Astronomy ReportsAstronomy ReportsАстрономический журнал0004-62993034-5170The Russian Academy of Sciences69102910.31857/S0004629925080061qjicqpArticlesСТАТЬИResearch ArticleCharacteristics of Non-Kolmogorov Atmospheric Optical Turbulence for High-Resolution Astronomical ObservationsХарактеристики неколмогоровской атмосферной оптической турбулентности в приложении к астрономическим наблюдениям высокого разрешенияShikhovtsevA. Yu.ШиховцевА. Ю.Ashikhovtsev@iszf.irk.ruKovadloP. G.КовадлоП. Г.Institute of Solar Terrestrial Physics SB RASИнститут солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН150820251028VOL 102, NO8 (2025)ТОМ 102, №8 (2025)71872721092025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0004-6299/article/view/691029

This paper is devoted to the study of atmospheric optical turbulence using both measurements within the atmospheric surface layer and modeling data for the entire optically active atmosphere. Estimates of the structure characteristics of Kolmogorov and non-Kolmogorov atmospheric optical turbulence are presented. Approaches for calculations of atmospheric coherence lengths, including the Fried parameter, the Bump length, and the coherence lengths of non-Kolmogorov optical turbulence of turbulent air temperature fluctuations sensitive to deformations of the energy spectrum are discussed. Estimates of the daytime atmospheric angular resolution (seeing) at the Large Solar Vacuum Telescope site are given. Developed methodological foundations for calculating characteristics of optical turbulence and atmospheric angular resolution can be applied to other astronomical observatories (both solar and stellar).

Настоящая работа посвящена изучению структуры атмосферной оптической турбулентности как по данным измерений в приземном слое атмосферы, так и с привлечением данных моделирования всей оптически активной атмосферы. Приводятся оценки структурных характеристик колмогоровской и неколмогоровской атмосферной оптической турбулентности. Обсуждаются подходы к расчету длин атмосферной когерентности, включая параметр Фрида, длин Бампа и длин когерентности неколмогоровской оптической турбулентности, чувствительных к деформациям энергетического спектра турбулентных флуктуаций температуры воздуха. Приводятся оценки атмосферного углового разрешения в дневное время для места расположения Большого солнечного вакуумного телескопа. Развиваемые методические основы для расчета характеристик оптической турбулентности и атмосферного углового разрешения могут быть применены и для других астрономических обсерваторий (как солнечных, так и звездных).

image qualityatmospheric angular resolutionastroclimateoptical turbulencenon-Kolmogorov turbulenceкачество изображенийатмосферное угловое разрешениеастроклиматоптическая турбулентностьнеколмогоровская турбулентностьV.E. Panchuk, V.L. Afanas’ev, Astrophysical Bulletin 66, 233–254 (2011).V. Kornilov, N. Shatsky, O. Voziakova, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 408, 1233–1248 (2010).С.А. Потанин, Е.А. Копылов, А.Д. Саввин, Астрофизический бюллетень 79, 361–370 (2024).П.Г. Ковадло, В.П. Лукин, А.Ю. Шиховцев, Оптика атмосферы и океана 31, 906–910 (2018).A. Tokovinin, Atmosphere 14, 1694 (2023).O. Cuevas, J.C. Marin, J. Blazquez, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 529, 2208–2219 (2024).X.-Q. Wu., C.Y. Xiao, A. Esamdin, et al., Res. Astron. Astrophys. 24, 015006 (2023).O. Korotkova, I. Tosseli, Appl. Sci. 11, 8487 (2021).J. Li, Y. Peng, M. Duan, et al., Optics & Laser Technology 66, 52–57 (2015).В.В. Носов, В.П. Лукин, Е.В. Носов, Оптика атмосферы и океана 31, 616–627 (2018).V.V. Nosov, V.P. Lukin, E.V. Nosov, et. al., Proc. SPIE, 27th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics, Atmospheric Physics 11916, 119160Y (2021).A.Yu. Shikhovtsev, E.A. Kopylov, M.A. Ibrahimov, et. al., Atmosphere 12, 1614 (2021).В.П. Лукин Аэрозоли Сибири. XXXI конференция: Тезисы докладов (Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 64, 2024).В.В. Носов, В.П. Лукин, Е.В. Носов и др., Оптика атмосферы и океана 37, 563–571 (2024).А.Ю. Шиховцев, П.Г. Ковадло Материалы 22-й Международной конференции “Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса” (Москва: ИКИ РАН, 290, 2024).A. Berdja, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 409, 722–726 (2010).A. Irbah, J. Borgnino, D. Djafer, et al., Astron. and Astrophys. 591, A150 (2016).В.П. Лукин, А.Ю. Шиховцев, П.А. Коняев и др., Научные труды ИНАСАН 9, 3 (2024).T. Morris, J. Phys.: Conf. Ser. 595, 012021 (2015).I. Toselli, S. Gladysz, OSA Continuum 2, 43–48 (2019).Y. Li, W. Zhu, X. Wu X., et al., Optics Express 23, 23004–23012 (2015).X.-Q. Wu, C.-Y. Xiao, A. Esamdin, et al., Res. Astron. Astrophys. 24, 015006 (2024).A. Shikhovtsev, Publ. Astron. Soc. Japan 76, 538–549 (2024).A.Y. Shikhovtsev, A.V. Kiselev, P.G. Kovadlo, et al., Atmospheric and Oceanic Optics 33, 295–301 (2020).L.A. Bolbasova, A.Yu. Shikhovtsev, E.A. Kopylov, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 482, 2619–2626 (2019).A.Y. Shikhovtsev, P.G. Kovadlo, A.A. Lezhenin, et al., Applied Sciences 13, 6354 (2023).В.В. Носов, В.П. Лукин, Е.В. Носов и др., Оптика атмосферы и океана 5, 370–376 (2024).В.В. Носов, В.П. Лукин, П.Г. Ковадло и др., Оптика атмосферы и океана 34, 726–749 (2021).Н.Н. Ботыгина, П.Г. Ковадло, Е.А. Копылов и др., Оптика атмосферы и океана 26, 942–947 (2013).В.В. Носов, В.П. Лукин, Е.В. Носов и др., Оптика атмосферы и океана 29, 23–30 (2016).