Исследованиям по микрофизике облаков на кафедре физики атмосферы уделялось значительное внимание еще в 30-40-е гг. (Е.С.Селезнева, Н.П.Твер-ская, Р.И.Грабовский и др.)

Расширение и углубление направления аэрозольных исследований на кафед-ре физики атмосферы связано с расширением тематики активных воздействий на процессы облакообразования и выпадения осадков, проводимых лабораторией микрофизики (В.Г. Морачевский и Б.В. Кирюхин), и необходимостью разделить молекулярную и аэрозольную компоненты в радиационном балансе атмосферы, что связано с программой исследования Земли из Космоса (К.Я. Кондратьев). Л.С. Ивлеву была поставлена задача исследовать микроструктуру атмосферных аэрозолей прямым методом электронной и оптической микроскопии. За рубежом уже были проведены первые заборы аэрозолей в стратосфере. В аэростатном импакторе, разработанном на кафедре, использовалась равномерно движущаяся подложка и работающий по программе насос. С помощью этого импактора, в дальнейшем усовершенствованного, удалось получить первые результаты по вертикальной структуре и элементному составу аэрозолей. Созданный позже ракетный импактор позволил получить данные до высоты 100 км. Практически во всех полетах наблюдалась слоистая структура счетной концентрации частиц, наличие высокой доли сульфатных частиц в нижней стратосфере, существование фракталоподобных частиц на больших высотах, обогащение содержания в части-цах ряда элементов (S, Ca, Mg, Fe) по сравнению с элементным содержанием вещества подстилающей поверхности, полимодальное распределение частиц по размерам, сильная зависимость микроструктуры частиц от относительной влаж-ности воздуха, в котором они существовали. Часть экспериментальных данных была получена с помощью полихлорвиниловых фильтров И.В. Петрянова. Кафед-ра физики атмосферы оказалась фактически первой организацией, которая стала их применять в научных исследованиях. Начатое в 60-х годах сотрудничество с физико-химическим институтом им. Л.Я. Карпова, а также с Центральной аэроло-гической обсерваторией привело к новым научным результатам по структуре и элементному составу аэрозольных частиц разных размеров. Были созданы пер-вые модели структуры атмосферных аэрозолей.

В начале 70-х годов была создана первая в мире синтетическая модель ком-плексного показателя преломления в диапазоне длин волн от 300 нм до 15 мкм и оптико-микрофизическая модель аэрозолей от приземного слоя до высоты 100 км. (Л.С. Ивлев, С.И. Попова). Объяснены факт увеличения аэрозольного ослабления в области длин волн 9-12 мкм, зависимость спектральных коэффи-циентов аэрозольного ослабления, рассеяния и поглощения от относительной влажности воздушной среды.

В конце 60-х - начале 70-х годов под руководством В.С. Гришечкина и О.Б. Васильева впервые в мире были осуществлены спектральные измерения по-токов и притоков солнечной радиации в диапазоне 0,35-0,80 мкм на разных высо-тах в тропосфере. Были обнаружены два типа остаточного спектрального погло-щения радиации, сравнимого с молекулярным. Прямые измерения и численные расчеты, выполненные сотрудниками аэрозольной группы, позволили это остаточ-ное поглощение интерпретировать как поглощение мелкодисперсной сажей и окислами железа (гематитом). Обнаружение этого факта дает основание рассмат-ривать атмосферные аэрозоли как важный и сложно работающий радиационный фактор формирования климата Земли. В 70-х годах сформировался научный кол-лектив лаборатории физики аэрозолей, предметом исследований которого яви-лись пространственно-временные вариации различных аэрозольных характерис-тик, влияние аэрозолей на физические характеристики атмосферы, антропоген-ные загрязнения атмосферы, пылевые частицы в ближнем космосе, гетерогенные химические процессы, связанные с реакциями генерации и гибели молекул озона. Было обнаружены короткопериодические вариации концентрации озона в призем-ном слое атмосферы и его влияние на концентрацию и структуру аэрозолей (В.В. Борисов, Л.С. Ивлев, В.Г. Сирота, В.П. Челибанов).

С 1978 г. были начаты лабораторные исследования атмосферных класте-ров, а также органической компоненты аэрозолей и электрических свойств аэро-дисперсных систем. Было выполнено моделирование физического механизма образования кластеров воды при бомбардировке поверхности льда электронами (Е.Г. Авдиев) в условиях, соответствующих мезосфере.

