Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание новых методов и средств мониторинга гидрометеорологической и геофизической обстановки на архипелаге Шпицберген и в Западной Арктической зоне Российской Федерации

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
гидрометеорологическая обстановка, геофизическая обстановка, мониторинг, ледовая обстановка, айсберговая опасность, спутниковые наблюдения, опасные арктические гидрометеорологические и геофизические процессы и явления, опасные геодинамические явления, сейсмическая активность, загрязнение, информационно-телекоммуникационная инфраструктура, аппаратно-программный комплекс, шпицберген, западная арктика

Цель проекта:
Развитие прикладных научных исследований относится к одному из наиболее эффективных и соответствующих национальным интересам РФ в Арктике видов деятельности на архипелаге Шпицберген, направленных на обеспечение разработки важнейших научно-технологических решений, необходимых для инновационного развития в масштабе отдельных секторов экономики и международного сотрудничества. Области и объекты разработок комплексного проекта сформированы в соответствии с научно-техническими проблемами, рисками и приоритетами, определенными в «Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года», утвержденной Президентом РФ 20.02.2013 г., и отвечают приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в РФ. Актуальность проблемы мониторинга гидрометеорологической и геофизической обстановки на архипелаге Шпицберген и в Западной арктической зоне РФ, где активно развивается морская деятельность, очевидна. В связи с этим, а также учитывая новые технические и информационные возможности, появившиеся в последние годы, существуют необходимость и возможность разработки новых методов и средств такого мониторинга. Целью проекта является создание экспериментальной информационно-телекоммуникационной инфраструктуры комплексного высокоточного спутникового мониторинга опасных арктических гидрометеорологических и геофизических процессов и явлений в Западной арктической зоне РФ, использующей выгодное географическое положение архипелага Шпицберген и направленной на снижение природных рисков и предупреждение техногенных катастроф, обеспечение безопасности навигации, выявление и предупреждение экологически опасных загрязнений.

Основные планируемые результаты проекта:
В рамках ПНИЭР планируется разработать высокоточный метод и программные средства автоматизированного определения характеристик ледяного покрова (включая айсберги) по спутниковым радиометрическим данным и высокоразрешающим спутниковым радиолокационным изображениям, методы и программные средства прогнозирования распределения ледяного покрова и его дрейфа в исследуемом районе, включая сплоченность, возрастной состав, дрейф, нарушения сплошности, дрейф айсбергов, а также высокоточный метод и программные средства обнаружения айсбергов с использованием спутниковой информации высокого пространственного разрешения, получаемой с радиолокационных спутников и спутниковых радиометров оптического спектрального диапазона. Высокоточные методы и разрабатываемые на их основе программные средства мониторинга ледовой обстановки, спутникового мониторинга и предупреждения айсберговой опасности обеспечат подготовку оперативных исходных ледовых и метеорологических данных для работы в режиме прогноза, выполнения прогноза состояния ледяного покрова, а также преобразования и комплексирования выходной ледовой информации в формат, используемый в геоинформационных системах. Разрабатываемые высокоточный метод и программные средства обнаружения айсбергов позволят выделить объекты на водной поверхности при скорости ветра до 10 м/с с размерами не менее 2-х элементов пространственного разрешения спутникового изображения.
Создание методов климатического прогноза основных климатических параметров в зоне архипелага Шпицберген и в Западной арктической зоне РФ, а также исследование связи изменчивости характеристик климата внутри региона с глобальными изменениями климата и исследования воспроизведения установленных связей моделями циркуляции океана обеспечат прогнозирование основных климатических параметров (температура воздуха, ледовитость, повторяемость опасных гидрометеорологических явлений) с заблаговременностью от месяца до года и с оправдываемостью не ниже 70% при принятой в официальных нормативах допустимой ошибке прогноза.
