Vol. 34, issue 04, article # 3

Bol'basova L. A., Lukin V. P. Atmospheric research for adaptive optics problems. // Optika Atmosfery i Okeana. 2021. V. 34. No. 04. P. 254–271. DOI: 10.15372/AOO20210403 [in Russian].
Copy the reference to clipboard

Abstract:

Adaptive optics (AO) systems are an essential part of large astronomical telescopes and laser complex operating through the atmosphere. Each AO system is individually designed; the requirements for the elements and the capabilities of an AO system are determined by the intensity and distribution of turbulent fluctuations of the air refractive index over the radiation propagation path.
In this paper, we overview the techniques and means for measuring and forecasting atmospheric conditions for AO problems, including those developed at IAO SB RAS. The basic principles of atmospheric adaptive optics and the atmospheric parameters used are briefly described. Particular attention is paid to the parameter introduced for estimating usability of AO systems, i.e., the wind speed at a level of 200 hPa; the comparison with the data from foreign astronomical observatories is carried out. The need in atmospheric research for large Russian astronomical observatories is discussed.

Keywords:

adaptive optics, atmospheric optical turbulence, site testing, measurement methods

Figures:

References:

  1. Babcock H.W. The possibility of compensating astronomical seeing // Publ. Astronom. Soc. Pacific. 1953. V. 65, N 386. P. 229–236.
  2. Linnik V.P. O printsipial'noj vozmozhnosti umen'sheniya vliyaniya atmosfery na izobrazhenie zvezdy // Opt. i spektroskop. 1957. V. 25, N 4. P. 401–402.
  3. Kubby J.A. Adaptive Optics for Biological Imaging. Boca Raton, Florida: CRC Press (Taylor & Francis Group), 2013. 359 p.
  4. Dreher A.W., Bille J. F., Weinreb R. N. Active optical depth resolution improvement of the laser tomographic scanner // Appl. Opt. 1989. V. 28. P. 804–808.
  5. Lukin V.P. Atmosfernaya adaptivnaya optika. Novosibirsk: Nauka, 1986. 248 p.
  6. Tatarskij V.I. Rasprostranenie voln v turbulentnoj atmosfere. M.: Nauka, 1967. 548 p.
  7. Hardy J.W. Adaptive Optics for Astronomical Telescopes. Oxford University Press, 1998. 438 p.
  8. Lombardi G., Navarrete J., Sarazin M. Review on atmospheric turbulence monitoring // Proc. SPIE 2014. V. 9148. P. 91481W-1–12.
  9. Stock J., Keller G. Astronomical Seeing // Stars Stellar Systems. 1960. V. 1. P. 138–153.
  10. Sarazin M., Roddier F. The ESO differential image motion monitor // Astron. Astrophys. 1990. V. 227, N 1. P. 294–300.
  11. Tokovinin A. From differential image motion to seeing // Publ. Astron. Soc. Pac. 2002. V. 114. P. 1156–1166.
  12. Tokovinin A., Kornilov V. Accurate seeing measurements with MASS and DIMM // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2007. V. 381. P. 1179–1189.
  13. Antoshkin L.V., Botygina N.N., Emaleev O.N., Lavrinova L.N., Lukin V.P. Differentsial'nyj opticheskij izmeritel' parametrov atmosfernoj turbulentnosti // Optika atmosf. i okeana. 1998. V. 11, N 11. P. 1219–1223.
  14. Antoshkin L.V., Botygina N.N., Emaleev O.N., Konyaev P.A., Lukin V.P. Trassovyj differentsial'nyj izmeritel' parametrov atmosfernoj turbulentnosti // Opt. i spektrosk. 2010. V. 109, N 4. P. 689–695.
  15. Beckers J.M. A Seeing monitor for solar and other extended object observations // Exp. Astron. 2001. V. 12. P. 1–20.
  16. Kornilov V., Tokovinin A., Vozyakova O., Zaitsev A., Shatsky N., Potanin S., Sarazin M. MASS: a monitor of the vertical turbulence distribution // Proc. SPIE. 2003. V. 4839. P. 837–845.
  17. Ochs G.R., Wang T.-I., Lawrence R.S., Clifford S.F. Refractive-turbulence profiles measured by one-dimen­sional spatial filtering of scintillations // Appl. Opt. 1976. V. 15. P. 2504–2510.
