Solar-Terrestrial PhysicsSolar-Terrestrial PhysicsСолнечно-земная физика / Solnechno-Zemnaya Fizika / Solar-Terrestrial Physics2712-96403009510.12737/szf-61202012Результаты исследованийResults of current researchРезультаты исследованийAstroclimatic statistics at the Sayan Solar ObservatoryО статистике астроклиматических характеристик в Саянской солнечной обсерваторииШиховцевАртем ЮрьевичShikhovtsevArtem Yuryevichartempochta2009@rambler.ruКовадлоПавел ГавриловичKovadloPavel Gavrilovichkovadlo2006@rambler.ru
доктор физико-математических наук;
doctor of physical and mathematical sciences;
КиселевАлександр ВикторовичKiselevAleksandr Viktorovichkiselev@iszf.irk.ruИнститут солнечно-земной физики СО РАНИркутскРоссияInstitute of Solar-Terrestrial Physics SB RASIrkutskRussian FederationИнститут солнечно-земной физики СО РАНИркутскРоссияInstitute of Solar-Terrestrial Physics SB RASIrkutskRussian FederationИнститут солнечно-земной физики СО РАНИркутскРоссияInstitute of Solar-Terrestrial Physics SB RASIrkutskRussian Federation61126133https://zh-szf.ru/en/nauka/article/30095/view
В работе приводится анализ метеорологических и оптических характеристик атмосферы в месте расположения Саянской солнечной обсерватории (ССО) и будущего Крупного солнечного телескопа с диаметром зеркала 3 м (КСТ-3). Рассматриваются пространственные особенности изменений астроклиматических характеристик для ССО и Байкальской астрофизической обсерватории (БАО). Получен вертикальный профиль структурной характеристики флуктуаций показателя преломления воздуха для низкой интенсивности оптической суммарной турбулентности по лучу зрения. Получение профиля является важным результатом, поскольку даст возможность подстроить систему адаптивной оптики КСТ-3 под лучшие астроклиматические условия, когда эффективность коррекции максимальна. С точки зрения анализа вертикальных профилей характеристик оптической турбулентности, включая оценку вклада отдельных слоев атмосферы в величину изопланатического угла при минимальном уровне суммарной турбулентности, даются рекомендации для построения мультисопряженной адаптивной оптики в целом и, в частности, для КСТ-3.
The paper analyzes meteorological and optical characteristics of the atmosphere at the Sayan Solar Observatory (SSO) and the future 3 m Large Solar Telescope (LST-3). We examine spatial features of changes in astroclimatic characteristics for the Sayan Solar Observatory and Baikal Astrophysical Observatory (BAO). We have obtained a vertical profile of the structural characteristic of air refractive index fluctuations for a low intensity optical turbulence along the line of sight. This profile is an important result because it will allow us to adjust the adaptive optics system of LST-3 to the best astroclimatic conditions when the correction efficiency is maximal. In order to analyze vertical profiles of optical turbulence characteristics and to assess the contribution of individual atmospheric layers to the isoplanatic angle for a minimum level of total turbulence, we give recommendations for the design of multi-conjugated adaptive optics in general and for LST-3 in particular.
В работе приводится анализ метеорологических и оптических характеристик атмосферы в месте расположения Саянской солнечной обсерватории (ССО) и будущего Крупного солнечного телескопа с диаметром апертуры (КСТ-3). Рассматриваются пространственные особенности изменений астроклиматических характеристик в районе расположения Саянской солнечной обсерватории и Байкальской астрофизической обсерватории (БАО). Получен вертикальный профиль структурной характеристики флуктуаций показателя преломления воздуха для низкой интенсивности оптической суммарной турбулентности по лучу зрения. Этот профиль является важным результатом с точки зрения того, что даст возможность подстроить систему адаптивной оптики крупного солнечного телескопа под лучшие астроклиматические условия, когда эффективность коррекции максимальна. С точки зрения анализа вертикальных профилей характеристик оптической турбулентности, включая оценку вклада отдельных слоев атмосферы в величину изопланатического угла при минимальном уровне суммарной турбулентности даются рекомендации для построения мультисопряженной адаптивной оптики в целом и, в частности, для КСТ-3.
