Ученые Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН работают над будущим Земли

 

Помните, как начинается роман Даниила Гранина «Иду на грозу»? «Волшебник прилетел в Москву шестого мая в восемь часов утра…» Именно как к волшебству хочется относиться к способности современных ученых видеть, понимать, просчитывать, а потом анализировать и предсказывать непредсказуемое: дыхание главных на Земле стихий, двух океанов – водного и воздушного…

Витающие в облаках?

Придуманный Граниным самолет-лаборатория, гонявшийся за грозами, существует в реальности. Стандартный снаружи, необычный внутри Ан-30 принадлежит Институту оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, прописан в новосибирском аэропорту. А уж приборы, которыми он напичкан, по своим возможностям даже самой буйной писательской фантазии не уступят. Машина регулярно летает над всей Сибирью, изучая состояние атмосферы в самом непосредственном приближении.

Работа самолета-лаборатории – один из важнейших для института проектов. Ежедневно он дает ученым огромное количество материалов для размышления, неизвестных ранее фактов, которые становятся основой для новых знаний об атмосфере Земли.

Осторожно: газы!

На высокое настроены «глаза», «уши» и прочие сверхтонкие органы «чувств» развернутой на территории России от Звенигорода до Уссурийска международной фотометрической сети AERONET и станций, оснащенных созданными в институте фотометрами.

В рамках сотрудничества с Национальным институтом исследований окружающей среды Японии (NIES, Japan) на территории Западной Сибири была создана уникальная многоуровневая система мониторинга парниковых газов, которая отвечает требованиям Всемирной метеорологической организации, предъявляемым к точности измерений. Сеть наземных постов охватывает несколько климатических зон от степей и лесостепей на юге до северной тайги. Каждый пост оснащен современным оборудованием, позволяющим регистрировать в непрерывном режиме концентрацию углекислого газа и метана, а также все основные метеопараметры.

В результате многолетнего самолетного мониторинга парниковых газов над югом Западной Сибири коллективом ученых института установлено, что в семикилометровой толще атмосферы концентрация углекислого газа и закиси азота растет. Ростом концентрации парниковых газов сопровождались несколько периодов потепления, через которые Земля прошла за последние 650 тысяч лет. А в XXI веке эта концентрация значительно превышает максимальный уровень доиндустриального периода. Результаты этих исследований послужат основой для уточнения прогностических моделей атмосферного переноса и приблизят решение проблемы изменения климата планеты.

Взгляд лидара стал острей

В круг основных обязанностей и забот института входит изучение распространения оптического излучения в атмосфере и океане. О самом значимом достижении в этой области директор Института Геннадий Матвиенко рассказывает с особой гордостью:

– В совместных с Мэрилендским университетом (США) исследованиях коллективом сотрудников института под руководством В. В. Колосова был установлен эффект суперфокусировки лазерного излучения. Предложенная в институте процедура итерационной адаптивной амплитудно-фазовой коррекции параметров лазерного пучка, распространяющегося в турбулентной атмосфере, позволяет сфокусировать оптическое излучение на шероховатую поверхность объекта в пятно, размеры которого меньше дифракционного, то есть достигнуть суперфокусировки.

Результаты этих исследований применяются для эффективной компенсации турбулентных искажений лазерного луча и увеличения плотности мощности излучения на удаленном объекте. Новая процедура будет использоваться при разработке оптических линий связи и приборов для дистанционного зондирования атмосферы.

С заботой о безопасности

В работе у сотрудников института сейчас несколько международных контрактов, проектов и грантов – вместе с хоздоговорной тематикой они составляют заметную долю бюджета ИОА СО РАН. Заказчиков много и все солидные: академические институты по всей стране, мощные промышленные предприятия, вузы…

Для обычного человека небо – образ мечты, символ чего-то возвышенного и поэтического, оторванного от действительности. Для томских ученых их «витание в облаках» связано с решением острейших экологических и климатических проблем, с заботой о безопасности. Есть в институте даже такое экзотическое направление, как борьба с терроризмом…

В совокупности все это означает ежедневную работу над будущим Земли. Чтобы жизнь на ней была надежней и безопасней. И чтобы человек стоял на этой земле уверенно и прочно.

 

Основные направления научных исследований Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук:

– актуальные проблемы оптики и лазерной физики, в том числе атмосферная оптика и спектроскопия, распространение оптического излучения в атмосфере, исследование процессов, определяющих оптическое состояние атмосферы, оптико-электронные системы и технологии исследования окружающей среды;

– физические и химические процессы в атмосфере и на поверхности Земли, механизмы формирования и изменения климата, в том числе оптически значимые составляющие атмосферы и процессы, определяющие радиационный режим и климат Земли.

 

В 2009 году ученые института успешно завершили 9 проектов по приоритетным направлениям развития науки и техники в рамках программы СО РАН, разработанной правительством для государственных академий наук. С 2010-го начали работать по 10 новым проектам базовых фундаментальных исследований. В том же ключе ведутся исследования по программам Президиума РАН, отделений наук о Земле и физических наук РАН. Кроме того, действуют интеграционные проекты, которые курирует Сибирское отделение РАН.

Ксения Кайсацкая