  18. Tokovinin A.A. Measurement of seeing and atmospheric time constant by differential scintillations // Appl. Opt. 2002. V. 41. P. 957–964.
  19. Kornilov V., Tokovinin A., Shatsky N., Voziakova O., Potatin S., Safonov B. Combined MASS-DIMM instrument for atmospheric turbulence studies // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2007. V. 383. P. 1268–1278.
  20. Vernin J., Roddier F. Experimental determination of two-dimensional spatiotemporal power spectra of stellar light scintillation Evidence for a multilayer structure of the air turbulence in the upper troposphere // J. Opt. Soc. Am. 1973. V. 63. P. 270–273.
  21. Tokovinin A., Vernin J., Ziad A., Chun M. Optical turbulence profiles at Mauna Kea measured by MASS and SCIDAR // Publ. Astron. Soc. Pac. 2005. V. 117, N 830. P. 395–400.
  22. Osborn J., Wilson R.W., Sarazin M., Butterley T., Chacón A., Derie F., Farley O.J.D., Haubois X, Laidlaw D., LeLouarn M., Masciadri E., Milli J., Navarrete J., Townson M. J. Optical turbulence profiling with Stereo-SCIDAR for VLT and ELT // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2018. V. 478, iss. 1. P. 825–834.
  23. Wilson R.W. SLODAR: measuring optical turbulence al­titude with a Shack–Hartmann wavefront sensor // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2002. V. 337, iss. 1. P. 103–108.
  24. Butterley T., Wilson R.W., Sarazin M., Dubbeldam C.M., Osborn J., Clark P. Characterization of the ground layer of turbulence at Paranal using a robotic SLODAR system // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2020. V. 492, iss. 1. P. 934–949.
  25. Catala L., Ziad A., Fanteï-Caujolle Y., Crawford S.M., Buckley D.A.H., Borgnino J., Blary F., Nickola M., Pickering T. High-resolution altitude profiles of the atmospheric turbulence with PML at the Sutherland Observatory // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2017. V. 467, iss. 3. P. 3699–3711.
  26. Chabé J., Aristidi E., Ziad A., Lantéri H., Fanteï-Caujolle Y., Giordano C., Borgnino J., Marjani M., Renaud C. PML: a generalized monitor of atmospheric turbulence profile with high vertical resolution // Appl. Opt. 2020. V. 59. P. 7574–7584.
  27. Scharmer G.B., van Werkhoven T.I.M. S-DIMM+ height characterization of day-time seeing using solar granulation // Astron. Astrophys. 2010. V. 513. P. A25 1–12.
  28. Botygina N.N., Kovadlo P.G., Kopylov E.A., Lukin V.P., Tuev M.V., Shikhovtsev A.Yu. Otsenka kachestva astronomicheskogo videniya v meste raspolozheniya Bol'shogo solnechnogo vakuumnogo teleskopa po dannym opticheskih i meteorologicheskih izmerenij // Optika atmosf. i okeana. 2013. V. 26, N 11. P. 942–947; Botygina N.N., Kovadlo P.G., Kopylov E.A., Lukin V.P., Tuev M.V., Shikhovtsev A.Yu. Estimation of the astronomical seeing at the Large solar vacuum telescope site from optical and meteorological measurements // Atmos. Ocean. Opt. 2014. V. 27, N 2. P. 142–146.
  29. Kellerer A., Gorceix N., Marino J., Cao W., Goode P.R. Profiles of the daytime atmospheric turbulence above Big Bear solar observatory // Astron. Astrophys. 2012. V. 542. P. A2 1–10.
  30. Guesalaga А., Kolb J., Donaldson R., Valenzuela J., Oberti S., Neichel B., Paufique J., Madec P.-Y. An on-line turbulence profiler for the AOF: on-sky results // Proc. SPIE. 2018. V. 10703. P. 795–802.
  31. Dang R., Yang Y., Hu X.-M., Wang Z., Zhang S. A review of techniques for diagnosing the atmospheric boundary layer height (ABLH) using aerosol lidar data // Remote Sens. 2019. V. 11, N 13. P. 1590.
