Взаимодействие лазерных импульсов с компонентами атмосферы и ионосферной плазмы

Цель: развитие методов лазерной диагностики атмосферы на различных ее уровнях от тропосферы до ионосферы, поиск решений фундаментальных проблем физики атмосферы – переноса излучения в присутствии аэрозольных слоев, определения радиационных характеристик атмосферного аэрозоля и малых газовых составляющих атмосферы, механизмов формирования и пространственно-временной изменчивости их полей, трансформации оптических и микрофизических характеристик аэрозольных частиц под воздействием природных и антропогенных факторов. Отдельный интерес представляли задачи развития методов диагностики ионосферной плазмы, основанных на резонансном рассеянии оптического излучения возбужденными ионами. Основные задачи: получение экспериментальных данных лидарного зондирования атмосферы в переходной зоне материк - океан с использованием трех модификаций лидарных систем (лидары упругого и комбинационного рассеяния, белого света); определение спектральных и пространственных характеристик филаментации и суперконтинуума на атмосферной трассе в переходной зоне материк - океан в зависимости от характеристик атмосферы (влажность, температура, содержание атмосферного аэрозоля в приземном слое) и параметров лазерного излучения (длина волны, начальный профиль и диаметр пучка, параметры чирпирования); изучение сезонных вариаций радиационных характеристик аэрозоля методами лидарного зондирования и солнечной фотометрии, определение средних параметров аэрозоля, сопоставление их с результатами измерений на европейских станциях, проводимых в рамках лидарной сети EARLINET; проведение наблюдений во время крупных геофизических событий, таких как извержения вулканов, крупные лесные пожары, переносы пустынной пыли, и оценка их воздействия на аэрозольный состав атмосферы; исследование процессов гигроскопического роста аэрозоля как внутри пограничного слоя, так и вблизи облаков; разработка новой конструкции аэрозольного лидара, не имеющего мировых аналогов; установление связи между поляризационными характеристиками небосклона и оптическими и микрофизическими характеристиками атмосферного аэрозоля; разработка аппаратурных и методических средств измерения векторов стокса диффузного излучения неба; исследования эффективности взаимодействия лазерного излучения с ионами атомарного кислорода и азота в F₂-слое ионосферы, характеристик лидарного сигнала и динамики компонентов плазмы; лидарные исследования высыпаний заряженных частиц из радиационных поясов в ионосферу для визуализации пространственно-временной структуры высыпаний и энергетического спектра частиц; разработка оптимальной схемы двухчастотного ионосферного лидара для одновременного наблюдения рассеяния на возбужденных ионах атомарного кислорода и азота.