КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-77-10043

НазваниеЭкспериментальные исследования высотной структуры аэрозольных полей атмосферы над озером Байкал, в том числе в периоды экстремальных природных явлений и техногенных воздействий

Руководитель Насонов Сергей Владимирович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук , Томская обл

Конкурс №71 - Конкурс 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-605 - Радиационные процессы в атмосфере

Ключевые слова Аэрозольные загрязнения, озеро Байкал, лазерное зондирование, лидар, поляризация, упругое и комбинационное рассеяние

Код ГРНТИ29.31.27

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Атмосферный аэрозоль в значительной степени определяет оптические свойства атмосферы и, наряду с парниковыми газами, выделен Межправительственной группой экспертов по изменению климата в качестве одного из ключевых объектов исследований в задачах фундаментальных проблем климатологии. Крупномасштабный перенос атмосферных загрязнений в результате природных, техногенных выбросов и различных катастроф находится среди первостепенных факторов, влияющих как на экологическую безопасность обширных регионов нашей планеты, так и климатические изменения. Поэтому сохранение качества окружающей среды, безопасность населения, противодействие экологическим угрозам – являются ключевыми вопросами во всем мире. Одними из наиболее перспективных средств в атмосферных исследованиях являются лидары, позволяющие на новом качественном и количественном уровне получать необходимую информацию об изучаемых объектах. Реализация с помощью лидаров различных методов зондирования, способствует получению большого набора оптико-физических величин составляющих атмосферы. Масштабы проведения необходимых исследований могут изменяться от локальных наблюдений в одной точке (контроль за выбросами промышленных предприятий, мониторинг состояния атмосферы над городами), до изучения процессов крупномасштабного переноса атмосферных примесей (извержения вулканов, лесные пожары, песчаные бури). Следует отдельно подчеркнуть значимость проведения исследований атмосферы над территорией уникального природного объекта – озера Байкал, внесенного в Список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО. Такие особенности Байкала, как его большая протяженность с юго-запада на северо-восток, огромная масса воды и горное окружение, обуславливают особые климатические условия и значительные различия в распределении метеорологических параметров в атмосфере над его котловиной. В свою очередь сложная система котловинной циркуляции воздушных потоков над озером, определяет механизмы формирования и переноса аэрозольных полей атмосферы. Помимо влияния естественных природных факторов, в последние годы активно возрастает антропогенное воздействие на окружающую среду Байкала за счет, в первую очередь, увеличения туристической нагрузки в данном регионе. Кроме того, одним из значимых источников загрязнения атмосферы и гидросферы Байкала являются эмиссии дымового аэрозоля от лесных пожаров в Сибири, число которых в связи с потеплением климата возрастает. Для сохранения уникальной экологической системы озера Байкал правительством РФ осуществляется активная природоохранительная деятельность, направленная на уменьшение негативного воздействия на окружающую среду объекта всемирного природного наследия. В связи с вышесказанным, данный проект, направленный на модернизацию аэрозольно-рамановского лидара для дистанционного зондирования аэрозольных полей атмосферы природного и антропогенного происхождения, совершенствование методов интерпретации и обработки получаемой информации, проведение комплексного оптического эксперимента, накопление и анализ экспериментальных данных о вертикальном распределении оптических и микрофизических свойств атмосферы озера Байкал, с учетом особенностей данного региона, является актуальным. В рамках выполнения проекта будет модернизирован многочастотный сканирующий поляризационный лидар для дистанционного зондирования атмосферы, определения положения и движения аэрозольных облаков, для экологического контроля промышленных выбросов и загрязнений атмосферы. Использование сигналов упругого и рамановского рассеяния на нескольких длинах волн (530 нм, 532 нм, 607 нм и 1064 нм), позволит восстанавливать как оптические параметры аэрозоля, так и его микрофизические характеристики. Регистрация сигналов будет осуществляться в аналоговом и в счетно-фотонном режимах работы на этих длинах волн, в темное и светлое время суток. Разрабатываемый лидар по своим основным техническим характеристикам будет соответствовать лучшим мировым образцам. За счет предложенных конструктивных решений будет реализована возможность размещения лидара на подвижных носителях (автомобилях, кораблях, самолетах), позволяя проводить исследования в сложных экспедиционных условиях, для исследования пространственного распределения аэрозольных полей как в локальных, так и региональных масштабах. Функция автоматизированного сканирования позволит регистрировать пространственно-временную картину распределения концентрации аэрозольных примесей. Одновременное использование нескольких длин волн излучения и регистрация поляризационных компонент сигналов позволит проводить селекцию техногенных и фоновых аэрозольных образований, выявлять источники их происхождения (промышленные выбросы, лесные пожары и т.д.). Дополнительно при интерпретации лидарных данных будут привлечена доступная информация, полученная из разных независимых источников: средств локального контроля атмосферы; баз данных о высотном распределении метеовеличин в атмосфере и синоптических карт для региона; траекторный анализ, с использованием модели HYSPLIT. В рамках выполнения проекта также планируются синхронные наземные лидарные и спутниковые (лидар CALIOP) экспериментальные исследования, с дальнейшим сопоставлением результатов измерений для оценки состояния атмосферы в масштабах региона. Создаваемые авторами данного проекта современные конкурентоспособные лидарные технологии мирового уровня, для задач атмосферных исследований, позволят значительно расширить представление о процессах формирования и распространения аэрозольных полей атмосферы озера Байкал. Полученные в ходе выполнения проекта результаты исследований, будут иметь большое значение для прогнозирования и предотвращения возможных климатоэкологических изменений.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---