  32. Gurvich A.S. Lidarnoe zondirovanie turbulentnosti na osnove usileniya obratnogo rasseyaniya // Izv. RAN. Fiz. atmosf. i okeana. 2012. V. 48, N 6. P. 655–664.
  33. Razenkov I.A. Perspektivy primeneniya turbulentnogo UOR-lidara dlya issledovaniya pogranichnogo sloya atmosfery // Optika atmosf. i okeana. 2021. V. 34, N 1. P. 26–35.
  34. Vorobev V.V. O primenimosti asimptoticheskih formul vosstanovleniya parametrov «opticheskoj» turbulentnosti iz dannyh impul'snogo lidarnogo zondirovaniya. I. Uravneniya // Optika atmosf. i okeana. 2016. V. 29. N 10. P. 862–869; Vorob’ev V.V. On the Applicability of Asymptotic Formulas of Retrieving “Optical” Turbulence Parameters from Pulse Lidar Sounding Data: I – Equations // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 2. P. 156–161.
  35. Gimmestad G.G., Roberts D.W., Stewart J.M., Wood J.W. Development of a lidar technique for profiling optical turbulence // Opt. Engin. 2012. V. 51, N 10. P. 101713–101713-18.
  36. Odintsov S.L. Razvitie i primenenie akusticheskih sredstv diagnostiki atmosfernogo pogranichnogo sloya // Optika atmosf. i okeana. 2019. V. 32, N 9. P. 786–791; Odintsov S.L. Development and use of acoustic tools for diagnostics of the atmospheric boundary layer // Atmosp. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 1. P. 104–108.
  37. Gur'yanov A.E., Irkaev B.N., Kallistratova M.A., Pekur M.S., Petenko I.V., Ryl'kov V.P., Semenikin A.A., Time N.S., Shurygin E.A., Shcheglov P.V. Kompleksnoe issledovanie opticheski aktivnoj atmosfernoj turbulentnosti v dvuh gornyh observatoriyah // Astron. zhurn. 1988. V. 65, N 3. P. 637–644.
  38. Petenko I., Argentini S., Pietroni I., Viola A., Mastrantonio G., Casasanta G., Aristidi E., Bouchez G., Agabi A., Bondoux E. Observations of optically active turbulence in the planetary boundary layer by sodar at the Concordia astronomical observatory, Dome C, Antarctica // Astron. Astrophys. 2014. V. 568. P. A44.
  39. Schöck M., Els S., Riddle R., Skidmore W., Travouillon T., Blum R., Bustos E., Chanan G., Djorgovski S.G., Gillett P., Gregory B., Nelson J., Otárola A., Seguel J., Vasquez J., Walker A., Walker D., Wang L. Thirty meter telescope site testing I: Overview // Publ. Astron. Soc. Pac. 2009. V. 121, N 878. P. 384–395.
  40. Tihomirov A.A. Ul'trazvukovye anemometry i termometry dlya izmereniya pul'satsij skorosti i temperatury vozdushnyh potokov. Obzor // Optika atmosf. i okeana. 2010. V. 23, N 7. P. 585–600.
  41. Aristidi E., Vernin J., Fossat E., Schmider F.-X., Travouillon T., Pouzenc C., Traullé O., Genthon C., Agabi A., Bondoux E., Challita Z., Mékarnia D., Jeanneaux F., Bouchez G. Monitoring the optical turbulence in the surface layer at Dome C, Antarctica, with sonic anemometers // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2015. V. 454, iss. 4. P. 4304–4315.
  42. Lukin V.P., Botygina N.N., Emaleev O.N., Antoshkin L.V., Konyaev P.A., Gladkih V.A., Mamyshev V.P., Odintsov S.L. Odnovremennye izmereniya strukturnoj harakteristiki pokazatelya prelomleniya atmosfery opticheskim i akusticheskim metodami // Optika atmosf. i okeana. 2011. V. 24, N 10. P. 852–857; Lukin V.P., Botygina N.N., Emaleev O.N., Antoshkin L.V., Konyaev P.A., Gladkikh V.A., Mamyshev V.P., Odintsov S.L. Simultaneous measurements of structure characteristics of atmospheric refraction by optical and acoustic methods // Atmos. Ocean. Opt. 2012. V. 25, N 1. P. 6–11.