Жеребцов Г.А. Национальный гелиогеофизический комплекс РАН // Всероссийская конференция по солнечно-земной физике, посвященная 100-летию со дня рождения члена-корреспондента РАН В.Е. Степанова: Тезисы докладов. 2013. С. 4.Bolbasova L., Shikhovtsev A.Yu., Kopylov E.A., Selin A.A., Lukin V.P., Kovadlo P.G. Daytime optical turbulence and wind speed distributions at the Baykal Astrophysical Observatory. Mon. Not. Royal Astron. Soc. 2019, vol. 482, pp. 2619-2626. DOI: 10.1093/mnras/sty2706.Кабанов Д.М., Сакерин С.М., Турчинович Ю.С. Межгодовая и сезонная изменчивость аэрозольной оптической толщи атмосферы в районе Томска (1995-2018 гг.) // Оптика атмосферы и океана. 2019. Т. 32, № 7. С. 548-555.Bounhir A., Benkhaldoun Z., Carrasco E., Sarazin M. High-altitude wind velocity at Oukaimeden observatory. Mon. Not. Royal Astron. Soc. 2009, vol. 398, iss. 2, pp. 862-872. DOI: 10.1111/j.1365-2966.2009.14998.x.Носов В.В., Григорьев В.М., Ковадло П.Г. и др. Рекомендации по выбору мест размещения наземных астрономических телескопов // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т. 23, № 12. С. 1099-1110.Chueca S., García-Lorenzo B., Muñoz-Tuñón C., Fuensalida J.J. Statistics and analysis of high-altitude wind above the Canary Islands observatories. Mon. Not. Royal Astron. Soc. 2004, vol. 349, pp. 627-631. DOI: 10.1111/j.1365-2966.2004.07523.x.Панчук В.Е., Афанасьев В.Л. Астроклимат Северного Кавказа - мифы и реальность // Астрофизический бюллетень. 2011. Т. 66, № 2. С. 253-274.García-Lorenzo B., Eff-Darwich A., Fuensalida J.J., Castro-Almazán J. Adaptive optics parameters connection to wind speed at the Teide Observatory. Mon. Not. Royal Astron. Soc. 2009, vol. 397, iss. 3, pp. 1633-1646. DOI: 10.1111/j.1365-2966.2009.15071.x.Татарский В.И. Распространение волн в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1967. 548 с.Hash Y., Jabiri A., Ziad A., Bounhir A., Sabil M., Abahamid A., Benkhaldoun Z. Meteorological profiles and optical turbulence in the free atmosphere with NCEP/NCAR data at Oukaïmeden - I. Meteorological parameters analysis and tropospheric wind regimes. Mon. Not. Royal Astron. Soc. 2011, vol. 420, iss. 1, pp. 637-650. DOI: 10.1111/j.1365-2966.2011.20076.x.Шиховцев А.Ю., Ковадло П.Г., Лукин В.П. и др. Разработка системы адаптивной оптики для крупного астрономического телескопа с контуром определения искажений на разных высотах // Всероссийская конференция «Современная звездная астрономия - 2019»: Тезисы. 2019. C. 116.Kabanov D.M., Sakerin S.M., Turchinovich Yu.S. Interannual and seasonal variations in the atmospheric aerosol optical depth near Tomsk (1995-2018). Optika atmosphery i okeana [Atmospheric and Oceanic Optics]. 2019, vol. 32, iss. 7, pp. 548-555. (In Russian).Bolbasova L., Shikhovtsev A.Yu., Kopylov E.A., et al. Daytime optical turbulence and wind speed distributions at the Baikal Astrophysical Observatory // Mon. Not. Royal Astron. Soc. 2019. V. 482. P. 2619-2626. DOI: 10.1093/mnras/sty2706.Nosov V.V., Grigoriev V.M., Kovadlo P.G., Lukin V.P., Nosov E.V., Torgaev A.V. Recommendations for the site selections of the ground-based astronomical telescopes. Optika atmosphery i okeana [Atmospheric and Oceanic Optics]. 2010, vol. 23, iss. 12, pp. 1099-1110. (In Russian).Bounhir A., Benkhaldoun Z., Carrasco E., Sarazin M. High-altitude wind velocity at Oukaimeden observatory // Mon. Not. Royal Astron. Soc. 2009. V. 398, iss. 2. P. 862-872. DOI: 10.1111/j.1365-2966.2009.14998.x.Panchuk V.E., Afanas`ev V.L. Astroclimate of Northern Caucasus - myhts and reality. Astrofizicheskii byulleten’ [Astrophys. Bull.]