The influence of the Tomsk city on the chemical and disperse composition of surface atmospheric aerosols has been estimated by means of carrying out several continuous measurement campaigns at two different sites (urban and rural). It is shown that the determining factors in formation of aerosol field over a moderate city are the prehistory of air masses and the activity of erosion processes in summer.

Розглянуто нову технологію обробки даних часової та просторової структури поля аерозольного забруднення і фрактальних параметрів для аерозольної атмосфери за допомогою лазерного фотоемісійного аналізу.

Розроблено мікрос технологію обробки данних і детектування структури поля забруднення повітря в атмосфері промислового міста, яка базується на використанні даних емпіричних спостережень і ПК комплексу програм мультифрактального та вейвлет аналізу "GeoMath". Наведено надійні дані щодо аерозольного пилу в атмосфері м. Одеса та їх докладний аналіз.

Створено ефективні алгоритми та програмні засоби для оцінки за даними оптичного зондування дисперсного складу аерозолів з великими сильнопоглинальними частинками. Розроблено математичну модель спектральної залежності коефіцієнта аерозольного ослаблення та встановлено для неї залежність похибки зміщення від частки великих частинок, на основі якої запропоновано методику оцінки області розв'язків і вибору початкових наближень для інтегрального рівняння аерозольного світлорозсіювання. Розроблено проекційний метод гістограм для алгебризації інтегрального рівняння, розв'язок якого шукається шляхом мінімізації відхилу у просторі Соболєва 2-го порядку. Сформульовано основні вимоги до вимірювальних пристроїв та створено алгоритм їх калібрування.

Запропоновано методику оцінки просторового розподілу поширення аерозольних викидів для точкових джерел на основі апроксимації даних вимірювань концентрації аерозолів на нееквідистантній сітці точок контролю.

Запропоновано компактний призматичний сенсор дифузного відбивання світла з широким зондувальним пучком для експрес-аналізу характеристик аерозольних відкладень. Описано оптичну конфігурацію сенсора, включаючи конфігурацію зондувального пучка. Здійснено моделювання розподілу локальних параметрів зондувального пучка на робочій поверхні сенсора, необхідне для коректної інтерпретації сигналу сенсора.

Системно проаналізовано проблеми оцінки, прогнозування та управління техногенним забрудненням прикордонного шару атмосфери (ПША) в мезометеорологічному та локальному масштабах, синтезу на даній основі інформаційних систем. Розроблено узагальнену структурну схему системи аналізу, прогнозування й управління техногенним забрудненням ПША регіону, проблемну систему, цільові базові моделі забруднення ПША в мезо- та локальному масштабах, та на їх основі моделі та структурні схеми, принципи, математичні моделі та засоби, програмні засоби, завдяки яким створено інтегровані інформаційні системи обробки фактичної інформації, аналізу та прогнозування техногенного забруднення ПША регіону (мезометеорологічний масштаб) та його великих промислових центрів (локальний масштаб) великими стаціонарними джерелами викидів, математичну модель і структурну схему системи прийняття управлінських рішень за умов змішаної інформації для розподілених моніторингових систем, зважаючи на особливості роботи регіональних центрів екологічного моніторингу України. З використанням математичних засобів системного аналізу, моделювання багаторівневих ієрархічних систем розв'язано математичну задачу оптимального управління - побудовано структурну схему дворівневої системи управління, розподілено повноваження (групи керівних параметрів) між рівнями системи. Розроблено стратегії оптимального управління для кожного рівня.

Проанализированы математические модели загрязнения атмосферного воздуха, а также существующие программные реализации для моделей распространения примесей. Установлено, что построение единой классификации моделей распространения примесей от точечных источников представляет трудноразрешимую задачу в виду многогранности и многоаспектности подходов к моделированию. Предпринята попытка упорядочить множественные подходы к решению данной задачи.