  43. Lukin V.P., Botygina N.N., Gladkikh V.A., Emaleev O.N., Konyaev P.A., Odintsov S.L., Torgaev A.V. Sravnitel'nye izmereniya urovnya turbulentnosti atmosfery s pomoshch'yu opticheskih i akusticheskih izmeritelej // Optika atmosf. i okeana. 2015. V. 28, N 2. P. 163–166; Lukin V.P., Botygina N.N., Gladkikh V.A., Emaleev O.N., Konyaev P.A., Odintsov S.L., Torgaev A.V. Joint measurements of atmospheric turbulence level with optical and acoustic meters // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 3. P. 254–257.
  44. Ono Y.H., Minowa Y., Guyon O., Clergeon C.S., Mieda E., Lozi J., Hattori T., Akiyama M. Overview of AO activities at Subaru Telescope // Proc. SPIE 2020. V. 11448. P. 114480K.
  45. Christou J.C., Veillet C., Miller D., Brusa G., Cavallaro A., Taylor G., Funk L., Conrad A., Rahmer G., Zhang X., Walsh S., Ertel S., Pinna E., Esposito S. Adaptive optics all the time at the LBTO // Proc. SPIE. 2020. V. 11448. P. 1144824.
  46. Hippler S., Brandner W., Scheithauer S., Kulas M., Panduro J., Bizenberger P., Bonnet H., Deen C., Delplancke-Ströbele F., Eisenhauer F., Finger G., Hubert Z., Kolb J., Müller E., Pallanca L., Woil­lez J., Zins G. Infrared wavefront sensing for adaptive optics assisted galactic center observations with GRAVITY // Proc. SPIE 2020. V. 11448. P. 114484K.
  47. Patru F., Millour F., Lai O., Carbillet M., Eisenhauer F., Gillessen S., Haase M., Hart M., Haussmann F., Le Bouquin J.-B., Lutz D., Mandla C., More N., Ott T., Paumard T., Rau C., Schubert J., Wieprecht E., Woillez J., Yazici S. Dimensioning adaptive optics for future VLTI projects // Proc. SPIE 2020. V. 11448. P. 1144871.
  48. Chapman S.C., Conod U., Turri P., Jackson K., Lardiere O., Sivanandam S., Andersen D., Correia C., Lamb M., Ross C., Sivo G., Véran J.-P. The multi-object adaptive optics system for the Gemini infra-red multi-object spectrograph // Proc. SPIE 2020. V. 11448. P. 1144872.
  49. Conod U., Jackson K., Lardière O., Chapman S., Turri P., Lamb M., Sivanandam S., Sivo G., Véran J.-P. Developing the prototype adaptive optics system for the Gemini infra-red multi-object spectrograph // Proc. SPIE 2020. V. 11448. P. 1144876.
  50. Ciliegi P., Agapito G., Aliverti M., Arcidiacono C. MAORY: The adaptive optics module for the Extremely Large Telescope (ELT) // Proc. SPIE 2020. V. 11448. P. 114480Y.
  51. Hedglen A.D., Close L.M., Bouchez A.H., Males J.R., Demers R., Kautz M., Basant R., Parkinson M., Gasho V., Quirós-Pacheco F., Sitarski B.N. The Giant Magellan Telescope high contrast phasing testbed // Proc. SPIE 2020. V. 11448. P. 114482X.
  52. Tokovinin A., Baumont S., Vasquez J. Statistics of turbulence profile at Cerro Tololo // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2003. V. 340, iss. 1. P. 52–58.
  53. Sánchez L.J., Cruz-González I., Echevarría J., Ruelas-Mayorga A., García A.M., Avila R., Carrasco E., Carramiñana A., Nigoche-Netro A. Astroclimate at san pedro Mártir – I. Seeing statistics between 2004 and 2008 from the thirty meter telescope site-testing data // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2012. V. 426. P. 635–646.
  54. Roberts L.C., Bradford L.W. Improved models of upper-level wind for several astronomical observatories // Opt. Express 2011. V. 19. P. 820–837.
