Логин:
Пароль:

Работа №1718
Название работы
Комплексный мониторинг климатообразующих физических и метеорологических полей атмосферы и околоземной среды на уникальных установках ТГУ: «Высотный поляризационный лидар для зондирования атмосферы (ЛИДАР) и Томская ионосферная станция (ИОНОЗОНД)
Автор работы
Самохвалов Игнатий Викторович
Дата начала работы Дата окончания работы
2011-05-12 2012-11-15
Аннотация
Цель выполнения НИР: Получение новых знаний и результатов в области: прогнозирования состояния окружающей среды, физических процессов в ней, оценки техногенных и природных рисков. Установление основных взаимосвязей и закономерностей изменения характеристик и свойств физических и метеорологических полей околоземной среды на основе мониторинговых исследований на УСУ «ЛИДАР-ИОНОЗОНД» и построение соответствующих математических моделей для использования в прогностических целях.
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1004000 Министерство образования и науки Российской Федерации Прикладная
Промежуточный реферат №1
Объектом исследования являются климатообразующие физические и метеорологические величины в нейтральной атмосфере Земли и ионосфере. Цель проекта: установление основных взаимосвязей и закономерностей изменения характеристик и свойств физических и метеорологических полей околоземной среды на основе мониторинговых исследований на УСУ «ЛИДАР_ИОНОЗОНД», уточнение и развитие соответствующих математических моделей для использования их в прогностических целях. Методы исследования - натурный эксперимент, физическое и численное моделирование. Первый этап НИР посвящен развитию имеющихся и созданию новых радиофизических и оптических методов и средств диагностики нижней, средней и верхней атмосферы Земли. Выполнен анализ научно-технической литературы по теме НИР, сформулированы основные критерии оптимального набора характеристик среды с целью формирования базы даны для исследования климатических трендов. Приведены результаты комплексного круглосуточного мониторинга физических полей окружающей среды, позволившего существенно пополнить базу геофизических данных. За отчётный период получены 97 высотных профиля стратосферного аэрозоля и температуры в интервале высот от 15-20 до 50-60 км, пополнена база данных матриц обратного рассеяния света (МОРС). Впервые измерена МОРС от зеркально отражающего слоя перистых облаков. Как интересное событие, отмечено появление 4 июля над Томском серебристых облаков толщиной 2-3 км на высоте 80км. Приведены результаты модернизации Высотного поляризационного лидара с целью улучшения его технических характеристик. Проведены патентные исследования по теме проекта. Полученные результаты представляют интерес для развития методов и аппаратуры дистанционного зондирования атмосферы, а также для углубления знаний о микроструктуре облаков верхнего яруса, об ионосфере Земли и процессах протекающих в них.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201162684 Дата регистрации ИК: 2011-11-30
Промежуточный реферат №2
Разработана методика измерения элементов матрицы обратного рассеяния света облаков верхнего яруса в светлое время суток, которая основана на подавлении мощного сигнала обратного рассеяния из «ближней зоны» лидара с помощью электрооптического затвора и одновременном увеличении энергии зондирующих импульсов. Экспериментально показано, что для измерений совокупности 16 профилей интенсивности рассеянного назад излучения фотоэлектронным умножителем, работающем в режиме счёта фотонов, необходимо произвести накопление, не менее чем, по 200 импульсам лазера при частоте следования импульсов 10 Гц. Приведен анализ метеопараметров на высотах наблюдения облаков. Приведены результаты наблюдения за изменением вертикальной структуры аэрозоля и распределением температуры. Проведена обработка полученных суммарных сигналов и, таким образом, продолжен набор и накопление данных для создания статистически обеспеченного ряда наблюдений вертикального распределения аэрозоля и температуры над регионом Западной Сибири. Сформирована база данных временных рядов характеристик околоземной среды для климатических исследований. Описаны гибридная модель трендов, спектральное оценивание на основе метода максимальной энтропии и алгоритм оценки комплексного спектра максимума энтропии. Проведена оценка комплексного спектра максимума энтропии гармонического колебания и прогнозирование солнечной активности на основе оценок комплексного спектра максимума энтропии. Изложен алгоритм ангармонического спектрального разложения. Проведены расчетные и экспериментальные оценки разрешения и глубины сцены голографических методов при исследовании частиц различной формы.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201250712 Дата регистрации ИК: 2012-01-25
Промежуточный реферат №3