В обзоре рассмотрены кинетика и механизм взаимодействия летучих N, O, F, Cl, Br и I-содержащих неорганических и органических примесей и свободных радикалов в атмосфере с поверхностью минеральных аэрозолей и их составляющих из континентальных и океанских источников. Представлены измеренные вероятности этих процессов и выполнено сравнение реакционной способности этих примесей и поверхности различных твердых тел. Показано, что большинство этих гетерогенных превращений может быть существенным путем стока примесей и радикалов из атмосферы и они сравнимы по скорости с такими газофазными путями их стока, как фотолиз, либо взаимодействие с радикалами HOx и NO3. Значительный сток этих примесей из тропосферы по гетерогенному механизму должен существенно влиять на фотохимические циклы с их участием и на содержание O3, HOx, NO3 и окислов галогенов в тропосфере, особенно в ночное время суток.

Досліджено основні закономірності просторово-часового розподілу атмосферного аерозолю над Україною за даними наземних та супутникових спостережень протягом 2003 - 2012 рр. Вперше виконано наземні спостереження портативним сонячним фотометром Microtops II в різних регіонах України. Розроблено алгоритм перехресного калібрування фотометра Microtops II з сонячним фотометром Cimel. Вперше виконано порівняння супутникових даних Polder з наземними вимірюваннями мережі Aeronet в атмосфері над Україною та підтверджено достовірність використання супутникових даних для оцінювання розподілу аерозолю над Східною Європою. Виявлено два максимуми значень оптичної товщини аерозолю протягом року: у квітні - травні та серпні - вересні. Встановлено сезонні закономірності розподілу аерозолю за розміром над Україною. Збільшення значень аерозольної оптичної товщини весною та в кінці літа відповідає відносному збільшенню вмісту дрібнодисперсного аерозолю. Спостерігається збільшення кількості крупнодисперсного аерозолю в атмосфері над Києвом з квітня до серпня, а потім зменшення до листопада. Вперше для території України одержано оцінки забруднення атмосфери за даними супутникових спостережень поляриметра Polder. Виявлено географічні регіони, відповідальні за епізоди підвищеної концентрації крупно- та дрібнодисперсної фракцій аерозолів, за допомогою методу траєкторної статистики.

Проанализировано влияние морфологии твердых частиц атмосферных аэрозолей на вероятности взаимодействия с летучими примесями, определяемые в лабораторных экспериментах, и на константы скорости удаления этих примесей в гетерогенных процессах. Предложены уравнения, позволяющие определять эти вероятности из зависимостей наблюдаемых констант скорости и вероятностей от массы твердого субстрата в проточных реакторах. Показано, что большинство минеральных и углеродных аэрозолей в атмосфере представляет собой агрегаты наночастиц или частицы с внутренними нанопорами, вследствие чего применение к ним приближения непроницаемых сферических частиц приводит к недооценке скорости гетерогенного стока примесей из атмосферы. Показана возможность ускорения реакции, протекающей по механизму Лэнгмюра - Хиншельвуда, за счет взаимодействия примесей со стенками нанопор атмосферных частиц и образования устойчивых адсорбционных комплексов на поверхности.

Рассмотрены возможные эффекты влияния неоднородности поверхности твердых атмосферных аэрозолей на кинетику гетерогенного стока летучих примесей. Показано, что эффективность гетерогенного стока на неоднородной поверхности частиц быстрее убывает со временем взаимодействия или со степенью превращения примеси по сравнению с процессом на однородной поверхности. Скорость стока примесей на неоднородной поверхности частиц в непрерывном режиме нелинейно зависит от вероятности их гетерогенной реакции. Зависимости скорости каталитических и некаталитических реакций примеси на однородной и неоднородной поверхностях от парциального давления примеси существенно различны. Показана применимость модели дискретной неоднородной поверхности для расчета эффективной вероятности реакции примеси на поверхности природной пыли на основании вероятностей реакции на ее компонентах и их поверхностных концентраций.