  55. Haguenauer P., Guesalaga A., Butterley T. Comparison of atmosphere profilers at Paranal and atmosphere parameters statistics: AOF-profiler, STEREO-SCIDAR, MASS-DIMM, LGS-WFS // Proc. SPIE 2020. V. 11448. P. 114481K.
  56. URL: https://www.eso.org/public/industry/cp/docs/ CFT-advance.html (last access: 28.01.2021).
  57. Milli J., Rojas T., Courtney-Barrer B., Bian F., Navarrete J., Kerber F., Otarola A. Turbulence nowcast for the Cerro Paranal and Cerro Armazones observatory sites // Proc. SPIE 2020. V. 11448. P. 114481J.
  58. Turchi A., Masciadri E., Fini L. Forecasting surface-layer atmospheric parameters at the Large Binocular Telescope site // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2017. V. 466, N 2. P. 1925–1943.
  59. Masciadri E., Fini L. Forecast of surface layer meteorological parameters at Cerro Paranal with a mesoscale atmospherical model // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2015. V. 449. P. 1664–1678.
  60. Osborn J., Sarazin M. Atmospheric turbulence forecasting with a general circulation model for Cerro Paranal // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2018. V. 480, N 1. P. 1278–1299.
  61. Lyman R., Cherubini T., Businger S. Forecasting seeing for the Maunakea Observatories // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2020. V. 496, iss. 4. P. 4734–4748.
  62. Qing C., Wu X., Li X., Luo T., Su C., Zhu W. Mesoscale optical turbulence simulations above Tibetan Plateau: first attempt // Opt. Express. 2020. V. 28. P. 4571–4586.
  63. Masciadri E., Martelloni G., Turchi A. Filtering techniques to enhance optical turbulence forecast performances at short time-scales // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2020. V. 492. P. 140–152.
  64. Qing C., Wu X., Huang H., Tian Q., Zhu W., Rao R., Li X. Estimating the surface layer refractive index structure constant over snow and sea ice using Monin–Obukhov similarity theory with a mesoscale atmospheric model // Opt. Express. 2016. V. 24. P. 20424–20436.
  65. Wang Y., Basu S. Using an artificial neural network approach to estimate surface-layer optical turbulence at Mauna Loa, Hawaii // Opt. Lett. 2016. V. 41. P. 2334–2337.
  66. Jellen C., Burkhardt J., Brownell C., Nelson C. Machine learning informed predictor importance measures of environmental parameters in maritime optical turbulence // Appl. Opt. 2020.V. 59. P. 6379–6389.
  67. Su C., Wu X., Luo T., Wu S., Qing C. Adaptive niche-genetic algorithm based on backpropagation neural network for atmospheric turbulence forecasting // Appl. Opt. 2020. V. 59. P. 3699–3705.
  68. Lukin V.P., Fortes B.V., Antoshkin L.V., Botygina N.N., Emaleev O.N., Lavrinova L.N., Petrov A.I., Yankov A.P., Bulatov A.V., Kovadlo P.G., Firstova N.M. Eksperimental'naya adaptivnaya opticheskaya sistema dlya Bol'shogo solnechnogo vakuumnogo teleskopa. I. Rezul'taty testirovaniya i perspektivy razvitiya // Optika atmosf. i okeana. 1999. V. 12, N 12. P. 1161–1164.
  69. Lukin V.P., Grigor'ev V.M., Antoshkin L.V., Botygina N.N., Emaleev O.N., Konyaev P.A., Kopylov E.A., Lavrinov V.V., Kovadlo P.G., Skomorovskij V.I. Rezul'taty ispytaniya adaptivnoj opticheskoj sistemy s modifitsirovannym korrelyatsionnym datchikom na Bol'shom solnechnom vakuumnom teleskope // Optika atmosf. i okeana. 2007. V. 20, N 5. P. 419–427.
  70. Lukin V.P., Botygina N.N., Antoshkin L.V., Borzilov A.G., Emaleev O.N., Konyaev P.A., Kovadlo P.G., Kolobov D.Yu., Selin A.A., Soin E.L., Shikhovtsev A.Yu., Chuprakov S.A. Mnogokaskadnaya sistema korrektsii izobrazheniya dlya Bol'shogo solnechnogo vakuumnogo teleskopa // Optika atmosf. i okeana. 2019. V. 32, N 5. P. 404–413; Lukin V.P., Botygina N.N., Antoshkin L.V., Borzilov A.G., Emaleev O.N., Konyaev P.A., Kovadlo P.G., Kolobov D.Yu., Selin A.A., Soin E.L., Shikhovtsev A.Yu., Chuprakov S.A. Multi-cascade image correction system for the Large solar vacuum telescope // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 5. P. 597–606.
