Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2020. Т. 31. № 2. C. 139-149. ISSN 2079-6641

Содержание выпуска/Contents of this issue

Научная статья

УДК 551.594.1+551.594.2+551.515.4

Предварительные результаты анализа вариаций бета-фона приземной атмосферы, обусловленных ливневыми осадками

В. С. Яковлева¹, П.М. Нагорский², Г. А. Яковлев³, А. С. Зелинский¹, К. Н. Пустовалов²³, С. В. Смирнов², И. В. Беляева4

¹Томский политехнический университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, Россия
²Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, г. Томск, пр. Академический, 10/3, Россия
³Томский государственный университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, Россия

4Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634003, пл. Соляная, 2, Россия.

E-mail: vsyakovleva@tpu.ru

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния количества и интенсивности атмосферных ливневых осадков на формирование β-фона в поверхностном слое атмосферы. Показано, что β-фон является чувствительным индикатором ливневых осадков. Экспериментально установлено, что увеличение плотности потока β-излучения совпадает с периодами выпадения ливневых осадков, и коррелирует с текущим значением количества осадков. По форме отклика β-фона можно определять начало и конец
выпадения ливневых осадков. Производная от отфильтрованной плотности потока β-излучения по времени коррелирует с интенсивностью ливневых осадков.

Ключевые слова: бета-излучение, бета-фон, ливневые осадки, приземная атмосфера, динамика, интенсивность осадков

DOI: 10.26117/2079-6641-2020-31-2-139-149

Поступила в редакцию: 18.05.2020

В окончательном варианте: 09.06.2020

Для цитирования. Яковлева В. С., Нагорский П. М., Яковлев Г. А., Зелинский А. С., Пустовалов К. Н., Смирнов С. В., Беляева И. В. Предварительные результаты анализа вариаций бета-фона приземной атмосферы, обусловленных ливневыми осадками // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2020. Т. 31. № 2. C. 139-149. DOI: 10.26117/2079-6641-2020-31-2-139-149

Конкурирующие интересы. Авторы заявляют, что конфликтов интересов в отношении авторства и публикации нет.
Авторский вклад и ответственность. Все авторы участвовали в написании статьи и полностью несут ответственность за предоставление окончательной версии статьи в печать. Окончательная версия рукописи была одобрена всеми авторами.

Контент публикуется на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International
(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)

© Яковлева В. С. и др., 2020

Финансирование. Исследование выполнено при поддержке госбюджетной темы IX.135.1 номер госрегистрации АААА-А17-117013050031-8

Список литературы (ГОСТ)

  1. Burnett J.L., Croudace I.W., Warwick, P.E.Short-lived variations in the background gammaradiation dose // Journal of Radiological Protection. 2010. vol. 30. pp. 525–532.
  2. Mercier J.-F., Tracy B.L., d’Amours R., Chagnon F., Hoffman I., Korpach E.P., Johnson S., Ungar R.K. Increased environmental gamma-ray dose rate during precipitation: a strong correlation with contributing air mass // Journal of Environmental Radioactivity. 2009. vol. 100. pp. 527–533
  3. EURADOS Report, 1999. Radiation Protection 106, URL: http://ec.europa.eu/energy/nuclear/radiation_protection/doc/publication/rp106.pdf
  4. Barbosa S.M., Miranda P., Azevedo E.B. Short-term variability of gamma radiation at the ARM Eastern North Atlantic facility (Azores) // Journal of Environmental Radioactivity. 2017. vol. 172. pp. 218-231.
  5. Нагорский П. М., Зенченко Т. А., Пустовалов К. Н., Черепнев М. С., Яковлев Г. А., Яковлева В. С. Влияние города (техносферы) на вариации электрофизическихи радиационных величин // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2017. №4(20). C. 64-75.
  6. Машкович В. П., Кудрявцева А. В. Защита от ионизирующих излучений. Справочник. 4-е издание, переработанное и дополненное. М.: Энергоатомиздат, 1995, 496 с.

Research Article

MSC 86-05

Preliminary results of analysis of variations of the beta background of the surface atmosphere due to cloudburst

V. S. Yakovleva¹, P. M. Nagorskiy², G. A. Yakovlev³, A. S. Zelinskiy¹, K. N. Pustovalov²³, S. V. Smirnov², I. V. Belyaeva4

¹Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Lenina avenue, 30, 634050, Russia
²Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 10/3 Academichesky ave., Tomsk, 634055, Russia
³Tomsk State University, Tomsk, Lenina avenue, 36, 634050 Russia

4Tomsk State University of Architecture and Building, 2 Solyanaya sq., Tomsk, 634003, Russia

E-mail: vsyakovleva@tpu.ru

The results of experimental studies of the influence of the amount and intensity of atmospheric rainfall on the formation of β-background in the surface layer of the atmosphere are presented. Beta-background is shown to be a sensitive indicator of rainfall. It was experimentally established that an increase in the flux density of β-radiation coincides with the periods of rainfall and correlates with the current value of the amount of precipitation. By the shape of the response of the beta background, it is possible to determine the beginning and end of rainfall. The time derivative of the filtered beta radiation flux density correlates with the intensity of rainfall.