Розглянуто сучасні дані щодо вмісту, джерел та рівня вуглецьвмісних аерозолів у тропосфері та стратосфері. Наведено кінетичні дані реакцій частинок сажі з <$E roman NO sub 2, ~ roman {N sub 2 O} sub 5>, <$E roman {O sub 3, ~ SO} sub 2>, O, H і OH та обговорено їх роль, як стоку цих атмосферних домішок. Подано методи опису розподілу помірно летких і дуже летких сполук між частинками цих аерозолів та повітрям і показано вплив природи їх поверхні на цей розподіл.

Розроблено новий метод визначення стандарту чистого повітря в різних регіонах Землі на підставі вивчення фрактальної природи генезису атмосферних аерозольних частинок. Проведено прецизійні вимірювання складу та концентрацій ізотопів за допомогою компараторного нейтронно-активаційного аналізу аерозолєвмісних ядерних фільтрів. Теоретично обгрунтовано фрактальну природу атмосферних аерозольних частинок. Здійснено регресійний аналіз одержаних спектрів нормованих концентрацій елементів атмосферного аерозолю. На підставі порівняльного аналізу експериментальних спектрів нормованих концентрацій елементів атмосферного аерозолю узагальнено теорію лінійної кореляції спектрів Пушкіна та Михайлова на річну часову шкалу.

Викладено фізичну та математичну моделі, які дозволяють більш адекватно відображати суть фізичних процесів, що відбуваються в динамічній системі аварійний викид - вільна атмосфера. Використання даних моделей, за інших аналогічних умов підвищить точність прогнозів, що розраховуються.

З використанням методу межових траєкторій обчислено коефіцієнт захоплення (E) аерозольних частинок пластиною за середніх значень числа Рейнольдса обтікаючого потоку <$Eroman Re~ symbol Ы ~10 sup 2 ~ symbol Ш ~10 sup 3>. Пластина нескінченної довжини, напівширина якої дорівнює 1, розміщена нормально до потоку. Для гіродинамічного поля обтікання пластини використано схему обтікання з відривом (гірхговського обтікання).

Basing on the numerical solution of the diffusion problem, we show the consistency of the hypothesis that a possible forming mechanism of a large scale spot-like pollution structure of the underlying surface under intense aerosol injections into the atmospheric boundary layer is a periodic change (diurnal variation) of the turbulent state of the environment.

A functional transformation of the kinetic Fokker - Planck equation is offered for the adequate description of the Brownian diffusion of "hard" aerosols (diffusion with inertia). The transformation realizes the passage from the examination of diffusion processes in the phase space to the ordinary physical space, where diffusion processes are described by the Smoluchowski equation with the diffusion coefficient that depends on time.

Приведены результаты измерений интегральных характеристик процесса вторичного подъема радиоактивных частиц, определены их статистические характеристики, функции распределения объемной активности по размерам частиц при различных метеорологических условиях в приземном слое атмосферы. Оценен вклад частиц различных диапазонов в величину общей объемной активности <$Enothing sup 137 roman Cs>, величину счетной концентрации аэрозольных топливных частиц, общую объемную бета-активность при измерениях на площадке ЧАЭС, определена скорость выщелачивания и растворения частиц (в зависимости от их размера) в имитаторе легочной жидкости. Обобщены данные о коэффициенте ресуспензии и интенсивности ресуспензии, верифицированы расчетные методы интегральных параметров ресуспензии, наиболее часто используемые в практике. Уделено внимание разработке статистического метода долгосрочного прогноза объемной активности на основе теории случайных процессов.

Проведен краткий анализ известных и разработанных авторами оригинальных средств измерения скорости газовоздушных потоков. Среди них: пневмометрические трубки, тахометрические датчики с винтовыми вертушками, автоколебательный датчик и оптико-электронный детектор, измеряющий скорость летящих в потоке частиц пыли. Даны рекомендации по размещению датчиков скорости в трубах при оперативном контроле и в случае их стационарной установки.