieCalc/eindex.html).
- Rohatschek, H., Semi-empirical model of photophoretic forces for the entire range of pressures. J. Aerosol Sci., 1995. V. 26, No. 5. — P. 717−734.
- Rohatschek, H., Zur Theorie der Gravito-Photophorese. Acta Phys. Austriaca, 1956.-10.-P. 227−238.
- Бретшнайдер, Б., Курфюрст, И., Охрана воздушного бассейна от загрязнений. 1989. 247 с.
- Ивлев, JI. С., Микроструктурные особенности аэрозолей вулканического происхождения. Оптика атмосферы и океана, 1996. Т. 9, № 8. -С. 1039−1057.
- Стырко, Б. И., Самоочищение атмосферы от радиоактивных загрязнений. JL, Гидрометеоиздат. 1968. 293 с.
- Kaselau, К. Н., Fabian, R., Rohrs, Н., Measurments of aerosol concentrathion up to a height of 27 km. Pure Appl. Geophys., 1974. 112. — P. 877−885.
- Podzimek, J., Sedlacek, W. A., Habrel, J. В., Aitken nuclei measurements in the lower stratosphere. Tellus., 1977. 29. — P. 116−127.
- Cadle, R. D., Kiang, C. S., Stratospheric Aitken particles. Rev. Geophys. Space Phys., 1977. 15. — P. 329−332.
- Rosen, J. M., Hofman, D. J., Balloon-borne measurements of condensation nuclei. J. Appl. Meteor., 1977. 16. — P. 56−62.
- Hofman, D. J., Rosen, J. M., Pepin, T. J., Pinnik, R. G., Stratospheric aerosol measurements I: Time variations at northern mid-latitudes. J. Atmos. Sci., 1975. -32.-P. 1446−1456.
- Rosen, J. M., Laby, J., Stratospheric aerosol measurements II: The word-wide distribution. J. Atmos. Sci., 1975. 32. — P. 1457−1462.
- Wofsy, S. C., McElroy, V. В., On vertical mixing in the upper stratosphere an lower mesosphere. J. Geophys. Res., 1971. 78, — P. 2619−2624.
- Popoff, I. G., Whitten, R. P., Turco, R. P., Capone, L. A., An assessment of the effect of supersonic aircraft operations on the stratospheric ozone content. NASA Ref. Pub., 1989. 1026, 56 pp.
- Thomas, G. E., VcKay, C. P., Planet. Space. Sci., 1985. V. 30, -P. 1117−1126.
- McKay, C. P., Noctilucent cloud formation and the effects of water vapor variability on temperatures in the middle atmosphere. Planet. Space Sci., 1985, V33, No 7,-P. 761−771.
- Memmesheimer, V., Blum, P. W., Seasonal and latitudinal changes in atmospheric conditions favouring the formation of polar mesospheric clouds. Phisica Scripta, 1988. V. 37, — P. 178−184.
- Garcia, R. R., Solomon, S. J., Geophys. Res., 1985. V. 90. — P. 3850.
- Reid, C., Solomon, S., Geophys. Res. Lett., 1985. V. 12. — P. 397.
- Erenhaft, F., Ann. Phys., 1918. B. 56, — P. 81
- Кейдел, P., Твердые частицы в атмосфере и в космосе. М. Мир, 1969. 285 с.
- Preining, О., Photophoresis. Aerosol Sci. N.Y. Academic Press, 1966. -P. 111−135.
- Борен, К., Хафмен, Д., Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М. Мир, 1988.
- Arnold, S., Pluchino, F. В., Leung, К. М., Phys. Rev., 1984. V. А29, N 2. — P. 654.
- Пришивалко, А. П., Оптические и тепловые поля внутри светорассеивающих частиц. Минск, Наука и техника. 1983.
- Dusel, P. W., Kerker, М., Cooke, D. D. J., Opt. Soc Amer., 1998. -V. 69. -N. l.-P. 55.
