Регистрация / Вход
Прислать материал

Мониторинг состава и строения атмосферы, состояния подстилающей поверхности Сибири с использованием методов и средств дистанционного оптического и акустического зондирования

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0674
Организация
ИОА СО РАН

Информация отсутствует

Соисполнители

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Белан Борис Денисович

Этапы проекта

1
29.03.2010 - 31.07.2010
1.1. Анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, по теме проекта.
1.2. Выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач.
1.3. Сопоставление ожидаемых показателей новой продукции после внедрения результатов НИР с существующими показателями изделий-аналогов или с действующей нормативно-технической документацией.
1.4 Разработка теоретических основ по
анализу данных многоволновых лидарных
и фотометрических наблюдений.
1.5. Изучение пространственно-временной изменчивости радиационно-активных компонентов газовых атмосферы по данным фотометрических и спутниковых наблюдений.
1.6. Разработка теоретических основ анализа данных лидарных и фотометрических наблюдений для восстановления высотной структуры озона, газовых составляющих озоновых циклов, водяного пара из анализа сигналов упругого и комбинационного рассеяния.
1.7. Интерпретация данных зондирования по оптическим и микрофизическим параметрам аэрозоля, фазовому составу облачности, основанная на анализе лидарных сигналов, обусловленных эффектами упругого и комбинированного рассеяния, изменения состояния поляризационных компонент;
1.8. Подготовка методических материалов для учебных программ, учебных планов и рабочих программ элективных курсов и циклов послевузовской переподготовки.
1.10. Проведение патентных исследований
1.16 Анализ пространственно-временной изменчивости аэрозольных характеристик атмосферы для оперативной атмосферной коррекции многоканальных спутниковых изображений земной поверхности.
1.17 Одновременное проведение измерений концентрации СО2 в атмосфере и в специализированных полупогружаемых камерах, сопровождающихся контролем метеорологических характеристик атмосферы, солнечной радиации и анализом синоптической обстановки.
1.19. Проведение экспериментов по лазерному зондированию газового состава атмосферы.
Развернуть
2
01.08.2010 - 15.11.2010
2.1 Проведение сетевых наблюдений с использованием солнечных фотометров в азиатской части России и экспедиционных измерений в отдельных районах Мирового океана;
2.2 Сопоставление вертикальных разрезов с данными по аэрозолю и газам с целью разделения источников примесей на in situ и адвективную компоненты.
2.3 Определение особенностей годового, дневного хода и синоптической изменчивости АОТ и влагосодержания атмосферы в условиях Западной Сибири (Томск), а также оценка радиационного форсинга аэрозоля для ряда типичных условий.
2.4. Разработка методов восстановления высотных профилей скорости и
направления ветра и параметров
атмосферной ветровой турбулентности из данных, измеренных 2-микронным
импульсным ветровым когерентным доплеровским лидаром.
2.5 Запуск в эксплуатацию метеорологического температурного профилемера МТП-5 в составе комплекса ТВК-1.
2.6 Разработка и изготовление комплекса многопозиционных контактных измерителей температуры и микропульсаций атмосферного давления в приземном слое атмосферы и его интеграция в комплекс ТВК-1.
2.7. Проведение измерений в разные сезоны года концентрации растворенного в воде диоксида углерода, биогенных элементов, численности и биомассы пико-, фитопланктона и микроорганизмов.
2.9. Исследование поражающих факторов природных пожаров.
2.10 Определение термокинетических постоянных сушки и пиролиза природных горючих материалов при различных значениях плотности лучистого теплового потока путем решения обратных задач физической и химической кинетики.
2.11. Мониторинг поля скорости ветра в пограничном слое атмосферы средствами локального и дистанционного акустического зондирования.
2.12 Анализ влияния атмосферной турбулентности, ветра и подстилающей поверхности Земли на эволюцию техногенных когерентных структур. Сравнение результатов теории и эксперимента.
Развернуть
3
01.01.2011 - 31.07.2011
3.1. Организация непрерывных (круглосуточные, ежечасные) измерений концентраций атмосферных газов: диоксида серы, сероводорода, аммиака, оксида и диоксида азота, суммарных углеводородов; газов участвующих в фотохимических процессах: озона, оксида и диоксида углерода, метана.
3.2. Оценка пространственных неоднородностей и определение годового хода спектральных АОТ, общего содержания Н2О и О3 для 2 - 3 регионов азиатской части России по данным сетевых и спутниковых (MODIS, TOMS) наблюдений.
