Рассмотрены особенности флуктуаций оптических волн при распространении в случайно-неоднородной турбулентной среде с конечным внешним масштабом, в том числе и в условиях, когда в атмосфере наблюдаются области с преобладающим влиянием одной крупной когерентной структуры, для которой спектр турбулентности может существенно отличаться от спектра колмогоровской модели. С использованием приближенной модели спектра для когерентной турбулентности, ранее обоснованной в наших работах, выполнены расчеты дисперсии смещений изображения оптического источника (в условиях применимости метода плавных возмущений). Сравнение этих формул с известными аналогичными выражениями для колмогоровской турбулентности показало, что при одинаковых условиях рассмотренные дисперсии флуктуаций в когерентной турбулентности существенно меньше, чем в колмогоровской. Это означает, что в когерентной турбулентности происходит значительное ослабление фазовых флуктуаций оптического излучения. Отмечается важность этого вывода для трактовки результатов оптического зондирования атмосферной турбулентности.
турбулентность, дрожание изображения, внешний масштаб
1. Лукин В.П., Покасов В.В. Флуктуации фазы оптических волн, распространяющихся в турбулентной атмосфере // Изв. вузов. Радиофиз. 1973. Т. 16, № 11. С. 1726-1729.
2. Миронов В.Л., Лукин В.П., Покасов В.В., Хмелевцов С.С. Флуктуации фазы оптических волн, распространяющихся в турбулентной атмосфере // Изв. АН СССР. Радиотехн. и электрон. 1975. Т. 20, № 6. С.1164-1170.
3. Миронов В.Л., Лукин В.П., Покасов В.В., Хмелевцов С.С. Фазовые оптические измерения спектральной плотности показателя преломления в атмосфере. Препринт / ИОА СО АН СССР (Томск). 1975. № 3. С. 54.
4. Лукин В.П., Покасов В.В., Тиме Н.С., Туровцева Л.С. Восстановление спектра пульсаций показателя преломления в атмосфере из оптических измерений // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1977. Т. 13, № 1. С. 90-94.
5. Lukin V.P., Pokasov V.V. Optical wave phase fluctuations // Appl. Opt. 1981. V. 20, N 1. P. 121-135.
6. Монин А.С., Яглом А.М. Статистическая гидромеханика. Т. 1. М.: Наука, 1967. 696 с.; Т. 2. СПб.: Гидрометеоиздат, 1996. 742 с.
7. Носов В.В., Григорьев В.М., Ковадло П.Г., Лукин В.П., Носов Е.В., Торгаев А.В. Астроклимат специализированных помещений Большого солнечного вакуумного телескопа. Ч. 1, 2 // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 11. С. 1013-1021; 2008. Т. 21, № 3. С. 207-217.
8. Nosov V.V., Lukin V.P., Nosov E.V., Torgaev A.V., Grigoriev V.M., Kovadlo P.G. Coherent structures in the turbulent atmosphere // Mathematical Models of Non-linear Phenomena, Processes and Systems: From Molecular Scale to Planetary Atmosphere / Ed. by A. Nadykto, L. Uvarova et al. N.Y.: Nova Science Publishers, 2010. Ch. 20. P. 120-152.
9. Носов В.В., Григорьев В.М., Ковадло П.Г., Лукин В.П., Носов Е.В., Торгаев А.В. Когерентные структуры в турбулентной атмосфере. Эксперимент и теория // Солнечно-земная физ. 2009. Вып. 10. С. 134-143.
10. Носов В.В., Емалеев О.Н., Лукин В.П., Носов Е.В. Полуэмпирические гипотезы теории турбулентности в анизотропном пограничном слое // Оптика атмосф. и океана. 2005. Т. 18, № 10. С. 845-862.
11. Гурвич А.С., Кон А.И., Миронов В.Л., Хмелевцов С.С. Лазерное излучение в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1976. 277 с.
12. Кон А.И., Миронов В.Л., Носов В.В. Флуктуации центров тяжести световых пучков в турбулентной атмосфере // Изв. вузов. Радиофиз. 1974. Т. 17, № 10. С. 1501-1511.
13. Миронов В.Л., Носов В.В., Чен Б.Н. Дрожание оптических изображений лазерных источников в турбулентной атмосфере // Изв. вузов. Радиофиз. 1980. Т. 23, № 4. С. 461-470.
14. Лукин В.П. О сопоставлении моделей спектра атмосферной турбулентности // Оптика атмосф. и океана. 1993. Т. 6, № 9. C. 628-631.
15. Lukin V.P. Comparison of the spectral model of atmospheric turbulence // Proc. SPIE. 1994. V. 2222. P. 527-535.
16. Лукин В.П., Фортес Б.В., Носов Е.В. Эффективный внешний масштаб атмосферной турбулентности // Оптика атмосф. и океана. 1997. Т. 10, № 2. С. 162-171.
17. Лукин В.П., Губкин С.М., Емалеев О.Н., Мутницкий Н.Г., Покасов В.В. Экспериментальные исследования астроклиматических характеристик Приэльбрусья // Астроном. ж. 1983. Т. 60, вып. 4. С. 789-794.
18. Дарчия Ш.П., Иванов В.И., Ковадло П.Г. Результаты астроклиматических исследований, выполненных в СибИЗМИРе СО АН СССР в 1971-1976 гг. // Новая техника в астрономии. Л.: Наука, 1979. Вып. 6. С. 168-176.
19. Носов В.В., Григорьев В.М., Ковадло П.Г., Лукин В.П., Носов Е.В., Торгаев А.В. Атмосферная когерентная турбулентность // Вестн. МГТУ "Станкин". 2011. 10 c.
20. Носов В.В., Григорьев В.М., Ковадло П.Г., Лукин В.П., Носов Е.В., Торгаев А.В. Эффект ослабления флуктуаций света в когерентной турбулентности // XVII Междунар. симпоз. "Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы": Сб. трудов [Электронный ресурс]. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2011. С. B117-B120.
21. Носов В.В., Григорьев В.М., Ковадло П.Г., Лукин В.П., Носов Е.В., Торгаев А.В. Интегральная интенсивность атмосферной турбулентности по данным высокогорных оптических измерений // XVII Междунар. симпоз. "Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы": Сб. трудов [Электронный ресурс]. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2011. С. B113-B116.
22. Носов В.В., Григорьев В.М., Ковадло П.Г., Лукин В.П., Носов Е.В., Торгаев А.В. Рекомендации по выбору мест размещения наземных астрономических телескопов // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 12. С. 1099-1110.
23. Токовинин А. Частное мнение (в письме от 17 марта 2012 г.).
24. Емалеев О.Н., Лукин В.П., Покасов В.В., Потанин С.Ф. Фазовые измерения в приземном слое атмосферы // V Всесоюзн. симпоз. по распространению лазерного излучения в атмосфере. Томск, 1979. Ч. II. С. 144-147.