Исследования органического компонента атмосферных аэрозолей естествен-ного происхождения привели к обнаружению суточного и годового хода его содер-жания в приземном слое атмосферы. С.Д. Андреевым была создана модель ком-плексного показателя преломления органического вещества атмосферных аэро-золей, дополняющая модели комплексных показателей преломления аэрозолей конденсационного и дисперсионного происхождения.

Проведение исследований электрических свойств аэрозолей было вызвано необходимостью учета влияния электрических зарядов аэрозольных частиц и электрического поля земной атмосферы на формирование микроструктуры и спектра размеров частиц атмосферных аэрозолей. Л.С. Ивлевым была высказана и разработана гипотеза о возможном накоплении на аэрозольных частицах заря-дов одного знака при изменениях относительной влажности воздушной среды. Моделирование физических процессов эволюции аэрозольных систем: абсорбции примесных газов и водяного пара на частицах, конденсационного и коагуляцион-ного роста частиц проводилось с сотрудниками кафедры экспериментальной фи-зики Башкирского университета и отдела физики облаков Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. Исследования структуры, химического состава и физических свойств агрегированных с твердой дисперсной фазой (частицы ды-мов) частиц этого класса аэрозолей, представляющих интерес для климатологов, были выполнены группой Е.Ф. Михайлова. Измерения интегральных и дифферен-циальных сечений рассеяния, а также удельных коэффициентов экстинкции фрак-талоподобных углеродных агрегатов показали сильные вариации удельного коэф-фициента экстинции в видимой области спектра.

Основные направления исследований в лаборатории физики аэрозолей:

1. Экспериментальные, натурные и лабораторные исследования пространствен-но-временной структуры концентрации, дисперсности, химического и элемент-ного состава, а также морфологии атмосферных аэрозолей.
2. Моделирование оптических характеристик и оценка роли атмосферных аэрозо-лей естественного и антропогенного происхождения в формировании климата.
3. Исследования процессов генерации и эволюции аэрозолей (конденсации, коа-гуляции, диффузии, осаждения, гетерогенных химических реакций, заряжения, вымывания и т.п.), включая фракталоподобные частицы.
4. Мониторинг экологического состояния окружающей среды.

Экспедиции:

1. Исследования радиационных и аэрозольных характеристик атмосферы (г.Вольск, 1964 -1968 гг.).
2. Аэростатные аэрозольные исследования (совместно с ЦАО и ГОИ им. С.И. Вавилова, г. Рыльск, 1965 -1987гг.), в том числе советско - американские эксперименты в 1975 и 1987 гг.
3. Международный эксперимент АТЭП -74 (Атлантический океан, 1974 г.).
4. Советско- американский эксперимент "Беринг" (Берингово море, 1974 г.)
5. Комплексный энергетический эксперимент КЭНЭКС (1970 -1973 г.)
6. Исследование состава и структуры вулканических аэрозолей (1974-1989 гг., Камчатка, Курилы).
7. Эксперимент по комплексному экспериментальному и теоретическому исследо-ванию загрязнения атмосферы г. Алма-Аты, совместно с институтами Акаде-мий наук Казахской ССР, Литовской ССР и Сибирского отделения (АНЗАГ-87 г.)
8. Советско - американский эксперимент по изучению аридного аэрозоля совмест-но с институтом Госкомгидромета и АН СССР (Таджикистан, 1989г.)
9. Советско - мексиканский эксперимент по исследованию аэрозольно-радиацион-ных характеристик атмосферы г. Мехико (совместно с УНАМ (Мексика)- 1992г.)
10. Российско - мексиканский эксперимент по исследованию вулканических и го-родских аэрозолей (совместно с университетом штата Колима -1994-1995гг.)
11. Комплексные исследования экологического состояния юговосточного побе-режья Финского залива.

Сотрудники лаборатории работают с учащимися школ Санкт-Петербурга, Петро-дворца и Соснового-Бора по экологической тематике. Читаются лекции, прове-дены две межшкольные экологические конференции, выпущен журнал - бюлле-тень "Экологические вести глазами детей. Полюстрово" (1999 г.), выпущен ана-логичный журнал г. Сосновый Бор. В 2001 году в Актовом зале СПбГУ, с посещ-ением ЛАЭС, проводится межмуниципальная школьная конференция "Эколо-гические проблемы южного побережья Финского залива"