  71. Shcheglov P.V., Gur'yanov A.E. Ob atmosfernom kachestve astronomicheskogo izobrazheniya v nekotoryh punktah SSSR // Astron. zhurn. 1991. V. 68, N 3. P. 632–638.
  72. Shcheglov P.V. Problemy opticheskoj astronomii. M.: Nauka, 1980. 272 p.
  73. Darchiya Sh.P. Ob astronomicheskom klimate SSSR. M.: Nauka, 1985. 176 p.
  74. García-Lorenzo B., Fuensalida J.J., Muñoz-Tuñón C., Mendizabal E. Astronomical site ranking based on tropospheric wind statistics // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2005. V. 356. P. 849–858.
  75. 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. R. Astron. Soc. 2004. V. 349. P. 627–631.
  76. Carrasco E., Avila R., Carramiñ A. High-altitude wind velocity at Sierra Negra and San Pedro Mártir // Publ. Astron. Soc. Pac. 2005. V. 117. P. 104–110.
  77. 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. R. Astron. Soc. 2009. V. 397. P. 1633–1646.
  78. Hach 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. R. Astron. Soc. 2012. V. 420, N 1. P. 637–650.
  79. Varela A.M., Muñoz-Tuñón C., Garcia Lorenzo B., Fuen­salida J., Castro-Almazán J. On the use of remotely sensed data for astronomical site characterization // 2012. P. 1–18. [Electronic resource]. URL: http://iac.es/ proyecto/site-testing/images/stories/pdf/varela_et_al_ 2012.pdf (last access: 28.01.2021).
  80. Bolbasova L.A., Shikhovtsev A.Yu., Kopylov E.A., Se­lin A.A., Lukin V.P., Kovadlo P.G. Daytime optical turbulence and wind speed distributions at the Baikal Astrophysical Observatory // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2019. V. 482, iss. 2. P. 2619–2626.
  81. Hellemeier J.A, Yang R., Sarazin M., Hickson P. Weather at selected astronomical sites – an overview of five atmospheric parameters // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2019. V. 482, iss. 4. P. 4941–4950.
  82. Marín J.C., Pozo D., Curé M. Estimating and forecasting the precipitable water vapor from GOES satellite data at high altitude sites // Astron. Astophys. 2015. V. 573. P. A41.
  83. Shikhovtsev A.Yu., Kovadlo P.G., Kiselev A.V. Astroclimatic statistics at the Sayan solar observatory // Sol.-Terr. Phys. 2020. V. 6, iss. 1. P. 102–107.
  84. Shikhovtsev A.Yu., Bolbasova L.A., Kovadlo P.G., Kiselev A.V. Atmospheric parameters at the 6-m Big Telescope Alt-azimuthal site // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2020. V. 493, iss. 1. P. 723–729.
  85. Kornilov V., Shatsky N., Voziakova O., Safonov B., Potanin S., Kornilov M. First results of a site-testing programme at Mount Shatdzhatmaz during 2007–2009 // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2010. V. 408, iss. 2. P. 1233–1248.
  86. Kornilov V., Safonov B., Kornilov M., Shatsky N., Voziakova O., Potanin S., Gorbunov I., Senik V., Cheryasov D. Study on atmospheric optical turbulence above Mount Shatdzhatmaz in 2007–2013 // Publ. Astron. Soc. Pac. 2014. V. 126, N 939. P. 482–495.
  87. Shihovtsev A.Yu. Issledovanie opticheskoj nestabil'nosti zemnoj atmosfery i uslovij korrektsii solnechnyh izobrazhenij: Avtoref. dis.... kand. fiz.-mat. nauk. Irkutsk: In-t solnechno-zemnoj fiziki SO RAN. Irkutsk, 2016. 23 p.
