Щелканов Николай Николаевич

Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник.

17 января 1954 года рождения,

  • окончил РФФ ТГУ (1977),
  • инженер ИОА СО РАН (1977),
  • младший научный сотрудник (1986), научный сотрудник (1991),
  • старший научный сотрудник (1995), кандидат физико-математических наук (1997), ст.научн.сотр. (1998)

 Награды:

  • Благодарность РАН (1999),
  • Почетная грамота администрации г. Томска (2001),
  • медаль им. Ю.А. Гагарина (2004),
  • Почетная грамота РАН (2007),
  • Почетные грамоты СО РАН (2009, 2014).

 

1. Основные направления исследований:

1.1. Разработка новых методов построения математических моделей с учетом случайных погрешностей используемых физических величин.

1.2. Построение мало-параметрических моделей для расчета ослабления оптического излучения аэрозолем и водяным паром в области спектра 0.4 - 12 мкм.

1.3. Натурные исследования спектральных коэффициентов ослабления на протяженных приземных трассах в фоновых условиях.

2. Аппаратурный комплекс:

2.1. Трассовый измеритель спектральной прозрачности атмосферы для участков спектра с центрами на следующих длинах волн: 0.52, 0.55, 0.63, 0.69, 0.87 и 1.06 мкм. Прибор установлен на территории обсерватории «Фоновая» ИОА СО РАН и работает в экспедиционном режиме на приземной трассе с отражением общей длиной 1200 м.

3. Основные научные результаты и публикации:

3.1 Впервые экспериментально обнаружена немонотонная зависимость коэффициентов аэрозольного ослабления в приземном слое морской атмосферы от скорости ветра. Показано, что с увеличением скорости ветра от 3 до 6 м/сек, коэффициенты аэрозольного ослабления оптического излучения уменьшаются. Дано физическое объяснение обнаруженного эффекта. За этот результат, вошедший в важнейшие достижения Института, получил должность младшего научного сотрудника.

  • Пхалагов Ю.А., Ужегов В.Н., Щелканов Н.Н. Влияние скорости ветра на аэрозольное ослабление оптической радиации в атмосфере морских акваторий // Изв. АН СССР. ФАО. 1987. №3. С.324-327.

3.2 На основе многолетних исследований (1984-1988 г.г.) получены количественные данные по спектральным коэффициентам аэрозольного ослабления в области спектра 0.44 - 11.5 мкм для приземных атмосферных дымок весны, лета и осени аридной зоны Казахстана. Показано, что добавка в коэффициенты аэрозольного ослабления за счет конвективного и турбулентного выноса грубодисперсного аэрозоля с подстилающей поверхности составляет 0.03 - 0.04 км-1.

  • Пхалагов Ю.А., Ужегов В.Н., Щелканов Н.Н. О некоторых особенностях оптических свойств атмосферы пустынных районов в весенний период // Изв. АН СССР. ФАО. 1987.Т.23. №4. С.409-414.
  • Пхалагов Ю.А., Ужегов В.Н., Щелканов Н.Н. Аэрозольное ослабление оптического излучения в атмосфере аридной зоны // Оптика атмосферы и океана.1994. Т.7. №10. C.1318-1329.
  • Пхалагов Ю.А., Ужегов В.Н., Щелканов Н.Н. Суточная изменчивость аэрозольного ослабления оптического излучения в дымках аридной зоны // Оптика атмосферы и океана. 1996. Т.9. №7. C.945-951.

3.3 Выполнено исследование континуального поглощения излучения водяным паром в области спектра 10.6 мкм в натурных условиях аридной зоны Казахстана на трассе длиной 4630 м в условиях практического отсутствия субмикронного аэрозоля и контроле ослабления излучения грубодисперсным аэрозолем. Уточнены параметры подгонки модели континуального поглощения в области спектра 10.6 мкм. Получено удовлетворительное согласие модели с данными LOWTRAN-7.

  • Щелканов Н.Н., Пхалагов Ю.А., Ужегов В.Н. Исследование континуального поглощения водяного пара в натурных условиях в области 10.6 мкм // Оптика атмосферы и океана. 1992. Т.5. №7. C.681-687.
  • Щелканов Н.Н. Влияние аэрозоля на оценку температурной зависимости континуума водяного пара в области 8-12 мкм // Оптика атмосферы и океана. 1996. Т.9. №7. C.895-900.

