Логин:
Пароль:

Работа №507
Название работы
Комплексные исследования характеристик и свойств климатообразующих физических и метеорологических полей в атмосфере Земли дистанционными оптико-радиофизическими методами 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
2007-01-01 2008-12-31
Аннотация
Проект направлен на экспериментальные исследования цепочки взаимосвязанных процессов: космофизические явления - состояние ионосферы- аэрозоле и облакообразование- образование кристаллических облаков - метеорологические параметры. Результатами предлагаемого проекта научных исследований должны быть:1) Эмпирическая модель, обобщающая установленные закономерности проявления солнечных событий в околоземной природной среде при различных гелиогеофизических условиях.2) Физико-математическая модель, обобщающая физическую интерпретацию результатов экспериментального обоснования исследованных механизмов воздействия солнечных событий на околоземную природную среду и состояние организма человека при различных гелиогеофизических условиях.3) Усовершенствованная технология лазерного зондирования облачных аэрозолей (аппаратура, методики и сопутствующее им математическое обеспечение) с использованием возможностей стробируемой по дальности высокочувствительной камеры на основе ПЗС матрицы.4) Пополнение имеющихся уникальных баз данных по лазерному зондированию тропосферных и стратосферных облаков и ионосферного зондирования.5) Предварительная эмпирическая модель влияния космофизических явлений на облакообразование.6) Внедрение результатов исследований в учебный процесс для подготовки студентов и магистров, специализирующихся в области дистанционной диагностики и контроля окружающей среды, в области разработки и создания современных оптико-электронных систем.7) Статистическая модель преимущественной ориентации ансамблей кристаллических частиц в перистых облаках.
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1004000 Федеральное агентство по науке и инновациям прикладное научное исследование
Промежуточный реферат №1
Описаны результаты исследований влияния солнечного затмения 19.03. 07г. на характеристики физических полей природной среды. Сделаны оценки степени воздействия аэродинамических и электростатических сил на ориентацию частиц в ледяных облаках. Впервые получены формулы для функций распределения по углам полярной и азимутальной ориентации в полидисперсных ансамблях пластинчатых и столбчатых частиц при совместном воздействии на них аэродинамических и электростатических сил в условиях деструктивного влияния на процесс ориентации теплового движения молекул воздуха и турбулентности. Разработан и реализован алгоритм, позволяющий рассчитать степень поляризации лидарного сигнала двукратного рассеяния от однородных облаков различной микроструктуры, находящихся на разной дальности, при зондировании импульсами с различным состоянием поляризации. Выполнен детальный анализ банка данных матриц обратного рассеяния облаков верхнего яруса и предложен формат, удобный для размещения их в сети INTERNET. Разработана структура web-страницы ЛИДАРа. Сформулированы концептуальные принципы программы развития УСУ \\\\\\\"ЛИДАР-ИОНОЗОНД\\\\\\\" как уникального комплекса для мониторинга наиболее значимых для климатологии характеристик и параметров атмосферы.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02200705147 Дата регистрации ИК: 2007-11-06
Промежуточный реферат №2
Описаны особенности комплексного непрерывного мониторинга характеристик физических полей окружающей среды. Описаны результаты иследований влияния солнечных вспышек на спектральные характеристики глобальных околоземных резонаторов. Обоснована возможность регистрации солнечных вспышек новым методом, основанным на исследовании характеристик электромагнитного фона КНЧ-диапазона. Преимуществами такого метода является малая стоимость оборудования, возможность автоматизации процесса обнаружения, а также возможность регистрации на поверхности Земли солнечных вспышек в любое время суток, не только днем, но даже и ночью. Разработана математическая модель нижней ионосферы, позволяющая получать значения электронных концентраций в любой точке ионосферы на высоте до 200 км в каждый момент времени при заданных параметрах солнечной активности. Кроме того, разработан метод математического моделирования амплитудно-фазовых характеристик шумановских резонаторо, который позволяет рассчитывать пространственно-временные энергетические спектры электромагнитных сигналов в КНЧ-диапазоне от заданного континиуума источников радиоизлучения с учетом пространственной неоднородности ионосферы в планетарном масштабе. Разработана теоретическая модель ориентации частиц кристаллических облаков, учитывающей совместное ориентирующее действие электрических и аэродинамичеких сил и деструктивное влияние атмосферной турбулентности. Рассмотрены два варианта механизма воздействия электромагнитного излучения, возникающего при магнитных возмущениях в ионосфере, на ориентацию ледяных частиц. Обоснована необходимость модернизации комплекса за счет создания СКР - канала высотного лидара. Разработан план поэтапной реализации ввода СКР - канала в лидарный комплекс.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02200801985 Дата регистрации ИК: 2008-03-11
Промежуточный реферат №3