- Greene, W. M., Spjut, R. E., Bar-Zik, E., et al., J. Opt. Soc Amer., 1985.- V. B2. N. 6. — P. 349−358.
- Kerker, M., Cooke, D. D., Photophoretic force on aerosol particles in the free-molecule regime. J. Opt. Soc. Amer., 1982. V. 72. — N 9. -P. 1267−1272.
- Tehranian, S., Givane, F., Blum, J., Xu, Y.-L., Gustafson, D. F. S., Photophoresis of micrometr-sized partuicles in the free-molecular regime. Int. J. Heat Mass Transfer, 2001. V. 44. — P. 1649−1657.
- Knudsen, M. D., Kal. Danske Vidensk. Selskab. Math-fys. Medd., 1930. 11(1), -P. 1.
- Hidy, G. M., Brock, J. R., Photophoresis and descent of particles in the lower atmosphere. J. Geophys. Res., 1967, 72. — P. 455−460.
- Cheremisin, A. A., Vassilyev, Yu. V., Kushnarenko, A. V., Photophoretic forces for bispherical aerosol particles. Atmospheric and ocean optics. Atmospheric physics. IX Joint International Symposium, Proc. SPIE, 2002. V. 5027.- P. 23−34.
- Rubinowicz, A., Zeitschr. Physik, 1926, 35, — P. 540.
- Ehrenhaft, F., Reeger, E., Sur la photophorese transversale. C. R. Hebd. Acad. Seances, 1951,-232.-P. 1921−1924.
- Ермаков, С. M., Метод Монте-Карло и смежные вопросы. М., Наука, 1975.-С. 38−80.
- Методы Монте-Карло в статистической физике / под ред. М. Калоса. — М., Мир. 1984.
- Соболь И. М., Численные методы Монте-Карло. М., Наука, 1973. -С. 44−85, 210−215.
- Биндер К., Хеерман Д., Моделирование методом Монте-Карло в статистической физике. Перевод с англ., — М., Наука, 1995.
- Cheremisin, A. A., Vassilyev, Yu. V., Horvath, Н., Gravito-photophoresis and aerosol stratification in the atmosphere. // J. Aerosol Sci., 2005. V. 36, N 11. -P. 1277−1299.
- Марчук, Г. И., Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1989. — С. 525−528.
- Murray, W., Numerical method for unconstraind optimization. NewYork Academic Press, 1972. P. 146.
- Мицель А. А., Фирсов К. M., Развитие моделей молекулярного поглощения в задачах переноса излучения в атмосфере Земли // Оптика атмосферы и океана, 2000, № 2, С. 179−197. (http://atrad.atmos.iao.ru/services/modatm/zon/aio/).
- Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М., Механика. М.: Наука, 1973. — С. 145−154.
- Бронштейн, И. И., Семендяев, К. А., Справочник по математике. М.: Наука, 1964.-С. 233.
- Постон, Т., Стюарт, И., Теория катастроф и ее приложения. М.: Мир, 1980.-С. 145.
- Форсайт, Дж., Малькольм, М., Моулер, К., Машинные методы математических вычислений. — М.: Мир, 1980.-С. 146−164.
- Vassilyev, Yu. V., Cheremisin, A. A., Aerosols of fractal classes and gravito-photophoresis // XII Joint International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics. Atmosphric Physics. June, 27−30, 2005, Tomsk: IOA SB RAS, 2005. -P. 125.
- Черемисин, А. А., Васильев, Ю. В., Гравитофотофорез, вертикальный транспорт и стратификация аэрозоля в средней и верхней атмосфере // Естественные и антропогенные аэрозоли IV: Тезисы докладов всероссийской конференции. С.-Петербург, 2003. — С. 86.
- Cheremisin, A. A., Paramonov, L. Е., Schmidt, V. A. Estimation of sizes of noctilucent clouds particles // International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics. Tomsk: IOA SB RAS, 2004. — P. 126.