3.3. Проведение регулярных измерений на Сибирской лидарной станции с участием студентов и аспирантов ТГУ и ИОА для получения информации о состоянии атмосферы.
3.4. Доработка и апробация ряда методик восстановления характеристик аэрозоля по данным фотометрирования прямой и рассеянной солнечной радиации (методики определения АОР аэрозоля, индикатрисы оптической толщи облаков и др.), а также исследование возможности распространения уже известных методик на ситуации малооблачной атмосферы.
3.5. Разработка метода одновременного восстановления профилей ветра и структурной характеристики показателя преломления из спектра мощности флуктуаций выделенных пространственных составляющих распределения интенсивности. Замкнутые компьютерные эксперименты по восстановлению профилей ветра с использованием разработанного алгоритма из моделируемых данных по распространению лазерного излучения в турбулентной атмосфере.
3.6. Верификация уравнений переноса тепла и импульса в приземном слое атмосферы при различных типах стратификации на основе результатов мониторинга средних и турбулентных характеристик полей скорости ветра и температуры средствами комплекса ТВК-1.
3.7. Выявление роли кислых осадков на характер изменения содержания диоксида углерода в поверхностной воде и, соответственно, на интенсивность и направление потоков.
3.8. Создание нового автоматизированного комплекса для прогноза возникновения, распространения и экологических последствий лесных пожаров
3.9. Организация и проведение школы-семинара по основным направлениям исследований НОЦ для студентов, аспирантов ТГУ и аспирантов ИОА СО РАН.
3.10. Исследование вертикального профиля химического состава воды и биоты в т. ч. флуореметрическими методами в литорали озера
3.11. Создание математических моделей для оперативного исследования и прогноза распространения в приземном слое атмосферы, осаждения выбросов горящих частиц, образовавшихся в результате лесных пожаров.
3.12. Создание математических моделей для оперативного исследования и прогноза распространения в приземном слое атмосферы, осаждения выбросов горящих частиц, образовавшихся в результате лесных пожаров.
Развернуть
4
01.08.2011 - 15.11.2011
4.1. Проведение регулярных измерений на Сибирской лидарной станции с участием студентов и аспирантов ТГУ и ИОА для получения информации о состоянии атмосферы.
4.2. Изучение свойств и закономерностей трансформации микроструктуры аэрозоля под влиянием различных факторов и физических полей в атмосфере.
4.3. Разработка метода и алгоритмов восстановления профилей ветра из пространственно-временной статистики сильных турбулентных флуктуаций интенсивности лазерного излучения.
4.4. Мониторинг вертикального и горизонтального турбулентного потока тепла в приземном слое атмосферы средствами локальной акустической диагностики (ультразвуковой метеостанцией «Метео-2»).
4.5. Исследование свойств и закономерностей трансформации микро-структуры аэрозоля под влиянием различных факторов и физических полей в атмосфере
4.6. Проведение измерений химического состава поверхностной воды и биоты при искусственном увеличении содержания диоксида углерода, в том числе и при воздействии кислых осадков.
4.7. Разработка учебно-методического обеспечения по программам дополнительной профессиональной подготовки студентов и аспирантов ТГУ и ИОА по направлениям работы НОЦ.
4.8. Физическое моделирование лесных пожаров и уточнение обшей математической модели лесных пожаров.
4.9. Анализ влияния пожара на приземный слой атмосферы и сравнение с данными дистанционного зондирования.
4.10. Проведение экспериментов по лазерному зондированию газового состава атмосферы
4.11. Исследование уравнений переноса тепла и импульса в приземном слое атмосферы при разделении процессов изменения исходных параметров на фоновые (синоптические), локальные и турбулентные масштабы с использованием результатов мониторинга атмосферных параметров средствами ТВК-1.
  Доработка заборных устройств самолета-лаборатории с целью увеличения скорости отбора проб воздуха.
Развернуть
5
01.01.2012 - 31.07.2012
5.1. Проведение непрерывных измерений концентрации атмосферных газов: диоксида серы, сероводорода, аммиака, оксида и диоксида азота, суммарных углеводородов; газов участвующих в фотохимических процессах: озона, оксида и диоксида углерода, метана.
5.2. Анализ результатов измерений газового состава атмосферы на Сибирской лидарной станции с участием студентов и аспирантов ТГУ и ИОА СО РАН.