Разработка методов, алгоритмов и программных средств высокоточного восстановления по спутниковым данным параметров атмосферы и атмосферных явлений и идентификации по спутниковым данным опасных природных явлений, а также модернизация прогностических и диагностических моделей динамики атмосферы, океана и криосферы для исследуемого района позволят восстановить ключевые параметры атмосферы в неблагоприятных погодных условиях, включая облачность большого водозапаса, штормовые ветры и волны.
Создание методов и методик высокочувствительного детектирования опасных химических элементов и соединений в морских водах и в донных отложениях акватории архипелага Шпицберген и Западной арктической зоны РФ, а также база данных распространения и распределения этих элементов и соединений обеспечат определение тяжелых металлов в морских водах, хлорфенолов в морской воде и донных отложениях, общего органического углерода в морской воде и полициклических ароматических углеводородов в снеге, ледяном покрове и почве.
Разработка высокоточных методов и программных средств автоматического детектирования сейсмической активности и опасных геодинамических явлений, методов локации и кластеризации сейсмических сигналов, связанных с опасными геодинамическими процессами и взрывами, и методики высокоточного дистанционного контроля калвинга выводных ледников в исследуемом районе и создания базы данных типовых волновых форм прогностических сейсмологических и акустических сигналов, связанных с деструкцией и калвингом выводных ледников как источника айсберговой угрозы обеспечат гарантированную регистрацию и классификацию естественных землетрясений и льдотрясений с магнитудным порогом выше М = 2.0 в пределах эксплуатируемых участков недр и на наиболее опасных по генерации айсбергов кромках ледниковых покровов. Метод и программные средства определения вариаций параметров сейсмического режима в зоне архипелага Шпицберген и в Западной арктической зоне РФ на основе обработки данных сейсмический станций Архангельской сети обеспечат определение следующих основных параметров сейсмического режима: пространственно-временное распределение землетрясений, выделившуюся энергию землетрясений, сейсмическую активность и наклон графика повторяемости.
Разработка экспериментальных аппаратно-программных комплексов (ЭАПК) мониторинга гидрометеорологической и геофизической обстановки на архипелаге Шпицберген и в Западной арктической зоне РФ обеспечит автоматизацию вышеперечисленных методов.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Будут созданы экспериментальные аппаратно-программные комплексы (ЭАПК) мониторинга гидрометеорологической и геофизической обстановки на архипелаге Шпицберген и в Западной Арктической зоне РФ, в том числе:
ЭАПК спутникового мониторинга и прогноза ледовой обстановки;
ЭАПК мониторинга айсбергов и прогноза их дрейфа (включая предупреждение айсберговой опасности);
ЭАПК мониторинга и прогноза состояния атмосферы, гидросферы и криосферы;
ЭАПК мониторинга и прогноза климатических изменений в зоне архипелага Шпицберген и в Западной арктической зоне РФ;
ЭАПК мониторинга загрязнения территории и акватории экологически опасными химическими элементами и соединениями;
ЭАПК сейсмоинфразвукового мониторинга и детектирования сейсмической активности и опасных геодинамических явлений в районах разведки и добычи энергетических сырьевых ресурсов;
ЭАПК мониторинга и детектирования вариаций сейсмических параметров для оценки сейсмического режима в районах разведки и добычи энергетических сырьевых ресурсов.

Новизна научных (технологических) решений:
разработка использующих данные спутникового наблюдения новых высокоточных методов и разработанных на их основе программных средств мониторинга и прогноза ледовой обстановки, климатических изменений, состояния атмосферы, гидросферы и криосферы, спутникового мониторинга и предупреждения айсберговой опасности в зоне архипелага Шпицберген и в Западной арктической зоне РФ;
разработка новых высокоточных методов и разрабатываемых на их основе программных средствх мониторинга загрязнения территории и акватории архипелага Шпицберген и Западной арктической зоны РФ экологически опасными химическими элементами и соединениями;
разработка новых методов и разрабатываемых на их основе программных средств мониторинга и детектирования сейсмической активности и опасных геодинамических явлений в районах разведки и добычи энергетических сырьевых ресурсов в зоне архипелага Шпицберген и в Западной арктической зоне РФ;
создание на основе разработанных новых высокоточных методов мониторинга экспериментальных аппаратно-программных комплексов (ЭАПК) мониторинга, образующих распределенную инфраструктуру комплексного высокоточного спутникового мониторинга и прогноза опасных гидрометеорологических и геофизических процессов и явлений в Западной арктической зоне РФ;
повышение точности и автоматизация разрабатываемых методов и программных средств.

