Важнейшие результаты фундаментальных и прикладных исследований в 2002 году.

1. В рамках интеграционной программы СО РАН получены важные результаты по климатическим особенностям Большого Васюганского болота. На основании обработки экспедиционных, сетевых и спутниковых инструментальных данных для Большого Васюганского болота и прилегающих территорий впервые получены количественные оценки для  охлаждающего эффекта болота в летний период (до 1°С) и отепляющего эффекта болота в остальные сезоны (до 2°С) как для приземной среднемесячной температуры, так и для профилей среднемесячной температуры над болотом вплоть до высот в 300 миллибар. Выявленные эффекты связываются с теплофизическими свойствами торфогрунтов и с особенностями содержания парниковых газов над болотом (преобладание стоков СО2 до 125 гС/м2год над эмиссией до 68 гС/м2год, эмиссия и фотохимические превращения метана)

Рис. 1.1. Профиль разности осредненных по территории среднемесячных температур над болотом TБ°C и прилегающей территорией TTC.

На рисунке 1.1 приведены разности температуры на разных высотах для Большого Васюганского болота (показано в центре) и для прилегающих территорий. Как видно из рисунка, по спутниковым данным в масштабе пространственного осреднения 5° x 10° охлаждающие и отепляющие эффекты болота в вышележащих слоях атмосферы для отдельных месяцев проявляются даже сильнее (до 6 ° С), чем в приземном слое. (М.В.Кабанов, И.И.Ипполитов).

2. Завершена разработка и изготовлен опытный образец бортовой мобильной системы для оперативного прогнозирования характеристик звукового вещания в полевых условиях. В состав автоматизированной системы прогнозирования входят: физическая модель приземного распространения звуковых волн речевого диапазона в атмосфере, обобщающая результаты многолетних фундаментальных исследований и реализованная в виде соответствующего программного обеспечения; бортовой метеокомплекс для оперативного измерения исходных метеорологических параметров и характеристик турбулентности атмосферы; бортовая ЭВМ, обеспечивающая обработку данных и оперативный прогноз (пример см. на рисунке) характеристик звукового вещания (дальность, слышимость и разборчивость речи) для заданной области озвучивания.

Бортовая система прогнозирования обеспечивает работу интеллектуальной звуковещательной станции нового поколения, не имеет мировых аналогов и разработана по заказу Минобороны РФ.

Рис. 1.2. Пример прогноза угловой диаграммы дальности и качества звукового вещания  над земной поверхностью при заданном направлении ветра (фиолетовая стрелка, слева): в центре - источник звука (ЗС), П - приемник в заданном направлении вещания (красная стрелка, справа). Масштабные метки через 2 км, цветность характеризует качественные характеристики вещания. (А.А.Тихомиров, Н.П.Красненко).

3. Разработан новый класс нелинейных оптических кристаллов на основе твердых растворов двойных и тройных полупроводников, свойства которых можно задавать на стадии технологических процессов. Область прозрачности новых кристаллов охватывает весь видимый, ближний и большую часть среднего ИК диапазона, что обеспечивает создание более эффективных преобразователей частоты в средний ИК диапазон неодимовых лазеров, а также СО2 лазеров (см. рисунок). Тем самым, впервые появилась возможность создания универсального, в том числе бортового твердотельного источника излучения диапазона 0,2-14,0 мкм для лидарных систем на базе неодимового лазера.

Рис. 1.3. Сравнительная эффективность преобразования частоты СО2 лазера с помощью нового класса нелинейных оптических кристаллов для двух отношений смешения. Правая шкала - эффективность преобразования по отношению к кристаллам AgGaSe2. Левая шкала - энергия импульсов второй гармоники (Ю.М.Андреев).

4. На основании впервые идентифицированной энергетической структуры уровней для оптически активных собственных дефектов в соединении  ZnGeP2 (см. рисунок) разработана физически обоснованная технология выращивания и пост-ростовой модификации этого нелинейного оптического кристалла со снижением коэффициента поглощения вблизи 2 мкм до 0,02 - 0,04 см-1  Достигнутый уровень оптического качества кристаллов обеспечивает создание высокоэффективных параметрических генераторов света в диапазоне 3-10 мкм для систем дистанционного зондирования атмосферы

Рис. 1.4. Идентифицированные энергетические уровни: Акцепторные (вакансии цинка и др.), донорные (вакансии фосфора и др.) и донорно-акцепторные пары (Д-А пары). Вертикальные стрелки - оптические переходы.