Объектом исследования являются климатообразующие физические и метеорологические величины в нейтральной атмосфере Земли и ионосфере. Цель проекта: установление основных взаимосвязей и закономерностей изменения характеристик и свойств физических и метеорологических полей околоземной среды на основе мониторинговых исследований на УСУ «ЛИДАР-ИОНОЗОНД», уточнение и развитие соответствующих математических моделей для использования их в прогностических целях. Методы исследования - натурный эксперимент, физическое и численное моделирование. Третий этап НИР посвящен исследованию трендовых и динамических изменений физических и метеорологических полей околоземной среды, дальнейшему набору экспериментальных данных и развитию методов лазерного поляризационного зондирования на основе теории двукратного рассеяния. В отчете по третьему этапу изложены основные результаты по НИР. Проведен статистический анализ подготовленных на предыдущих этапах временных рядов с целью выявления климатических изменений в виде основных трендов. Среднесуточная температура воздуха в годы максимума солнечной активности в среднем примерно на 4 С выше, чем в годы минимума. В суточном ходе атмосферного давления максимум приходится на 10 часов, и наблюдается два минимума - на ночное время (~ 4 ч.) и дневное время (~ 16 ч.). Максимальная амплитуда наблюдается в годы минимума солнечной активности, минимальная – в годы максимума. Оценки спектров критической частоты ионосферного слоя F2 по данным Томской ионосферной станции за период с 1937 по 2011 гг. позволяют сделать вывод о наличии характерного суточного хода амплитуд и частот основных линий спектра вариаций f0F2 и существенного влияния цикла солнечной активности на форму спектра.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201258947 Дата регистрации ИК: 2012-06-09
Заключительный реферат
Объектом исследования являются климатообразующие физические и метеорологические величины в нейтральной атмосфере Земли и ионосфере. Цель проекта: установление основных взаимосвязей и закономерностей изменения характеристик и свойств физических и метеорологических полей околоземной среды на основе мониторинговых исследований на УСУ «ЛИДАР-ИОНОЗОНД», уточнение и развитие соответствующих математических моделей для использования их в прогностических целях. Методы исследования - натурный эксперимент, физическое и численное моделирование. Четвертый заключительный этап НИР посвящен обобщению, анализу и оценке результатов исследований трендовых изменений характеристик различных слоёв земной атмосферы, влияния стратосферы и тропосферы на состояние верхней и средней атмосферы. Описан метод физического моделирования анизотропной среды в лабораторных условиях. Доказана возможность регистрации формы и ориентации ансамблей частиц с помощью цифровой голографии. С помощью численного моделирования отработана методика оценки параметров функции распределения размеров облачных частиц по характеристикам лидарного сигнала двукратного рассеяния. Проведено сравнение и обобщение результатов наблюдений за стратосферным аэрозолем в рамках межрегиональной лидарной сети Томск-Якутск-Камчатка с привлечением аэрологической и спутниковой информации. Исследованы трендовые модели, описывающие основные закономерности характеристик и свойств физических и метеорологических полей атмосферы Земли. Среднемесячные значения приземной температуры по данным измерений на УСУ превышают климатические нормы на 1,6 – 7,2 °С. Наибольшие превышения среднемесячных значений приземной температуры наблюдаются для весенних (7,2 °С) и осенних (5,9 °С) месяцев. В летний и зимний периоды превышение среднемесячных значений приземной температуры от климатических норм составляют примерно от 1 °С до 4 °С.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201351229 Дата регистрации ИК: 2013-01-23
Заказчик
Министерство образования и науки Российской Федерации, ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» Мероприятие 1.8 Проведение исследований с использованием уникальных стендов и установок, а также уникальных объектов научной инфраструктуры (включая обсерватории, ботанические сады, научные музеи и др.), научных организаций и образовательных учреждений высшего профессионального образования;шифр заявки 2011-1.8-518-005-140, ГК № 16.518.11.7048 от 12.05.2011
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
37.21.03 ( ГЕОФИЗИКА. Метеорология. Метеорологические приборы и методы наблюдений и обработки данных. )
551.501; 551.380; 572094 2011-1.8-518-005-140 16.518.11.7048
Ключевые слова
АТМОСФЕРА, КЛИМАТООБРАЗУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ПОЛЯ, ДИСТАНЦИОНЫЕ МЕТОДЫ, ЗОНДИРОВАНИЕ АТМОСФЕРЫ, ВЫСОТНЫЙ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ ЛИДАР, ИОНОСФЕРНАЯ СТАНЦИЯ
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99