Сравнение с результатами аналогичных работ.
Анализ научно-технической и нормативной литературы за период с 2009 по 2014 гг. по вопросам прогнозирования ледовых условий показал, что в целом отечественная наука и практика в данной области соответствуют мировому уровню. Отличия между российскими и зарубежными прогностическими методиками невозможно однозначно трактовать как преимущества или отставание той или иной стороны. Например, американская Арктическая система диагноза и прогноза (Arctic Cap Nowcast/Forecast System, ACNFS) опирается на усвоение исходных ледовых данных SSM/I и AMSR-E, которые формируются как результат автоматической обработки микроволновых спутниковых изображений, что дает преимущества, связанные с уменьшением доли ручного труда, однако, порождает зависимость от пространственного разрешения самих данных, т.к. оба ресурса SSM/I и AMSR-E имеют растровую структуру с шагом 25 и 12,5 км соответственно. В российской практике исходные ледовые данные формируются как результат экспертной (неавтоматической) обработки спутниковых изображений, однако они имеют чисто векторный формат, что дает возможность усваивать такие данные в любой ледовой прогностической модели без ущерба для точности.
Разрабатываемые методы классификации морского ледяного покрова и обнаружения айсбергов по спутниковым данным высокого пространственного разрешения основаны на применении современного математического аппарата, использующего расчет статистических оценок двумерных полей, позволяют автоматизировать процесс классификации при минимизации субъективных ошибок дешифрирования и оперативно донести до потребителя информацию о состоянии ледяного покрова и наличии айсберговой угрозы. Используемый подход соответствует мировому уровню.
Функциональные возможности разработанной программы обнаружения айсбергов с использованием спутниковой информации, получаемой с радиолокационных спутников и радиометров оптического спектрального диапазона, соответствуют возможностям программ, разработанных мировыми лидерами в области разработки методов обнаружениями айсбергов с помощью спутниковых РЛ-данных – Канадской ледовой службой и французской компанией Total.
Обзор по проблемам мониторинга и прогноза климатических изменений в зоне архипелага Шпицберген и в Западной арктической зоне РФ будет наиболее полным на сегодня обобщением отечественных и зарубежных публикаций по 2014 год включительно, посвященных оценкам происходящих климатических изменений в регионе, их связи с глобальными изменениями, причинам региональных климатических изменений и возможности их прогнозирования, выполненным как по данным наблюдений, так и по расчетам на глобальных моделях климата, моделях циркуляции Мирового океана.
Анализ и систематизация угроз климатических изменений с оценкой степени опасности для конкретных локальных районов Западной Арктики, основанный на опыте и данных многолетних отечественных наблюдений и исследований гидрометеорологических и климатических условий в регионе, не имеет аналогов среди отечественных и зарубежных работ.
Результаты исследования и установления связей изменчивости характеристик климата внутри региона Западной Арктики с глобальными изменениями климата позволят впервые в мировой практике установить дальние связи климатических изменений в регионе и в различных областях Мирового океана и использовать их при разработке методов прогноза климатических изменений в регионе и связанных с ними опасных природных явлений.