  88. Kovadlo P.G., Lukin V.P., Shihovtsev A.Yu. Razvitie modeli turbulentnoj atmosfery na astroploshchadke Bol'shogo solnechnogo vakuumnogo teleskopa v prilozhenii k adaptatsii izobrazhenij // Optika atmosf. i okeana. 2018. V. 31, N 11. P. 906–910; Kovadlo P.G., Lukin V.P., Shikhovtsev A.Yu. Development of the model of turbulent atmosphere at the Large solar vacuum telescope site as applied to image adaptation // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 2. P. 202–206.
  89. Shikhovtsev A., Kovadlo P., Lukin V., Nosov V., Kiselev A., Kolobov D., Kopylov E., Shikhovtsev M., Avdeev F. Statistics of the optical turbulence from the micrometeorological measurements at the Baykal astrophysical observatory site // Atmosphere. 2019. V. 10. P. 661-1–9.
  90. Nosov V.V., Lukin V.P., Nosov E.V., Torgaev A.V. Turbulence scales of the Monin–Obukhov similarity theory in the anisotropic mountain boundary layer // Rus. Phys. J. 2020. V. 63, N 2. P. 244–249.
  91. Nosov V., Lukin V., Nosov E., Torgaev A., Bogushevich A. Measurement of atmospheric turbulence characteristics by the ultrasonic anemometers and the calibration processes // Atmos. 2019. V. 10, N 8. P. 460-1–16.
  92. Nosov V.V., Kovadlo P.G., Lukin V.P., Torgaev A.V. Atmosfernaya kogerentnaya turbulentnost' // Optika atmosf. i okeana. 2012. V. 25, N 9. P. 753–759; Nosov V.V., Kovadlo P.G., Lukin V.P., Torgaev A.V. Atmospheric coherent turbulence // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 3. P. 201–206.
  93. Nosov V.V., Grigor'ev V.M., Kovadlo P.G., Lukin V.P., Nosov E.V., Torgaev A.V. Rekomendatsii po vyboru mest razmeshcheniya nazemnyh astronomicheskih teleskopov // Optika atmosf. i okeana. 2010. V. 23, N 12. P. 1099–1110.
  94. Lukin V.P., Nosov E.V., Nosov V.V., Torgaev A.V. Causes of non-Kolmogorov turbulence in the atmosphere // Appl. Opt. 2016. V. 55. P. B163–B168.
  95. Nosov V.V., Lukin V.P., Nosov E.V., Torgaev A.V., Afanas’ev V.L., Balega Yu.U., Vlasyuk V.V., Panchuk V.E., Yakopov G.V. Issledovaniya astroklimata v Spetsial'noj astrofizicheskoj observatorii RAN // Optika atmosf. i okeana. 2018. V. 31, N 8. P. 616–627; Nosov V.V., Lukin V.P., Nosov E.V., Torgaev A.V., Afanas’ev V.L., Balega Yu.U., Vlasyuk V.V., Panchuk V.E., Yakopov G.V. Astroclimate studies in the Special astrophysical observatory of the Russian Academy of Sciences // Atmos. Ocean. Opt. 2019 V. 32, N 1. P. 8–18.
  96. Nosov V.V., Lukin V.P., Kovadlo P.G., Nosov E.V., Torgaev A.V. Opticheskie svojstva turbulentnosti v gornom pogranichnom sloe atmosfery. Novosibirsk: Izd-vo SO RAN, 2016. 149 p.
  97. Nosov V.V., Lukin V.P., Nosov E.V., Torgaev A.V. Formirovanie turbulentnosti v astronomicheskih observatoriyah yuga Sibiri i Severnogo Kavkaza // Optika atmosf. i okeana. 2019. V. 32, N 3. P. 228–246; Nosov V.V., Lukin V.P., Nosov E.V., Torgaev A.V. Formation of turbulence at astronomical observatories in Southern Siberia and North Caucasus // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 4. P. 464–482.
  98. Peretyatko N.N. Issledovanie astroklimata na Pike Terskol // Kinemat. i fiz. nebesnyh tel. 2000. V. 16, N 5. P. 470–476.
  99. Cantalloube F., Milli J., Böhm C., Crewell S., Navarrete J., Rehfeld K., Sarazin M., Sommani A. The impact of climate change on astronomical observations // Nature Astron. 2020. V. 4. P. 826–829.