3.4  На основе экспериментальных данных, полученных на протяженных трассах в натурных условиях аридной зоны Казахстана и лабораторной кювете, показано, что минимальное ослабление (непрерывное поглощение) в окнах прозрачности атмосферы диапазона 0.44–11.5 мкм имеет нейтральный ход в видимой и ближней ИК области спектра и увеличиваются по мере продвижения в длинноволновую область. Коэффициенты поглощения в области 0.44–11.5 мкм зависят от абсолютной влажности воздуха нелинейным образом, с показателями степени близкими к 2. Сделано предположение, что физической природой выявленного эффекта является поглощение слабосвязанными молекулярными комплексами водяного пара, в основном димерами.

  • Shchelkanov N.N., Pkhalagov Yu.A., and Uzhegov V.N. About Excess Absorption of Optical Radiation in the Visible and Infrared // Proceedings of SPIE. 1998. V.3583. P.190-194.
  • Shchelkanov N.N. Investigation of the continuous extinction of visible and infrared radiation on the basis of comparison of the data of field and laboratory experiments // Proceedings of SPIE. 2000. V.4341. P.550-554.
  • Щелканов Н.Н. О нелинейной зависимости непрерывного ослабления оптического излучения в видимой и инфракрасной области спектра от абсолютной влажности воздуха // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т.13. №12. С.1087-1092.

3.5  Разработана единая двухпараметрическая эмпирическая модельаэрозольного ослабления оптического излучения для всех типов замутнений приземного слоя атмосферы. Модель, позволяя рассчитывать аэрозольное ослабление в области спектра 0.4-12 мкм по измеренным значениям коэффициентов ослабления на двух длинах волн в видимом участке, заменяет все однопараметрические региональные и глобальные модели. В 1999 г. модель вошла в важнейшие достижения РАН. Предложена усовершенствованная модель для горизонтальных и наклонных трасс. Показано, что при использовании двух значений входных оптических параметров в видимой области спектра отсутствует различие между моделированием спектрального хода коэффициента аэрозольного ослабления в приземном слое и аэрозольной оптической толщи атмосферы в зенит.

  • Щелканов Н.Н., Пхалагов Ю.А. Двухпараметрическая модель аэрозольного ослабления для атмосферных дымок // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т.12. №12. C.1089-1092.
  • Shchelkanov N.N., Pkhalagov Yu.A. Two-Parameterical Model of Aerosol Extinction in the WavelengthRange 0.4-12 mm // Proceedings of SPIE. 1999. V.3983. P. 32-35.
  • Щелканов Н.Н. Двухпараметрическая модель аэрозольного ослабления в области спектра 0.4-12 мкм для горизонтальных и наклонных трасс // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т.15. №12. С.1114-1117.

3.6  Предложены методы коррекции аэрозольной компоненты ослабления атмосферы на горизонтальных и наклонных трассах с учетом случайных погрешностей экспериментальных данных. В зависимости от исходной информации методы позволяют исключать систематические погрешности, корректировать спектральный ход и находить аэрозольное ослабление без проведения классических калибровок измерительного прибора.

  • Щелканов Н.Н. Методы коррекции аэрозольной оптической толщи атмосферы на горизонтальных и наклонных трассах // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т.18. № 11. С. 1020-1023.
  • Shchelkanov N.N. Methods for correction of the aerosol optical thickness of the atmosphere in the wavelength range 0.4 to 12 micron // Proceedings of SPIE. 2005. V.6160. Pages: L1601-L1601. Article Number: 61601L. Part: 1-2.

3.7 Впервые получена новая формула, позволяющая находить коэффициенты регрессии линейного уравнения  для общего случая, когда разброс точек в корреляционной связи величин X и Y обусловлен как их случайными погрешностями измерений, так и не измеряемыми величинами. Показано, что все известные выражения для коэффициентов регрессии являются частными случаями полученной формулы. Формула позволяет получать устойчивые и физически корректные значения коэффициентов регрессии.