Разработанные методы и методики не уступают современному мировому уровню исследований в области экоаналитической химии и основаны на использовании наиболее современных технологий количественного химического анализа: рентгене флуоресцентной спектроскопии полного внешнего отражения, жидкостной и газовой тандемной хроматомасс-спектрометрии. Использованные подходы позволили достичь пределов обнаружения целевых компонентов, скорости и селективности анализа, не уступающих лучшим мировым аналогам, а в ряде аспектов превосходящих их. В частности использование метода полного внешнего отражения для рентгенофлуоресцентного определения тяжелых металлов позволило обеспечить анализ морской воды на уровне концентраций от мг/литр с использованием мобильного исследовательского комплекса, в то время как, проведение подобного анализа традиционным методом атомно-абсорбционной или атомно-эмиссионной спектрометрии требует использования стационарной лаборатории и газов высокой чистоты при сопоставимом уровне чувствительности.
КФ ГС РАН, начиная с 2002 года, эксплуатирует современный сейсмоинфразвуковой комплекс в Мурманской области в условиях, близких к арктическим, производит его модернизацию и обслуживание, постоянно совершенствует методики обработки данных. Размещение аналогичных комплексов на арктических островах и их адаптация к сложным условиям Арктики позволят осуществлять сейсмический и инфразвуковой мониторинг опасных динамических процессов в литосфере, криосфере и атмосфере на качественно новом уровне, существенно увеличив разрешающую способность действующей на сегодняшний день сети наблюдения. Ожидаемые результаты сопоставимы с мировым уровнем. Мониторинг сейсмических событий Западной арктической зоны РФ, включая полярные области – хребет Гаккеля, уникален. Проведение непрерывного сейсмического мониторинга арх. Земля Франца-Иосифа не имеет аналогов в мире. Это самая северная станция в России, позволяющая захватить сейсмичность Северного Полюса. В мировом масштабе самая северная сейсмическая станция расположена в Гренландии. Уточнение строения земной коры и верхней мантии с использованием функции приемника сравнимо с мировыми аналогами, для Западной арктической зоны РФ - аналогов нет. Полученные результаты сопоставимы с аналогичными разработками мирового уровня, в частности, ориентиром является агенство NORSAR, являющееся международно-признанной, независимой, некоммерческой организацией, занимающейся фундаментальными исследованиями в области сейсмологии и разработкой геофизического программного обеспечения.
В настоящее время существует широкий перечень природных явлений и параметров, определение которых по данным дистанционного зондирования остается недоступным или затруднительным: мезомасштабная изменчивость океана, течения, фронты, апвелинг и даунвелинг, нефтяные загрязнения и др. Проблематичной остается идентификация опасных атмосферных мезомасштабных явлений, таких как, например, полярные циклоны. На сегодняшний момент является актуальной проблема повышения точности по данным наземных наблюдений восстанавливаемых параметров и расширения областей применения методов. Мировые исследования физики границы раздела океан-атмосфера при штормовых ветрах позволили понять взаимодействия океана и атмосферы в таких условиях, однако, ряд важнейших вопросов остается нерешенным. Эти и другие проблемы физики морской поверхности и атмосферы в приложении к задачам обеспечения точности и достоверности мониторинга и прогноза состояния атмосферы, гидросферы и криосферы в зоне архипелага Шпицберген и в Западной арктической зоне РФ будут являться неотъемлемой частью исследований в предлагаемом проекте.
Использование разработанных методов и алгоритмов высокоточного восстановления по спутниковым данным параметров атмосферы и атмосферных явлений позволило осуществлять прогноз опасных явлений с точностью, превышающий точность аналогов мирового уровня. Так, например, точность восстановления интегрального влагосодержания атмосферы, используемого для определения полярных циклонов, выше точности американского аналога Remote sensing system на 50%, что подтверждено измерениями радиозондов.