В отчёте изложены результаты по третьему этапу НИР «Комплексные исследования характеристик и свойств климатообразующих физических и метеорологических полей в атмосфере Земли дистанционными оптико-радиофизическими методами на уникальных установках ТГУ: «Высотный поляризационный лидар для зондирования атмосферы (ЛИДАР) и Томская ионосферная станция (ИОНОЗОНД)». Описаны особенности комплексного непрерывного мониторинга спектральных характеристик электромагнитных полей КНЧ- диапазона. Проводимый в Томске непрерывный мониторинг ЭМ–полей КНЧ по длительности составляет полный цикл солнечной активности, что дает возможность выявлять также и долгопериодические зависимости. Для каждой резонансной моды имеет место свой собственный сезонно-суточный ход. При этом средние значения резонансных частот имеют квазипериодическую зависимость, как от времени суток, так и от сезона года. Продолжены лидарные измерения матрицы обратного рассеяния света (МОРС) облаков верхнего яруса, характеристик аэрозольных полей и вертикальных профилей молекулярного рассеяния и температуры в верхней тропосфере и стратосфере над Томском. На основе сравнительного анализа аналогичных лидарных данных, полученных в Якутске, выявлены особенности проявления стратосферных потеплений в северных широтах. Предложен новый метод решения уравнения калибровки лидара, основанный на общих свойствах МОРС и исследована его устойчивость путём численного моделирования эксперимента.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02200900638 Дата регистрации ИК: 2009-02-10
Промежуточный реферат №4
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Объектом исследований является поляризационный способ лазерного зондирования атмосферы и применяемый для реализации способа лазерный поляризационный локатор, которые разработаны и реализованы в Томском государственном университете. При этом указанный способ и лазерный поляризационный локатор применяются для измерения концентрации и характеристик содержащегося в атмосфере аэрозоля и определения прозрачности самой атмосферы. Данный способ лазерного зондирования атмосферы, а также реализующий этот способ лазерный поляризационный локатор предназначены: для мониторинга несферических частиц аэрозоля в тропосфере и нижней стратосфере; для изучения рассеяния и ослабления электромагнитного излучения оптического диапазона частицами несферической формы; для определения оптических характеристик аэрозоля в тропосфере и стратосфере; для изучения микроструктуры фонового аэрозоля средней атмосферы; для определения матрицы обратного рассеяния кристаллических облаков верхнего яруса; для изучения влияния внешних физических полей на ориентацию кристаллов перистых и перламутровых облаков; для определения поляризационных характеристик несферических частиц аэрозоля средней атмосферы; для изучения различных происходящих в атмосфере процессов, влияющих на состояние атмосферного аэрозоля.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02200805283 Дата регистрации ИК: 2008-11-10
Заключительный реферат
Описаны результаты комплексного непрерывного мониторинга характеристик физических полей природной окружающей среды. Из анализа лидарных данных и проведенного обобщения выявлены основные особенности термического режима стратосферы и вертикальной стратификации отношения аэрозольного рассеяния в области нижней мезосферы, и показана возможность формирования аэрозольных слоев над стратопаузой в периоды зимнего аномального поглощения радиоволн в ионосфере. Качественно подтверждается явление аномального зимнего поглощения радиоволн, которое может вызываться повышением турбулентности в атмосфере и выносом паров воды за стратопаузу. Результаты ионосферных наблюдений и мониторинга спектральных характеристик электромагнитного фона окружающей среды представлены в виде усредненных значений критических частот ионосферы и частот шумановских резонансов за каждый месяц наблюдений. По экспериментальным данным, полученным при сопряженном мониторинге, установлено, что вариации биоэлектрической активности головного мозга человека в условиях физиологического покоя достоверно сопряжены с изменениями параметров электромагнитного поля КНЧ диапазона (шумановские резонансы) в среде обитания. Уровень корреляционных взаимоотношений изменения амплитудных характеристик в диапазоне 6 – 16 Гц ритмов ЭЭГ и ЭМП варьирует от 0.12 до 0.65 ( =0.95) для выборки испытуемых в различные экспериментальные дни. Величина задержки между исследуемыми процессами, соответствующая максимуму сопряженности по величине моды, равна 30 с. Степень сопряженности вариаций биоэлектрической активности головного мозга человека с вариациями ЭМП КНЧ диапазона (6 – 16 Гц) определяется уровнем гелиогеофизического состояния окружающей среды. Максимумы корреляционных соотношений соответствуют повышенному уровню солнечной и магнитной активности. Представлены рабочие гипотезы взаимодействия ионосфера-аэрозоль и облака. Рассмотрены два варианта механизма воздействия электромагнитного излучения, возникающего при магнитных возмущениях в ионосфере, на ориентацию ледяных частиц.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02200805284 Дата регистрации ИК: 2008-11-10
Заказчик
ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы" Шифр работы 2007-7-1.8-00-05-135, Госконтракт № 02.518.11.7075 от 11 апреля 2007 г.
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
37.21.03 ( ГЕОФИЗИКА. Метеорология. Метеорологические приборы и методы наблюдений и обработки данных. )
551.501; 551.380; 228 2007-7-1.8-00-05-135 02.518.11.7075
Ключевые слова
атмосфера, климатообразующие физические и метеорологические поля, дистанционые оптико-радиофизические 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