. 2011, vol. 66, no. 2, pp. 233-254. DOI: 10.1134/ S199034131102009X.Chueca S., García-Lorenzo B., Muñoz-Tuñón C., Fuensalida J.J. Statistics and analysis of high-altitude wind above the Canary Islands observatories // Mon. Not. Royal Astron. Soc. 2004. V. 349. P. 627-631. DOI: 10.1111/j.1365-2966.2004.07523.x.Sarazin M., Tokovinin A. The statistics of isoplanatic angle and adaptive optics time constatnt derived from DIMM data. Proc. Topical Meeting “Beyond conventional adaptive optics: a conference devoted to the development of adaptive optics for extremely large telescopes”. Venice, Italy. 2001.García-Lorenzo B., Eff-Darwich A., Fuensalida J.J., et al. Adaptive optics parameters connection to wind speed at the Teide Observatory // Mon. Not. Royal Astron. Soc. 2009. V. 397. P. 1633-1646. DOI: 10.1111/j.1365-2966.2009.15071.x.Shikhovtsev A.Yu., Kovadlo P.G. Estimation of mean energy characteristics of atmospheric turbulence at various heights from reanalysis data. IOP. 2018, vol. 211, p. 7. DOI: 10.1088/1755-1315/211/1/012023.Hash Y., Jabiri A., Ziad A., et al. Meteorological profiles and optical turbulence in the free atmosphere with NCEP/NCAR data at Oukaïmeden - I. Meteorological parameters analysis and tropospheric wind regimes // Mon. Not. Royal Astron. Soc. 2011. V. 420, iss. 1. P. 637-650. DOI: 10.1111/j.1365-2966.2011.20076.x.Shikhovtsev A.Yu., Kovadlo P.G., Lukin V.P. Temporal variations of the turbulence profiles at the Sayan Solar Observatory site. Atmosphere. 2019, vol. 10, no. 9, p. 499. DOI: 10.3390/atmos10090499.Sarazin M., Tokovinin A. The statistics of isoplanatic angle and adaptive optics time constant derived from DIMM data // Proc. Topical Meeting “Beyond conventional adaptive optics: a conference devoted to the development of adaptive optics for extremely large telescopes”. Venice, Italy. 2001.Shikhovtsev A.Yu., Kovadlo P.G., Lukin V.P., Kiselev A.V. Kolobov D.Yu. Design of the adaptive optics system with estimating the optical distortions at the different altitudes for large astronomical telescope. Vserossiiskaya konferentsiya “Sovremennaya zvyozdnaya astronomiya - 2019” [Russian National Conference “Modern stellar astronomy - 2019”]: Absracts. 2019, p.116. (In Russian).Shikhovtsev A.Yu., Kovadlo P.G. Estimation of mean energy characteristics of atmospheric turbulence at various heights from reanalysis data // IOP. 2018. V. 211. P. 7. DOI: 10.1088/1755-1315/211/1/012023.Tatarsky V.I. Wave propagation in the turbulent atmosphere. Moscow, Nauka Publ., 1967, 548 p. (In Russian).Shikhovtsev A.Yu., Kovadlo P.G., Lukin V.P. Temporal variations of the turbulence profiles at the Sayan solar observatory site // Atmosphere. 2019. V. 10, N 9. P. 499. DOI: 10.3390/atmos10090499.Zherebtsov G.A. SB RAS National Heliogeophysical complex. Vserossiiskaya konferentsiya po solnechno-zemnoi fizike, posvyashchennaya 100-letiyu so dnya rozhdeniya chlena-korrespondenta RAN V.E. Stepanova [The National Russian Conference on Solar-Terrestrial Physics Devoted to the Hundredth Anniversary of Corresponding Member of RAS V.E. Stepanov]: Abstracts. 2013, p. 4. (In Russian).URL: http://ckp-rf.ru/usu/200615 (дата обращения 20 августа 2019 г.).URL: http://ckp-rf.ru/usu/200615 (accessed 20 August 2019).URL: https://www.ecmwf.int/en (дата обращения 20 августа 2019 г.).URL: https://www.ecmwf.int/en (accessed 20 August 2019).