В части создания спутникового мониторинга и прогноза ледовой обстановки для достижения заявленных результатов предполагается:
 адаптировать к акватории Западной Арктики (моря Баренцево и Карское) существующую версию совместной модели «лед-океан», используемую в настоящее время для прогнозирования эволюции ледяного покрова в арктических и замерзающих неарктических морях, повысить степень автоматизации процедуры комплексирования исходных данных, а также процедуры преобразования результатов прогноза в формат современных геоинформационных систем. Модель даст возможность прогнозировать с пространственным разрешением 25 км в Западной Арктике и с разрешением 5 км в районе арх. Шпицберген и с высокой достоверностью основные характеристики ледяного покрова: сплоченность, возрастной состав, дрейф;
 адаптировать к акватории Западной Арктики существующую версию модели дрейфа айсберга, используемую в настоящее время для прогнозирования движения айсбергов в Карском море, которая будет учитывать внешние силы, влияющие на дрейф айсберга, включая окружающий ледяной покров; усовершенствовать трехмерную модель динамики моря, а также существенно уточнить алгоритмы расчета массо-габаритных характеристик айсберга на основе данных экспедиционных исследований ААНИИ последних лет.
В части создания мониторинга айсбергов и прогноза их дрейфа (включая предупреждение айсберговой опасности) для достижения заявленных результатов предполагается:
 адаптировать к акватории Западной Арктики методику автоматизированного определения характеристик ледяного покрова по спутниковым данным, основанную на использовании метода нейронных сетей;
 усовершенствовать методику обнаружения айсбергов в арктических морях, используемую в настоящее время посредством более полного учета условий зондирования, поляризации сигнала и состояния подстилающей поверхности;
 повысить степень автоматизации процедуры обнаружения айсбергов по спутниковым данным с одновременным повышением вероятности обнаружения айсбергов.
В части создания мониторинга и прогноза состояния атмосферы, гидросферы и криосферы предполагается:
-разработать методы и алгоритмы восстановления по спутниковым данным параметров атмосферы, гидросферы и криосферы на основании развития физики измерений и физики взаимодействия океана и атмосферы в условиях экстремальных природно-климатических условий, включая низкие температуры воздуха, сильные ветры и наличие ледяного покрова на акватории арктических морей с использованием данных численного моделирования и результатов анализа спутниковых данных разного пространственного разрешения;
-разработать новые методы идентификации по спутниковым данным опасных природных явлений, включая определение границ суб- и мезомасштабных течений, внутренних волн, опасных ледовых явлений, зон сильных ветров и полярных циклонов.на основании физико-математического моделирования и синергетического анализа спутниковых данных, учитывая данные высокого разрешения российских и зарубежных спутниковых платформ.
Тестирование методов будет осуществляться как на имеющихся архивных спутниковых данных, так и на данных новых и планируемых к запуску спутниковых измерительных систем, в частности, радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА) на борту спутников Radarsat-2 и Sentinel-1, пассивных микроволновых радиометров AMSR2 и SSMIS на борту спутников GCOM-W1 и DMSP, микроволнового радиометра на борту спутника SMOS, микроволнового пассивного/активного датчика на борту спутника TRMM, радиометра AQUARIUS и планируемого к запуску радиометра SMAP, скаттерометра ASCAT на борту спутников Metop-A, B и при доступности – на данных российских спутниковых платформ.
В части создания мониторинга и прогноза климатических изменений предполагается:
-выполнить систематизацию исторических и современных данных о состоянии морской среды, морского льда, ледников и многолетней мерзлоты, атмосферы и антропогенных примесей в ней (за основу для базы данных для региона будет принята база океанографических данных Северо-Европейского бассейна и Северной Атлантики).