  • Shchelkanov N.N. Application of a generalized formula of linear regression for construction of one-parameter models of aerosol extinction// Proceedings of SPIE. 2004. V.5743. P.384-392.
  • Щелканов Н.Н. Обобщенный метод построения линейной регрессии и его применение для построения однопараметрических моделей аэрозольного ослабления // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т.18. № 1-2. С. 86-90.
  • Щелканов Н.Н. Робастный метод построения линейной регрессии между двумя физическими величинами с учетом их случайных погрешностей // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. 2010. Вып. №5 (31). С.121-124.

Статья включена в научную электронную библиотеку открытого типа «КиберЛенинка», http://cyberleninka.ru/article/n/robastnyy-metod-postroeniya-lineynoy-regressii-mezhdu-dvumya-fizicheskimi-velichinami-s-uchetom-ih-sluchaynyh-pogreshnostey

Ссылка на статью приведена в Национальной экономической энциклопедии России, в инвестиционном словаре проекта "k2kapital", в разделе «Линейная регрессия», http://www.vocable.ru/dictionary/100/word/lineinaja-regresija

3.8  Предложена методика оценки оптической толщи слабой облачности на основе спектральных данных аэрозольного ослабления приземного слоя и всей толщи атмосферы. Получена оценка среднего значения оптической толщи слабой облачности, которая составила 0.03-0.04.

  • Щелканов Н.Н., Панченко М.В. Модельные оценки эффективных высот аэрозольной атмосферы в области спектра 1.07-12 мкм // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т.16. №12. С.1099-1101.
  • Shchelkanov N.N. Model estimates of the effective heights of aerosol atmosphere in the wavelength range where experimental data are absent // Proceedings of SPIE. 2004. V.5397. P. 72-75.
  • Shchelkanov N.N. Effect of thin clouds on model estimates of the effective height of the aerosol atmosphere // Proceedings of SPIE. 2004. V.5743. P.327-331.
  • Щелканов Н.Н. Влияние слабой облачности на спектральный ход эффективной высоты атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т.21. №10. С.876-879.

3.9  Предложен новый метод одновременного вычисления случайных погрешностей двух сравниваемых параметров атмосферы непосредственно из экспериментальных данных. Получены новые формулы для вычисления случайных погрешностей.

  • Щелканов Н.Н. Методы вычисления случайных погрешностей параметров окружающей среды из экспериментальных данных // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т.25. №09. С.815-821. Поправка к статье Щелканов Н.Н. «Методы вычисления случайных погрешностей параметров окружающей среды из экспериментальных данных» // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т.25. №12. С.1132.

3.10 Предложен новый метод нахождения коэффициентов линейной регрессии уравнения Z=K0+K1X+K2Y с учетом случайных погрешностей физических величин Z, X и Y. Метод позволяет получать устойчивые и физически корректные коэффициенты регрессии K0 K1 и K2 в не зависимости от используемого массива данных.

  • Shchelkanov N.N. Iterative method of separation of the extinction coefficients into two components// Proceedings of SPIE. 2006. V.6522. Pages: O5221-O5221. Article Number: 65221O. 5p.
  • Щелканов Н.Н. Новый метод разделения физической величины на две компоненты // Вестник ТГУ. Управление, вычислительная техника и информатика. 2013. №4 (25). С.125-128.

Статья включена в научную электронную библиотеку открытого типа «КиберЛенинка», http://cyberleninka.ru/article/n/novyy-metod-razdeleniya-fizicheskoy-velichiny-na-dve-komponenty

3.11 С использованием новой формулы линейной регрессии [Щелканов, 2005] получены физически-корректные однопараметрические модели весенней, летней и осенней дымок для расчета коэффициентов аэрозольного ослабления в области спектра 0.44-11.5 мкм в приземном слое атмосферы аридной зоны Казахстана. Входным параметром моделей является значение коэффициента аэрозольного ослабления на одной длине волны в видимой или инфракрасной области спектра.

  • Щелканов Н.Н., Пхалагов Ю.А. Однопараметрические сезонные модели аэрозольного ослабления в области спектра 0.44-11.5 мкм для приземного слоя атмосферы аридной зоны // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т.27. №08. С.673-678.
  • Shchelkanov N.N., Pkhalagov Yu.A. One-parameter seasonal models of aerosol extinction for the near-ground layer of the atmosphere in arid zone // Proceedings of SPIE. 2014. V.9292. Article Number: 92923U. 7p.