Key words: beta radiation, beta background, rainfall, surface atmosphere, dynamics, precipitation intensity.

DOI: 10.26117/2079-6641-2020-31-2-139-149

Original article submitted: 18.05.2020

Revision submitted: 09.06.2020

For citation. Yakovleva V. S., Nagorskiy P. M., Yakovlev G. A., Zelinskiy A. S., Pustovalov K. N., Smirnov S.V., Belyaeva I.V. Preliminary results of analysis of variations of the beta background of the surface atmosphere due to cloudburst.Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki. 2020, 31: 2, 139-149. DOI: 10.26117/2079-6641-2020-31-2-139-149

Competing interests. The authors declare that there are no conflicts of interest regarding authorship and publication.
Contribution and Responsibility. All authors contributed to this article. Authors are solely responsible for providing the final version of the article in print. The final version of the manuscript was approved by all authors.

The content is published under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)

© Yakovleva V. S. et al, 2020

Funding. The study was supported by state budget topic IX.135.1 state registration number AAAA-A17-117013050031-8

Список литературы/References

  1. Burnett J.L., Croudace I.W., Warwick, P.E., “Short-lived variations in the background gamma-radiation dose”, Journal of Radiological Protection, 30 (2010), 525–532.
  2. Mercier J.-F., Tracy B.L., d’Amours R., Chagnon F., Hoffman I., Korpach E.P., Johnson S., Ungar R.K., “Increased environmental gamma-ray dose rate during precipitation: a strong correlation with contributing air mass”, Journal of Environmental Radioactivity, 100 (2009), 527–533.
  3. EURADOS Report, Radiation Protection, 106, 1999, http://ec.europa.eu/energy/nuclear/ radiation_protection/doc/publication/rp106.pdf.
  4. Barbosa S.M., Miranda P., Azevedo E.B., “Short-term variability of gamma radiation at the ARM Eastern North Atlantic facility (Azores)”, Journal of Environmental Radioactivity, 172 (2017), 218-231.
  5. Нагорский П. М., Зенченко Т. А., Пустовалов К. Н., Черепнев М. С., Яковлев Г. А., Яковлева В. С.“Влияние города (техносферы) на вариации электрофизическихи радиационных величин”, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2017, №4(20), 64-75. [Nagorskiy P. M., Zenchenko T. A., Pustovalov K. N., Cherepnev M. S., Yakovlev G. A., Yakovleva V. S., “The influence of urban area (technosphere) on variations of electrophysical and radiation quantities”, Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki, 2017, №4(20), 64-75].
  6. Машкович В. П., Кудрявцева А. В., Защита от ионизирующих излучений, Справочник. 4-е издание, переработанное и дополненное, Энергоатомиздат,, М., 1995, 496 с. [Mashkovich V. P., Kudryavtseva A.V., Zashchita ot ioniziruyushchikh izlucheniy, Spravochnik. 4-ye izdaniye, pererabotannoye i dopolnennoye, Energoatomizdat,, M., 1995, 496 pp.]

Яковлева Валентина Станиславовна – доктор технических наук, доцент, профессор отделения ядерно-топливного цикла, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия, ORCID 0000-0002-5274-0735.

Yakovleva Valentina Stanislavovna — Dr. Sci. (Tech.), Associate Professor, Professor of nuclear fuel cycle department, National Research Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia, ORCID 0000-0002-5274-0735.


Нагорский Петр Михайлович – доктор физико-математических наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории физики климатических систем, Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, г. Томск, Россия.

Nagorskiy Petr Mikhailovich – Dr. Sci. (Phys. & Math.), Professor, Leading Researcher of Lab. Physics of Climate Control Systems, Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, Tomsk, Russia.


Яковлев Григорий Алексеевич – студент Томского государственного университета, г. Томск, Россия, ORCID 0000-0001-7842-5672.

Yakovlev Grigory Alekseevich — student of Tomsk State University, Tomsk, Russia, ORCID 0000-0001-7842-5672.


Зелинский Алексей Сергеевич – аспирант, Томский политехнический университет, г. Томск, Россия, ORCID 0000-0002-4737-3790.

Zelinskiy Alexey Sergeevich – postgraduate student, Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia, ORCID 0000-0002-4737-3790.


Пустовалов Константин Николаевич – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, доцент, Национальный исследовательский Томский государственный университет, г. Томск, Россия, ORCID: 0000-0002-2423-0543.

Pustovalov Konstantin Nikolaevich – Ph.D. (Phys. & Math.) Researcher, Institute for Monitoring of Climate and Ecological Systems SB RAS, Associate Professor, National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia, ORCID: 0000-0002-2423-0543.


Смирнов Сергей Васильевич – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, г. Томск, Россия.

Smirnov Sergey Vasil’evich – Ph.D. (Phys. & Math.), Senior Researcher, Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, Tomsk, Russia.


Беляева Ирина Владимировна – кандидат физико-математических наук, доцент, Томский государственный архитектурно-строительный университет, г. Томск, Россия, ORCID 0000-0002-5893-2033.

Belayeva Irina Vladimirovna – Ph.D. (Phys. & Math.), Associate Professor, Tomsk State University of Architecture and Civil Engineering, Tomsk, Russia, ORCID: 0000-0002-5893-2033.