-развить региональную модель циркуляции Северо-Европейского бассейна и Арктического океана для оценки региональных связей;
-разработать методы климатического прогноза основных климатических параметров в зоне архипелага Шпицберген и в Западной арктической зоне РФ, основанных на выявленных дальних и региональных зависимостях, обеспечивающих заблаговременность климатического прогноза от нескольких лет до нескольких месяцев;
-исследовать повторяемость опасных гидрометеорологических явлений путем анализа ежедневных и срочных данных о метеорологических характеристиках, колебаниях уровня моря, ледовых явлениях в регионе за период наблюдений и с учетом изменений климата;
-разработать количественные критерии и метод оценки уязвимости наземных компонент природной среды архипелага Шпицберген и Западной арктической зоны РФ на основе повторяемости опасных гидрометеорологических явлений, мониторинга аэрозольного загрязнения атмосферы, составляющих теплового баланса поверхности.
В части создания мониторинга загрязнения территории и акватории экологически опасными химическими элементами и соединениями предполагается:
-разработать методики высокочувствительного определения тяжелых металлов в морских водах методом рентгено-флуоресцентной спектроскопии полного внешнего отражения, методики высокочувствительного определения хлорфенолов в морской воде методом жидкостной хроматомасс-спектрометрии, методики высокочувствительного определения хлорфенолов в донных отложениях методом жидкостной хроматомасс-спектрометрии, методики определения общего органического углерода в морской воде;
-разработать методики высокочувствительного определения полициклических ароматических углеводородов в снеге, в ледяном покрове и в почве.
В части создания сейсмоинфразвукового мониторинга и детектирования сейсмической активности и опасных геодинамических явлений предполагается:
-разработать программы для сбора, накопления и обработки данных комплекса в реальном режиме времени, провести предварительные испытания, выполнить проверку и тестирование режимов работы оборудования и ПО на соответствие требованиям системы мониторинга с оформлением протоколов испытаний;
-разработать практические рекомендации по применению комплекса, конечную документацию и справочно-методические материалы.
В части создания мониторинга и детектирования вариаций сейсмических параметров предполагается:
-разработать алгоритм автоматического детектирования, основанный на методах совместного поляризационного анализа фаз Р и S;
-разработать годографы на основе одномерных скоростных моделей строения земной коры и верхней мантии островных и шельфовых территорий Евро-Арктического региона, в частности, архипелагов Шпицберген и Земля Франца-Иосифа. В свою очередь, скоростные модели будут получены по экспериментальным данным сейсмических станций.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разрабатываемые новые высокоточные методы и аппаратно-программные средства предназначены для реализации принципиально новых инструментальных, методических и технологических возможностей в сфере мониторинга и прогноза гидрометеорологической и геофизической обстановки на архипелаге Шпицберген и в Западной арктической зоне РФ.
Дальнейшие работы по использованию результатов ПНИЭР нацелены на автоматизацию процессов усвоения исходных данных, расчетов и преобразования информации с целью увеличения оперативности, производительности, надежности и точности обнаружения айсбергов и прогнозирования их перемещения, а также оценки айсберговой угрозы для инфраструктурных инженерных объектов и обеспечения безопасного судоходства в Западной Арктике. Результаты ПНИЭР могут быть использованы для специализированных информационных систем по обеспечению деятельности в Арктике:
-специализированное гидрометеорологическое и ледовое обеспечение судоходства (морские транспортные системы);
-специализированное гидрометеорологическое обеспечение арктических аварийно-спасательных центров МЧС;
-системы управления ледовой обстановкой поискового и добычного бурения в ледовых условиях (НК «Роснефть», ОАО «Газпром» и др.);
-системы обеспечения деятельности ВС в Арктике, включая морские, воздушные и наземные операции.
Кроме того, полученные результаты могут быть использованы для краткосрочного, среднесрочного прогнозирования природных условий при планировании морской деятельности; для обеспечения природоохранной деятельности.
Разрабатываемые новые высокоточные методы и аппаратно-программные средства мониторинга внесут определенный вклад в развитие научно-технических и технологических направлений в области рационального природопользования, развития науки и технологий мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, гидрометеорологического и геофизического обеспечения военной безопасности, оптимизации морских операций в ледовых условиях, развитие технологий и методов в обеспечение безопасности морских операций.