5.3. Построение по восстановленным микрофизическим параметрам максимально полного оптического образа аэрозоля для рассматриваемого региона с учетом спектральных, угловых и поляризационных характеристик.
5.4. Разработка на основе наземных фотометрических наблюдений и спутниковых данных статистических моделей радиационно-значимых характеристик атмосферы (АОТ, АОР аэрозоля, содержание водяного пара и озона) для основных районов исследований.
5.5. Проведение атмосферных экспериментов по исследованию пространственно временной структуры флуктуаций интенсивности лазерного излучения в турбулентной атмосфере с использованием высокоскоростной цифровой видеокамеры для записей случайных реализаций 2-D распределений интенсивности.
5.6. Определение информативных с точки зрения многокомпонентного газоанализа длин волн лазерного зондирования различных МГС атмосферы.
5.7. Разработка и верификация моделей турбулентного перераспределения тепла и импульса в пограничном слое атмосферы при устойчивой стратификации на основе результатов мониторинга температуры и ветра средствами комплекса ТВК-1.
5.8. Создание региональной модели вертикальных профилей коэффициентов рассеяния тропосферы на основе статистического обобщения лидарных измерений.
5.9. Исследование возможных механизмов газообмена в зимний период и их связь с состоянием ледовой поверхности.
5.10. Проведение нескольких судовых измерений в разных точках озера с целью оценки пространственной изменчивости интенсивности процесса газообмена.
5.11. Определение критических параметров возникновения и разрушения огненных смерчей и их математическое и физическое моделирование.
Развернуть
6
01.08.2012 - 18.10.2012
6.1. Обобщение результатов предыдущих этапов работ. Оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем.
6.2. Проведение дополнительных исследований
6.3. Оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг и разработка рекомендаций по использованию результатов проведенных НИР, включая предложения по коммерциализации.
6.4. Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
6.5. Анализ результатов измерений на Сибирской лидарной станции с участием студентов и аспирантов ТГУ и ИОА СО РАН.
6.6. Разработка программы внедрения результатов НИР в практику охраны окружающей среды и в образовательный процесс.
6.7. Экспериментальная проверка методики мониторинга высотно-временного распределения вертикального турбулентного потока тепла с использованием средств дистанционной акустической диагностики пограничного слоя атмосферы
6.8. Получение оценки радиационного форсинга аэрозоля для исследуемых регионов (Сибирь, Урал, Приморье)
6.9 Формирование базы данных по матрицам обратного рассеяния облаков верхнего яруса.
6.10. Выполнение полетов самолета-лаборатории по заданному маршруту и анализ отобранных проб в аттестованных аналитических лабораториях.
6.11. Применение разработанного программного комплекса для обработки данных регулярных многолетних наблюдений аэрозольной оптической толщины и получения информации о микрофизических параметрах аэрозоля с последующим статистическим анализом результатов для выявления основных закономерностей и взаимосвязей, сравнения с данными, полученными в других регионах и на другой аппаратуре
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2014 - 2016, 25 мес.
Бюджетные средства
14,5 млн
Организация
ИПФ РАН
профинансировано
Тема
Разработка методов и средств радиолокационного и радиотеплового микроволнового зондирования подстилающей поверхности для определения физических характеристик поверхности суши и водоемов в условиях плохой видимости и ветрового волнения.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 14 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка технологии дистанционного зондирования полей температуры, влажности и концентраций основных малых газовых составляющих в атмосфере с использованием инфракрасного Фурье-спектрометра повышенной информативности
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
4
Тема
Дистанционное определение состава парогазовых и аэрозольных образований в атмосфере над критически важными (опасными) объектами и в районах террористических проявлений.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
6
Тема
Комплексные исследования физических механизмов стратосферных изменений на основе методов дистанционного оптического зондирования на установке: "Сибирская лидарная станция (СЛС) (рег. № 01-64)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Количество заявок
1
Тема
Технические средства дистанционного приведения в пассивное состояние взрывных и взрывоопасных устройств
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Количество заявок
4