Реализация проекта позволит снизить риски и предупредить техногенные катастрофы, вызванные опасными природными процессами в районах разведки и добычи энергетических сырьевых ресурсов Западной арктической зоны РФ; обеспечит безопасность навигации по Северному морскому пути, транзитных перевозок, а также безопасность трансполярных воздушных маршрутов; позволит выявить и предупредить экологически опасные загрязнения территории и акватории архипелага Шпицберген и Западной арктической зоны РФ, вызванные хозяйственной деятельностью российских и международных организаций.

Текущие результаты проекта:
Для создания ЭАПК мониторинга и прогноза ледовой обстановки разработаны новый высокоточный метод и программные средства автоматизированного определения характеристик ледяного покрова по спутниковым данным оптического спектрального диапазона и спутниковым радиолокационным изображениям высокого разрешения. Усовершенствованы метод и разработаны программные средства прогнозирования распределения ледяного покрова и его дрейфа в исследуемом регионе, проведены исследования повторяемости опасных ледяных явлений в зоне архипелага Шпицберген и в Западной арктической зоне РФ.
Для создания ЭАПК мониторинга и предупреждения айсберговой опасности разработаны комплексные критерии определения айсберговой угрозы и метод оценки степени айсберговой опасности для конкретных локальных районов Западной Арктики, метод и программные средства прогнозирования дрейфа айсбергов. Разработаны новый высокоточный метод и программа обнаружения айсбергов с использованием спутниковой информации высокого пространственного разрешения и метод оперативного доведения до потребителей информации и предупреждений об айсберговой опасности.
Для создания ЭАПК мониторинга и прогноза климатических изменений разработаны новый высокоточный метод и программные средства оценки потенциально опасных глобальных и региональных климатических изменений и климатического прогноза основных климатических параметров в исследуемом районе. Разработана специализированная база данных для оценки и прогнозирования климатических изменений и связанных с ними опасных природных явлений, проведены исследования повторяемости опасных гидрометеорологических явлений в исследуемом районе и разработаны количественные критерии и метод оценки уязвимости наземных компонент природной среды.
Для создания ЭАПК мониторинга и прогноза состояния атмосферы, гидросферы и криосферы разработаны методы, алгоритмы и программные средства высокоточного восстановления по спутниковым данным параметров атмосферы и атмосферных явлений, проведена модернизация прогностических и диагностических моделей динамики атмосферы, океана и криосферы.
Для создания ЭАПК мониторинга загрязнения территории и акватории экологически опасными химическими элементами и соединениями разработаны методы и методики определения тяжелых металлов, хлорфенолов и общего органического углерода в морской воде и полициклических ароматических углеводородов в снеге, ледяном покрове и почве и база данных распространения и распределения опасных химических элементов и соединений в морских водах и в донных отложениях.
Для создания ЭАПК сейсмоинфразвукового мониторинга и детектирования сейсмической активности и опасных явлений разработаны новые методы и программа автоматического детектирования сейсмической активности и опасных геодинамических явлений, макет карты-схемы кластерных совокупностей разноранговых сейсмических событий как основы для выделения районов повышенной современной геодинамической опасности. Разработаны новые методы и программные средства автоматического детектирования, локации и кластеризации сейсмических сигналов, связанных с опасными геодинамическими процессами и взрывами и методика высокоточного дистанционного контроля калвинга выводных ледников. Создана база данных типовых волновых форм прогностических сейсмологических и акустических сигналов, связанных с деструкцией и калвингом выводных ледников как источника айсберговой угрозы.
Для создания ЭАПК мониторинга и детектирования вариаций сейсмических параметров для оценки сейсмического режима разработаны новый высокоточный метод и программные средства определения местоположения эпицентров сейсмической активности на основании совместной обработки доступных данных арктических сейсмических станций. Разработаны методика и программные средства определения вариаций параметров сейсмического режима в исследуемом районе.